Fotowoltaika z pompą ciepła — dlaczego warto postawić na to rozwiązanie?

Już od jakiegoś czasu rośnie w Polsce zainteresowanie urządzeniami grzewczymi, które do prawidłowej pracy wykorzystują odnawialne źródła energii. Pompy ciepła są obecnie jednym z chętniej montowanych w domach urządzeń grzewczych, podobnie jak fotowoltaika. Ciekawym rozwiązaniem może okazać się połączenie tych dwóch systemów. Czy warto i czy pozwoli to na stworzenie jeszcze bardziej ekologicznej i oszczędnej instalacji?

Z artykułu dowiesz się:

1. Jak działa pompa ciepła w połączeniu z panelami fotowoltaicznymi?
2. Kiedy warto wybrać połączenie pompy ciepła z fotowoltaiką?
3. Ile kosztuje stworzenie systemu grzewczego opartego na pompie ciepła i fotowoltaice?

Jak działa pompa ciepła w połączeniu z panelami fotowoltaicznymi?

Pompa ciepła to rozwiązanie ekologiczne, oszczędne, ciche i czyste. Nic zatem dziwnego, że wielu inwestorów decyduje się na wykorzystanie jej do ogrzania domu i przygotowania ciepłej wody użytkowej. Jaka jest zasada działania pompy ciepła? Wybierając powietrzne pompy ciepła trzeba wiedzieć, że pozyskują one energię cieplną z powietrza atmosferycznego. Gruntowe pompy ciepła pobierają ciepło z gruntu lub wód gruntowych. Energia cieplna oddawana jest w wymienniku do czynnika chłodniczego, który transportowany jest do sprężarki, w której podnosi się jego ciśnienie i temperatura. Gorący czynnik ze stanu płynnego zmienia się w gazowy, a następnie oddaje pozyskane ciepło do wody zmagazynowanej w zasobniku. Do konstrukcji pompy ciepła wykorzystano prawa fizyki, jednak zasada jej działania jest bardziej skomplikowana. Ustawieniami pompy ciepła steruje się za pomocą konsoli sterowniczej, dzięki czemu można dopasować jej możliwości do zapotrzebowania na ciepło konkretnego budynku.
Pompa ciepła może być odpowiedzialna za ogrzewanie wnętrz, jak i podgrzewanie ciepłej wody użytkowej. Za każdym razem zasada działania urządzenia jest taka sama. Choć pompy ciepła wykorzystują odnawialne źródła energii, ich prawidłowa praca uzależniona jest od prądu. Okazuje się, że wspomniane urządzenia grzewcze wykorzystują OZE w 80%. Pozostałe 20% to energia elektryczna. Dzieje się tak szczególnie wtedy, kiedy na zewnątrz panuje niska temperatura lub niekorzystne warunki atmosferyczne. Kiedy temperatura jest bardzo niska, wówczas efektywność pompy ciepła maleje. I choć dostępne obecnie na rynku urządzenia są w stanie działać nawet przy temperaturze -20°C (takie temperatury zdarzają się w naszym klimacie obecnie bardzo rzadko), to i tak zawsze określa się moment nazywany punktem biwalentnym, czyli czas, w którym uruchamiane jest wsparcie w postaci innego źródła ciepła lub grzałki elektrycznej.
Właśnie ze względu na konieczność uruchomienia grzałki elektrycznej przydatne okazuje się połączenie działania pompy ciepła z panelami fotowoltaicznymi, które sprawią, że nie trzeba będzie płacić za energię elektryczną, która jest potrzebna do uruchomienia i pracy pompy ciepła. Takie rozwiązanie przyniesie jeszcze więcej oszczędności.

Kiedy warto wybrać połączenie pompy ciepła z fotowoltaiką?

