澳大利亚的研究人员研究了屋顶光伏发电如何用于运行空调 (AC) 以预冷却住宅和商业建筑。

科学家们将提议的概念定义为“太阳能预冷”。据称，它在缓解电网最低需求低、使电网的净需求概况和减少电费方面提供了好处。

研究员 Gloria Pignatta 表示，预冷可以在具有空调装置的各种建筑物中实施。相关文献中记载研究了住宅、商业和办公楼中的太阳能预冷，并证明是实用的。

通过预冷转移负载

科学家们将建筑物的热质量视为一种虚拟电池，可用于转移或削减由交流系统引起的峰值需求。

科学家解释说，预冷是指通过降低热质温度，然后在高峰期释放冷量，在需求高峰开始之前对建筑热质进行充电。”这通常是通过在预期高峰期前几个小时降低恒温器设定点来强制空调开启。

可以使用三种热质活化方法进行预冷却：表面活化、强制空气活化和水力活化。

学者们说，热质量激活是否导致能源成本降低取决于定义温度设定点轨迹或 AC 时间表的 AC 控制策略。

确定了几个有助于降低能源成本的因素。它们包括降低峰值功率，这有利于商业和办公楼在电费中包含需求费用，以及将交流电需求转移到电价便宜的非高峰时段。其他因素包括通过使用夜间通风减少机械冷却需求，以及在较低环境温度下运行的空调机组效率更高。

线性放电预冷策略的温度设定点轨迹

研究人员表示，如果白天多余的光伏发电用于预冷建筑物，而不是从电网输入电力，预冷可能会更有益。这是因为为屋顶光伏发电支付的上网电价 (FIT) 低于零售电价，而且未来的电价结构可能没有用于向电网输出的上网电价组成部分。

Pignatta 说，通过将多余的光伏发电用于太阳能预冷，家庭可以使用廉价或免费的电力对建筑物进行预冷，从而减少他们在电价昂贵的高峰时段从电网进口。此外，减少向电网输出剩余光伏会提高自我消费水平，降低光伏对低网络最低需求的贡献，并减少管理低最低需求的运营挑战。

研究人员表示，尽管预冷和太阳能预冷可能对电网有益，但潜在的成本节约和峰值交流需求的减少并不一定对所有建筑物都具有重要意义。

预冷和太阳能预冷的潜力取决于一系列技术、经济和行为因素，例如建筑物的能源效率、建筑材料、空调机组额定容量、光伏系统额定容量、居住者”热舒适预期和使用时间消耗模式是直接影响建筑物预冷/太阳能预冷潜力的一些因素。文献中存在一个空白，缺乏使用实际监测的家庭数据对太阳能预冷进行彻底调查，包括屋顶光伏发电、电器级需求和建筑热动态。这些研究可以揭示太阳能预冷的实际潜力，比基于模拟的方法更有价值。

研究人员在最近发表在《能源与建筑》杂志上的“通过预冷和太阳能预冷的需求响应：评论”中描述了他们的发现。

他们总结道，太阳能预冷领域在冷却技术方面具有进一步研究的潜力。由太阳能驱动的并网或独立光伏集成热泵 、吸附、吸收和干燥剂冷却系统可以提供冷却以对建筑物进行预冷。