Analysis of Energy, Economic and Environmental Performance of Solar Water Heaters for Domestic Hot Water Supply in Northern European Climate
Notice bibliographique
Résumé
A significant portion of energy expense of a residential household goes toward the provision of domestic hot water (DHW) ~19%. The use of solar thermal water heating provides a local way to offset this energy requirement with a renewable resource. Solar thermal water heating systems are commonly used in hot climates from Southern Europe to the Equator however in the past they were seen as not so economically viable in colder climates. The solar collector that is readily available on the market for DHW generation is the standard flat plate collector (SFPC), but they are not attractive for use in higher latitudes due to low operating temperature and high heat loss. Although convection suppression has been identified as a method to improve the performance of flat plate collector it has not yet achieved mainstream commercialisation. In this work we attempt to show that the conventional flat plate collector still has potential in higher latitude when modified to suppress convection heat loss. The modified FPC that is particularly of focus in this work is the one with honeycomb transparent insulation (MFPC). We compare the performance of SFPC and MFPC in colder climate considering different auxiliary heating options such as electricity, gas, and oil, at their recent energy prices. Using TRNSYS software, we modelled the annual energy generated by these collectors using a typical domestic load case and found that SFPC produced 1446.60 kWh/year while MFPC produced 1993.50 kWh/year. For a typical household with a daily hot water consumption of 200 L, SFPC requires 3858.69 kWh/year of auxiliary energy while MFPC requires 3458.24 kWh/year. The economic analysis shows that the MFPC with electrical heating is the highly viable option with a Net Present Value (NPV) of 5078.95. The CO2 emission reduction from the SFPC and MFPC with electrical auxiliary heating are 39.54 kgCO2/year and 79.58 kgCO2/year, respectively, compared to conventional electrical immersion heaters.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».