Prąd pozyskany z instalacji fotowoltaicznej pozwala zaoszczędzić na energii elektrycznej, która jest niezbędne do funkcjonowania pompy ciepła, nawet o kilkadziesiąt procent. Budując dom warto zatem rozważyć montaż pompy ciepła i systemu fotowoltaicznego, podobnie zresztą, jak przy modernizacji istniejącego już systemu grzewczego.
Warto mieć na uwadze, że panele fotowoltaiczne można zamontować w określonych lokalizacjach, w których będą mogły optymalnie wykorzystać promieniowanie słoneczne. Instalując system fotowoltaiczny, należy zwrócić uwagę na obecność innych budynków, czy drzew, które mogą zacieniać panele w poszczególnych porach roku.
Pompa ciepła z fotowoltaiką będzie sprawnie działała, jeśli na początku przyjrzymy się ustawieniom urządzenia. Odpowiednio skonfigurowana praca pompy ciepła zagwarantuje oszczędności po podłączeniu jej do paneli fotowoltaicznych.
Fotowoltaika i pompa ciepła to dwa systemy, które należy dobrze poznać, aby móc je efektywnie wykorzystać. Nie bez znaczenia są tutaj także pewne założenia, co do zapotrzebowania budynku na energię oraz samych możliwości tego hybrydowego układu. 
Aby w pełni zobrazować, jak dla prawidłowej pracy obu układów ważne są wyliczenia, poniżej posłużymy się przykładem.

Przykład:

1. Dom o powierzchni użytkowej 150 m2.
2. Roczne zużycie energii na cele grzewcze — około 6000 kWh.
3. Dobowe zapotrzebowanie użytkowników na ciepłą wodę użytkową - 200 litrów.
4. Ilość energii elektrycznej na inne potrzeby czteroosobowej rodziny — około 4000 kWh/rok.
5. Roczne zużycie prądu przez pompę ciepła - 3900 kWh, zakładając, że pompa ciepła odpowiada za ogrzewanie pomieszczeń i przygotowanie ciepłej wody użytkowej. 

Instalacja fotowoltaiczna, której moc wynosi 1 kWp, jest w stanie wyprodukować około 950 kWh w ciągu roku. Oznacza to, że chcąc całkowicie pokryć zapotrzebowanie na energię elektryczną w przypadku powyższego budynku, trzeba byłoby zwiększyć instalację o kolejne ogniwa fotowoltaiczne, których moc wynosi około 10 kWp. Warto także wziąć pod uwagę, że instalacja fotowoltaiczna wytwarza znacznie więcej prądu latem niż zimą, a to właśnie zimą zapotrzebowanie na energię elektryczną jest większe. Nadwyżka energii, którą wyprodukowała instalacja odbierana jest zazwyczaj przez lokalny zakład energetyczny. Rozliczenia realizowane są w cyklach, które określają przepisy. Można także nabyć specjalny akumulator, w którym gromadzone będą nadwyżki energii elektrycznej, dzięki czemu będzie można je wykorzystać w okresie większego zapotrzebowania na prąd.

Ile kosztuje stworzenie systemu grzewczego opartego na pompie ciepła i fotowoltaice?

Pompa ciepła plus fotowoltaika — takie rozwiązanie pojawia się w naszych domach coraz częściej, ponieważ pozwala rozsądnie gospodarować nadwyżkami energii elektrycznej, którą wyprodukowała instalacja fotowoltaiczna. 
Decydując się na takie rozwiązanie, należy zastanowić się nad kosztami, jakie będzie generować fotowoltaika i pompa ciepła, a dokładniej ich zakup i montaż. Będą one uzależnione od modelu urządzeń oraz powierzchni, jaką mają panele fotowoltaiczne, które będą montowane. Oznacza to, że koszt pompy ciepła i paneli fotowoltaicznych należ do bardzo indywidualnych. Aby móc korzystać z taniego ogrzewania, należy także doliczyć koszty eksploatacyjne, np. regularne przeglądy czy naprawy serwisowe, które są związane z ewentualnymi awariami.

Podsumowanie

Każdy szuka oszczędności. Jeśli pompa ciepła i fotowoltaika mogą je zapewnić, warto zastanowić się nad takim rozwiązaniem. Aby mieć pewność, że podjęta decyzja jest słuszna, dobrze jest skontaktować się ze specjalistami z hurtowni instalacyjnych Grupy Instal-Konsorcjum, którzy odpowiedzą na każde pytanie, a także pomogą dobrać rozwiązanie dopasowane do potrzeb domowników i zapotrzebowania budynku na ciepło i energię elektryczną.

Autor: Aneta Wojtczak

Przeczytaj także:

• Jaka moc fotowoltaiki do pompy ciepła?
• Zasilanie pompy ciepła przez panele słoneczne — podwójne oszczędności

Zapraszamy także na tematyczne e-szkolenie IK

Instal-Konsorcjum — Twój sprawdzony Partner!