Fotowoltaika i pompa ciepła

Fotowoltaika do ogrzewania

Instalacja fotowoltaiczna produkuje energię eklektyczną która może być wykorzystana przez dowolne odbiorniki energii w gospodarstwie domowym – zarówno przez sprzęty gospodarstwa domowego, urządzenia RTV, oświetlenie oraz prawdopodobnie najważniejsze – system grzewczy.

W typowym domu jednorodzinnym system grzewczy pełni dwie funkcje:

centralnego ogrzewania (C.O.)
podgrzewania ciepłej wody użytkowej (C.W.U.)

Zamiana energii eklektycznej na ciepło jest bardzo prosta: dla ogrzewania wody użytkowej wystarczy podgrzewacz elektryczny, a dla ogrzewania pomieszczeń używa się grzejników lub folii grzewczych. Urządzenia te mają bardzo wysoką sprawność – niemal 100% dostarczonej energii zostaje przetworzona na ciepło – wydaje się więc, iż jest to najbardziej wydajne rozwiązanie – istnieje jednak dużo lepszy sposób wykorzystania wyprodukowanej energii elektrycznej – zastosowanie pompy ciepła.

Pompa ciepła zasilana z instalacji fotowoltaicznej

Pompa ciepła w przeciwieństwie do elektrycznych urządzeń grzewczych (grzałek, grzejników, promienników) nie zużywa energii elektrycznej do grzania lecz umożliwa transfer ciepła z jednego środowiska do drugiego, zatem: dom jest ogrzewany ciepłem pochodzącym z ziemi (pompa gruntowa) lub atmosfery (pompa powietrzna).

Pompa ciepła w połączeniu z instalacją fotowoltaiczną umożliwia korzystanie z darmowych – odnawialnych źródeł energii na dwa sposoby – poprzez produkcję prądu z światła słonecznego oraz wykorzystanie energii cieplnej pochodzącej z gruntu lub powietrza.

Pompa ciepła - praca w nocy

Faktem jest, iż większość energii elektrycznej dostarczanej przez panele fotowoltaiczne powstaje w godzinach południowych – więc, wtedy kiedy średnie zużycie ciepłej wody w gospodarstwie domowym jest niewielkie. Problem ten niweluje możliwość bilansowania energii u dostawcy energii elektrycznej.

Szczegóły tego rozwiązania określa ustawa o OZE z 22.06.2016 r. W praktyce oznacza, iż wyprodukowana za dnia energia (lub jej nadmiar) zostaje przekazana do sieci energetycznej, a gdy w godzinach wieczornych i nocnych zapotrzebowanie jest większe jest ona pobierana z sieci. Należy jednak zauważyć bilansowanie energii umożliwia jej „zwrot” w stosunku 1 : 0.8 (gdy moc instalacji jest mniejsza niż 10kW) lub 1 : 0.7 (gdy moc instalacji przekracza 10kW) .

Pompa ciepła i fotowoltaika - praca w zimie

W miesiącach zimowych pompa ciepła będzie wykazywać większe zapotrzebowanie na energię – ponieważ oprócz wody użytkowej podgrzewa również obwód centralnego ogrzewania. Niestety, w tym czasie ilość świtała słonecznego jest zdecydowanie mniejsza i instalacja fotowoltaiczna produkuje mniej prądu, więc pompa ciepła w dużej mierze musi być zasilana energią z sieci.

Ta niedogodność została wyeliminowana również dzięki możliwości bilansowania – podobnie jak w ciągu doby rozwiązana jest kwestia nierównomiernego zużycia w skali roku – nadprodukcja energii w miesiącach letnich oraz jej większe zużycia w miesiącach zimowych. W praktyce oznacza to, iż wygenerowany i przekazany do sieci prąd (lub jego nadmiar) można odebrać i rozliczyć jego zużycie w ciągu jednego roku.

Przykładowa kalkulacja: Pompa ciepła + Fotowoltaika

W naszej kalkulacji przyjmujemy następujące założenia:

Bierzemy po uwagę dom jednorodzinny zamieszkany przez 3-4 domowników.
Roczne zużycie energii elektrycznej na oświetlenie i inne cele gospodarcze to około 2500 KWh.
Ogrzewanie z użyciem pompy ciepła powoduje zużycie energii elektrycznej na poziomie około 3300 KWh rocznie .
1 kWh kosztuje w taryfie G11 – 0,70 zł.

Suma kosztów energii:
2500 KWh + 3300 KWh = 5800 KWh
Roczny koszt energii:
5800 x 0,70 = 3990 zł

Zapotrzebowanie na energię elektryczną w przypadku tego gospodarstwa może pokryć instalacja fotowoltaiczna o mocy około 7.5 kW która rocznie wyprodukuje około 7.200 kWh energii której wartość wyniesie 5.040 zł – a po uwzględnieniu kosztów bilansowania (współczynnik 0,8) pozwala to na oszczędności rzędu 4.000 zł rocznie. W praktyce oznacza to obniżenie rachunków za prąd do minimum – odbiorca energii zapłaci jedynie opłaty przesyłowe.

Instalacja fotowoltaiczna 7,5 kW – do zasilania domu wraz z pompą ciepła:
Koszt brutto: 34 500 zł, lub
29 500 zł jeśli skorzystamy z dotacji „Mój Prąd”.

Czas zwrotu zwrotu z inwestycji wynosi więc:
34.500 : 4000 = 8,6 roku, bez dotacji lub
29.500 : 4000 = 7,3 roku w przypadku finansowania z dotacją.

Podsumowanie

Miesięczny koszt ogrzewania z zastosowaniem pompy ciepła i fotowoltaiki należy szacować i uśredniać w skali całego roku a nie sezonu grzewczego.

Możliwość uzyskania darmowej energii oraz jej bilansowania jej zużycia sprawia, iż pompa ciepła w bardzo ekonomiczny sposób zapewnia możliwość uzyskania ciepłej wody użytkowej w miesiącach letnich, oraz świetnie sprawdza się jako główne źródło ciepła w instalacji centralnego ogrzewania.

Inwestycja w instalację fotowoltaiczną oraz pompę ciepła umożliwia zwrot poniesionych kosztów już po 7 roku eksploatacji – w dalszym okresie użytkowania przynosi realne oszczędności poprzez obniżenie kosztów energii elektrycznej i ogrzewania do minimum.

Zobacz również: