مضخات الحرارة تتفوق على غلايات الغمر في استغلال الطاقة الشمسية الفائضة

أصبحت غلايات الغمر (Immersion Diverters) الحل التقليدي في المنازل البريطانية لاستغلال فائض الكهرباء من الألواح الشمسية على الأسطح، حيث تكتشف وحدة التحكم تصدير الطاقة وتوجهها لتسخين المياه في الأسطوانة. لكن مع استبدال الغلايات الغازية بمضخات حرارة الهواء-ماء ضمن برنامج ترقية الغلايات، تغيرت المعادلة الاقتصادية والكفائية بشكل جذري.

آلية عمل غلايات الغمر ومضخات الحرارة

تعمل غلاية الغمر كسخان مقاومة: كل كيلوواط ساعة من الكهرباء ينتج كيلوواط ساعة واحد من الحرارة. في المقابل، تنقل مضخة الحرارة الحرارة من الهواء الخارجي إلى الماء، فتنتج عدة كيلوواط ساعات حرارية لكل كيلوواط ساعة كهربائي. أظهر مشروع "كهربة الحرارة" الحكومي متوسط معامل أداء موسمي قدره 2.80 عبر 291 مضخة حرارة هوائية، ما يعني تفوقًا واضحًا على غلاية الغمر في كل كيلوواط ساعة فائض.

القيمة الاقتصادية للطاقة الفائضة

تعتمد قيمة الكيلوواط ساعة الفائض على ما يحل محله. بسعر سقف أوفجم لشهر أكتوبر-ديسمبر 2026 البالغ 26.32 بنس للكيلوواط ساعة، ومعامل أداء 2.80، فإن تكلفة الحرارة من مضخة الحرارة عبر الشبكة تبلغ نحو 9.4 بنس للكيلوواط ساعة حراري. توجيه الفائض لغلاية الغمر يوفر 9.4 بنس فقط، بينما تشغيل مضخة الحرارة على نفس الفائض يوفر 26.32 بنس كاملة، أي ما يقارب ثلاثة أضعاف القيمة. كما أن تعرفة التصدير الذكي قد تجعل بيع الكهرباء أفضل من تسخين المياه عبر الغلاية إذا تجاوز سعر التصدير 9.4 بنس.

دور غلايات الغمر في منازل مضخات الحرارة

تحتفظ غلاية الغمر بميزة عملية: يمكنها استخدام أي فائض مهما صغر، بينما تحتاج ضاغط مضخة الحرارة لحد أدنى من القدرة وتعمل بشكل أفضل على فترات أطول. كما أن الأسطوانة تخزن نحو 2.3 كيلوواط ساعة حراري لرفع 200 لتر بـ10 درجات مئوية، تحتاج مضخة الحرارة لـ0.8 كيلوواط ساعة كهربائي لتحقيق ذلك مقابل 2.3 كيلوواط ساعة للغلاية، تاركة باقي فائض الظهيرة للبطارية أو التصدير. تحتفظ الغلاية بدور ثانٍ في دورات التعقيم الدورية ضد الليجيونيلا التي تتطلب 60 درجة مئوية، يمكن جدولتها وقت الذروة الشمسية.

ربط مضخات الحرارة بالألواح الشمسية

الرابط التحكمي هو التحدي الأكبر. معيار SG Ready الألماني يحدد حالات تشغيل تقبلها مضخة الحرارة من إشارات خارجية: الحالة 3 للتشغيل المعزز ورفع نقطة الضبط لامتصاص الفائض، والحالة 4 لأمر تشغيل قاطع. يمكن للعاكس أو مدير الطاقة أو نظام البطارية إرسال الإشارة عند تجاوز التصدير عتبة يحددها المثبت. تحدد الأولويات في مرحلة التصميم: البطارية أولًا، ثم الأسطوانة عبر مضخة الحرارة، ثم غلاية الغمر للباقي.

تأثير المواسم وضريبة القيمة المضافة

يبلغ الفائض ذروته صيفًا عندما يكون الحمل الوحيد لمضخة الحرارة هو الماء الساخن، وينخفض شتاءً عند ذروة طلب التدفئة. الماء الساخن هو الحمل الحراري الوحيد الذي يعمل طوال العام، مما يجعله الوجهة الطبيعية للفائض الشمسي. في بريطانيا العظمى، تتمتع تركيبات مضخات الحرارة والألواح الشمسية والبطاريات بإعفاء ضريبي 0% حتى 31 مارس 2027، يرتفع إلى 5% بعدها، وأضيفت البطاريات الحرارية لنفس القائمة من نفس التاريخ.