kth.sePublikationer KTH
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Cutting peaks and costs: Techno-economic design guidelines for solar PVT and GSHP in land-constrained multi-family buildings
KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM), Energiteknik, Tillämpad termodynamik och kylteknik.ORCID-id: 0000-0001-5131-274X
KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM), Energiteknik, Tillämpad termodynamik och kylteknik.ORCID-id: 0000-0002-2603-7595
KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM), Energiteknik, Tillämpad termodynamik och kylteknik.ORCID-id: 0000-0001-7354-6643
2026 (Engelska)Ingår i: Energy Conversion and Management, ISSN 0196-8904, E-ISSN 1879-2227, Vol. 348, artikel-id 120696Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

This study conducts a detailed techno-economic analysis of photovoltaic-thermal (PVT) collectors integrated with ground-source heat pumps (GSHPs) for land-constrained multi-family buildings in cold climates. Using dynamic TRNSYS simulations, the system is designed around an undersized borehole field and incorporates realistic electricity pricing models, including dynamic spot prices and capacity-based tariffs, and peak demand considerations. A stepwise analysis evaluates five PVT absorber types, array sizes, layouts, and control strategies. The most cost-effective design combines 60 m2 of unglazed finned collectors, pre-borehole layout, and 80 l/h-m2 fixed flow, achieving a seasonal performance factor above 2.7 and a minimum total life-cycle cost (TLCC) of €451 k€. Among all design variables, array size has the greatest impact on system performance and cost, with flow rate being the next most critical factor. Relative to a stand-alone GSHP, the hybrid system lowers peak electric load by 10 % and reduces total life-cycle cost by 4–23 % when benchmarked against alternative heating configurations including district heating, air-source heat pump, and PV-assisted GSHP. Scenario analyses show that electricity pricing structure and volatility significantly influence optimal collector sizing, with higher electricity prices favoring larger PVT array sizes. The results provide actionable design guidelines for researchers and practitioners seeking to improve performance and cost-effectiveness of heat pump systems, and to support their broader deployment in space- and grid-constrained urban environments.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Elsevier, 2026. Vol. 348, artikel-id 120696
Nyckelord [en]
Peak power; Photovoltaic-thermal; Ground source heat pump; Cold-climates;TRNSYS; Dynamic pricing
Nationell ämneskategori
Teknik Maskinteknik Energiteknik
Forskningsämne
Energiteknik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:kth:diva-374144DOI: 10.1016/j.enconman.2025.120696ISI: 001611027400001Scopus ID: 2-s2.0-105020919031OAI: oai:DiVA.org:kth-374144DiVA, id: diva2:2021952
Forskningsfinansiär
Energimyndigheten, P2023-01509
Anmärkning

QC 20251217

Tillgänglig från: 2025-12-16 Skapad: 2025-12-16 Senast uppdaterad: 2025-12-17Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(8807 kB)207 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 8807 kBChecksumma SHA-512
4c617c36ee1f73fb86a722ef50901c9bfdba2ea0655fafbf931b7ff708cd4e141b6d95a900b538ab8bd37689b31b781faaa35040c39e67b8094e751abbc3428d
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltextScopus

Person

Beltrán, FranciscoSommerfeldt, NelsonMadani, Hatef

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Beltrán, FranciscoSommerfeldt, NelsonMadani, Hatef
Av organisationen
Tillämpad termodynamik och kylteknik
I samma tidskrift
Energy Conversion and Management
TeknikMaskinteknikEnergiteknik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
urn-nbn
Totalt: 700 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf