Çinli tədqiqatçılar külək və günəş enerjisi ilə işləyən yeni külək-günəş hibrid istilik nasosu hazırlayaraq evlərdə enerji səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırıblar. Tədqiqat həm istilik, həm də elektrik saxlama strukturlarını eyni dam altında optimallaşdıran və bütün dörd fəsildə enerji axınını idarə edən mövsümi qarşılıqlı təsir modelinə əsaslanır. Məlumata görə, yeni istilik nasosu elektrik enerjisi xərclərini 55 faizə qədər azaltmaq potensialı təklif edir. Sistem həmçinin şəbəkə asılılığını 75 faiz azalda bilər.
Sistem istilik və elektrik enerjisi saxlama sistemini birləşdirərək evlərdə enerji istifadəsini optimallaşdırır. Yazda yeraltı əvvəlcədən soyutma, yayda soyutma, payızda yeraltı əvvəlcədən isitmə və qışda isitmə təmin edir. Tədqiqatçılar istilik nasosunun işini artırmaq üçün TRNSYS və SketchUp kimi qabaqcıl proqram təminatı vasitələrindən istifadə edərək optimallaşdırılmış enerji idarəetmə strategiyası hazırladıqlarını söyləyirlər. Layihə Şenyanqda aşağı enerjili yaşayış binasına (LERB) əsaslanır. Bölgənin qışları olduqca soyuq, yayları isə isti keçir və bu da sistemin enerji performansını sınaqdan keçirmək üçün ideal şərait yaradır. İki mərtəbəli, 334,8 kvadratmetrlik bu binada günəş panelləri üçün təxminən 130 kvadratmetr dam örtüyü var idi. İllik saatlıq günəş radiasiyası kvadrat metrə 0 ilə 0,3 kVt/saat arasında dəyişirdi.
Sistem 550 Vt fotovoltaik (PV) modullar və 3 kVt-lıq külək turbinləri ilə dəstəklənirdi. Enerji saxlama üçün 40 kVt/saatlıq batareya və faza dəyişdirici materiallarla təchiz olunmuş su çəni istifadə edilmişdir. Sistemə həmçinin yer mənbəli istilik nasosları (GSHP) və hava mənbəli istilik nasosları (ASHP) daxildir. Səmərəliliyi artırmaq üçün iki mərhələli optimallaşdırma prosesi həyata keçirildi. Birinci mərhələdə ideal sistem konfiqurasiyası NSGA-II alqoritmindən istifadə etməklə müəyyən edildi. İkinci mərhələdə batareya doldurma səviyyələri hissəciklər sürüsü optimallaşdırmasından istifadə edərək həftəlik idarə olundu. Bu, sistemə mövsümə uyğun olaraq bərpa olunan enerji istehsalı, istilik tələbi və batareya saxlamasını avtomatik olaraq balanslaşdırmağa imkan verib.
Tədqiqatçılar sistemin performansını dörd fərqli konfiqurasiyada sınaqdan keçirdilər. Sadə sistemdən başlayaraq, qiymətləndirmə qarşılıqlı təsir strategiyası, ASHP, iki mərhələli optimallaşdırma, PV və nəhayət külək enerjisi istehsalı əlavə edilməklə aparılıb. Nəticələr göstərir ki, optimallaşdırılmış hibrid sistem enerji xərclərini ən azı 54,7 faiz azaltmış və ümumi performansı 4 faiz artırmışdır. Sistem müstəqilliyi və ya şəbəkə asılılığı 75 faiz azalmışdır. Optimal hibrid sistem konfiqurasiyasına 13,12 kVt günəş enerjisi tutumu, iki külək turbinləri, 25,46 kVt/saat batareya saxlama yeri, 6,17 kVt-lıq yerüstü istilik nasosu və 2,76 kvadratmetrlik su çəni daxildir.
