Elektrické vykurovacie telesá (EIH) sú priamočiare odporové zariadenia, ktoré premieňajú elektrickú energiu na teplo priamo v kvapaline alebo tepelnom médiu. Hoci majú jednoduchý dizajn, sú výkonnými nástrojmi na integráciu variabilnej obnoviteľnej energie (VRE), ako je veterná a solárna energia, do energetických systémov. Premenou prebytočnej elektriny na užitočnú tepelnú energiu na požiadanie EIH znižujú obmedzovanie, poskytujú flexibilné zaťaženie pre vyrovnávanie siete a vytvárajú lacné tepelné skladovanie, ktoré dokáže oddeliť dopyt po teple od času výroby elektriny.
Keď veterná alebo solárna výroba prekročí okamžitú spotrebu elektrickej energie, siete tradične obmedzia výrobu alebo ju exportujú za nízku hodnotu. EIH môžu byť odoslané na absorbovanie tohto prebytku ohrevom vody, olejov alebo materiálov s fázovou zmenou. Veľkokapacitné ponorné ohrievače pripojené k nádržiam alebo termálnym bankám fungujú ako ovládateľné výlevky, ktoré premieňajú prerušovanú elektrinu na uloženú tepelnú energiu s vysokou spiatočnou účinnosťou a minimálnou zložitosťou.
EIH sú vhodné pre automatizované programy dopyt-reakcia. Sú agregované na mnohých miestach a poskytujú rýchlu a spoľahlivú moduláciu záťaže, ktorá pomáha vyrovnávať frekvenciu a zvládať krátkodobé nerovnováhy. Reagovaním na cenové signály alebo priame príkazy prevádzkovateľa siete môžu ponorné ohrievače poskytovať doplnkové služby, ako je rezervná kapacita a vyhladzovanie rýchlosti rampy bez veľkých zmien infraštruktúry.
V domácnostiach a komerčných budovách fungujú EIH spárované s izolovanými zásobníkmi teplej vody ako lacné tepelné batérie. Počas obdobia vysokého obnoviteľného výkonu alebo nízkych cien elektriny ohrievače zvyšujú teplotu nádrže; akumulovaná teplá voda sa neskôr používa na vykurovanie priestorov, sanitárne potreby alebo teplú úžitkovú vodu. Tento časový posun znižuje špičkovú spotrebu elektrickej energie a znižuje účty za energiu a zároveň zvyšuje využitie obnoviteľných zdrojov.
Priemysel často vyžaduje teplo s nízkou až strednou teplotou, ktoré ponorné ohrievače efektívne dodávajú. Integrované s tepelnými zásobníkmi umožňujú EIH továrňam prevádzkovať energeticky náročné vykurovanie, keď je dostatok obnoviteľných zdrojov. Priemyselné odvetvia, ako je spracovanie potravín, textil a chemické predhrievanie, tak môžu prispôsobiť operácie dostupnosti obnoviteľných zdrojov, čím sa zníži závislosť od fosílnych palív a prevádzkové náklady.
Systémy diaľkového vykurovania môžu využívať veľké ponorné ohrievané vodné nádrže ako sezónne alebo denné zásobníky na zachytávanie obnoviteľnej elektriny. Tepelné banky na úrovni Spoločenstva znižujú potrebu špičkových plynových kotlov, ponúkajú odolnosť voči prudkým výkyvom cien energie a uľahčujú integráciu miestnych veterných a solárnych zdrojov do vykurovacích sietí.
Inteligentné riadenie je rozhodujúce: EIH by mali byť prepojené, aby mohli prijímať cenové alebo sieťové signály, uprednostňovať tepelný dopyt a vyhýbať sa zbytočnému cyklovaniu. Jednoduché algoritmy, ktoré využívajú predpovede počasia, predpovede výroby z obnoviteľných zdrojov a vzory obsadenosti, sa optimalizujú pri spustení ohrievačov. Otvorené komunikácie (napr. Modbus, MQTT) umožňujú agregátorom spravovať flotily EIH ako virtuálne elektrárne.
Je nevyhnutné, aby veľkosť úložiska zodpovedala očakávaným nadbytočným udalostiam. Projektanti musia zvážiť teplotné rozvrstvenie, tepelné straty a požadované výstupné teploty pre konečné použitie. Použitie vhodných skladovacích médií – vody pre potreby nízkych teplôt, termálnych olejov alebo materiálov s fázovou zmenou pre vyššie teploty – maximalizuje hodnotu a efektivitu.
Správna technika sa zaoberá tvorbou vodného kameňa, koróziou a elektrickou bezpečnosťou. Ponorné ohrievače musia spĺňať miestne elektrické normy a režimy údržby by mali zabrániť zanášaniu prvkov. Berúc do úvahy emisie počas životného cyklu a recyklovateľnosť komponentov ohrievača, zaisťuje sa zachovanie celkového environmentálneho prínosu spojenia EIH s obnoviteľnými zdrojmi.
| Technológia | Ideálne použitie | Efektivita spiatočnej cesty | Poznámky |
| Elektrický ponorný ohrievač | Priame teplo, akumulácia tepla | ~95 – 99 % | Jednoduché, lacné, ideálne pre tepelné batérie |
| Tepelné čerpadlo | Priestorové vykurovanie, vysoké nároky na COP | 200 – 400 % (COP 2 – 4) | Efektívne, ale vyžaduje stabilnú prevádzku a vyššie CAPEX |
| Elektrický kotol | Para/procesné teplo | ~95 – 98 % | Podobne ako pri ponorení pre objemové teplo sa príslušenstvo príslušenstva líši |
Elektrické vykurovacie telesá predstavujú pragmatickú, nízkonákladovú technológiu na urýchlenie integrácie obnoviteľných zdrojov. Vďaka ich vysokej účinnosti konverzie, jednoduchej inštalácii a kompatibilite s tepelným zásobníkom sú obzvlášť účinné pri absorbovaní variabilnej výroby a poskytovaní sieťových služieb. V kombinácii s inteligentnými ovládacími prvkami, správnym dimenzovaním a podpornými trhovými signálmi pomáhajú EIH oddeľovať dopyt po tepelnej energii od dodávok elektriny v reálnom čase – znižujú obmedzovanie, znižujú emisie a zlepšujú ekonomiku projektov obnoviteľných zdrojov. Pre energetické spoločnosti, manažérov priemyselných lokalít a prevádzkovateľov budov, ktorí hľadajú praktické kroky na dekarbonizáciu, je ponorné vyhrievané tepelné úložisko okamžite implementovateľným a účinným riešením.
Autorské práva © Jiangsu Weineng Electric Co., Ltd. Všetky práva vyhradené.
Výrobcovia OEM/ODM elektrických ohrievačov
