Технология отопления с использованием подземного теплового накопителя на основе преобразования тепла от выработанной, но неиспользованной электроэнергии солнечных батарей представляет собой перспективный путь для содействия совместному развитию использования возобновляемых источников энергии и чистого отопления. В данной работе на базе совместной платформы моделирования TRNSYS-MATLAB построены три системы отопления PTES с преобразованием избыточной электроэнергии солнечных панелей: электродный котел (S1), воздушный тепловой насос (S2) и комбинированная система (S3). Проведен анализ энергетических потоков системы, граничных условий зарядки и разрядки тепла, термического стратификационного слоя в водоеме, тепловых потерь и эффективности аккумулирования тепла. Результаты показывают, что различия в вкладе отопления трех систем главным образом проявляются на этапах отдачи тепла PTES и подогрева вспомогательным источником; коэффициенты гарантированного отопления с использованием избыточной энергии составили 82,9%, 80,7% и 84,2% соответственно; при контроле с постоянной температурой и переменным расходом колебания избыточной энергии в основном вызывают изменения циркуляционного потока, а переключение между режимами оборудования приводит к колебаниям температуры тепла; средние значения индекса смешивания (MIX) за отопительный период составили 0,276, 0,273 и 0,298 соответственно, при этом сохраняется заметная термическая стратификация в воде; тепловые потери через боковые стенки высоки в начале эксплуатации и постепенно сменяются доминирующими потерями сверху за счет накопления тепла в грунте; эффективность накопления тепла за первый год эксплуатации составила 91,49%, 88,11% и 88,97% соответственно. Исследование показало, что PTES способна адаптироваться к динамическим рабочим границам, формируемым преобразованием избыточной электроэнергии солнечных панелей, эффективно участвовать в утилизации избыточной энергии и отоплении зданий, однако проектирование мощности требует дальнейшего учета покадрового соответствия избыточной энергии и нагрузке, а также реальных эксплуатационных ограничений.

избыточная солнечная электроэнергия; подземное аккумулирование воды; тепловая стратификация; тепловые потери; эффективность аккумулирования тепла