Działanie pomp ciepła samo w sobie opiera się na odnawialnych źródłach energii, jednak będąca ich częścią sprężarka potrzebuje do działania ok. 20% energii elektrycznej. Może ją pobrać z sieci, ale bardziej ekologicznie jest, gdy wykorzystamy do tego fotowoltaikę. Dwa systemy korzystające ze źródeł odnawialnych połączone w jeden – to brzmi naprawdę dobrze.
Już na wstępie naszego artykułu rodzi się przewrotne pytanie – czy połączenie pompy ciepła i instalacji PV w ogóle ma sens? Jak wiadomo, fotowoltaika najbardziej efektywna jest latem, podczas największego nasłonecznienia, a pompa ciepła potrzebna jest przede wszystkim zimą. Tymczasem instalacje fotowoltaiczne postrzegane są obecnie jako istotny element zasilania systemów ogrzewania c.o. i c.w.u., w tym cieszących się dużą popularnością pomp ciepła. Jest to możliwe dzięki bilansowaniu energii. Taka możliwość pojawiła się 5 lat temu, wraz z wprowadzeniem nowelizacji w ustawie o OZE. Od tego czasu nadwyżkę energii wyprodukowanej w systemie PV można przesłać do sieci energetycznej, a wtedy, kiedy istnieje jej niedobór, jej część ponownie pozyskać z sieci i wykorzystać np. właśnie do zasilania pompy ciepła.
Bez wątpienia, współpraca pompy ciepła i paneli fotowoltaicznych jest opłacalna ze względów finansowych i ekologicznych. Nowoczesne źródła energii elektrycznej w połączeniu z pompą ciepła oznaczają oszczędności nie tylko na ogrzewaniu, ale także na prądzie.
Magazynowanie i bilansowanie energii
Energia elektryczna wytworzona przy pomocy paneli fotowoltaicznych wykorzystywana jest na bieżące zużycie, a jej nadwyżka przesłana zostaje do sieci elektroenergetycznej, jak do magazynu. Można ją odebrać w okresie niższej produkcji (np. w nocy lub zimą), jednak nie w 100%. Operatorzy pobierają ok. 20-30% energii w ramach swoistej opłaty za magazynowanie. Zwracana energia wyliczana jest zatem w następującym stosunku:
1:0,8 – przy mocy instalacji do 10 kW
1:0,7 – przy mocy instalacji powyżej 10 kW.
Warto zauważyć, że pojawia się coraz więcej rozwiązań, które umożliwiają bilansowanie w stosunku 1:1. Należy jednak pamiętać, że użytkownicy mają nie więcej niż rok na odebranie zmagazynowanych nadwyżek. Po tym czasie one przepadają.
Pompa ciepła – ile potrzebuje energii?
Jeżeli pompa ciepła jest już zabudowana w domu, ta wartość powinna był łatwa do określenia, bowiem większość pomp wyposażona jest w regulatory z wbudowanymi licznikami zużywanej energii. Jeśli natomiast budynek jest w fazie projektu bądź budowy, konieczne jest wykonanie dokładnych obliczeń cieplnych, uwzględniających potrzeby grzewcze budynku oraz ilość ciepłej wody, jaka będzie zużywana przez domowników. Jeszcze inaczej dokonuje się obliczeń w przypadku domu modernizowanego. Wtedy przydatny okazuje się audyt energetyczny. Jeśli określona jest ilość energii w kWh/rok, można do niej dobrać moc grzewczą pompy ciepła i instalacji fotowoltaicznej. Oczywiście, innym sposobem dokonania obliczeń jest podsumowanie kosztów kupna paliwa, zużywanego przez starą instalację. W takim przypadku trzeba jednak oszacować sprawność kotła podlegającego wymianie. Bez wątpienia, ilość zużywanej przez pompę ciepła energii wynika też z jej efektywności energetycznej SCOP, którą odczytać można z regulatora. Jeśli pompa jeszcze nie była używana, stosownych obliczeń można dokonać za pomocą kalkulatorów, które znaleźć można w Internecie.
Jak dobrać instalację PV do pompy ciepła?
Moc instalacji fotowoltaicznej można dobrać na podstawie zużycia energii, przyjmując, że na każde 1000 kWh/rok energii zużytej przez pompę ciepła, dobiera się moc 1 kWp instalacji PV. Jeśli znana jest moc pompy ciepła, można szacunkowo dobrać wielkość instalacji PV, przy pewnych założeniach (na każdy 1 kW mocy grzewczej pompy ciepła powietrze-woda powinno się dobrać instalację PV o mocy ok. 0,5-0,8 kWp).
Dobór instalacji zależy też od tego, ile paneli możemy zabudować. Pochodząca z nich energia powinna bowiem pokryć również pozostałe zapotrzebowanie energetyczne budynku oraz wspomniane koszty magazynowania energii pobierane przez operatora.
Korzyści z zasilania pompy ciepła energią z PV
Szacuje się, że w domu o powierzchni 120 m2 połączenie gruntowej pompy ciepła lub powietrznej pompy ciepła z systemem PV o odpowiedniej dla tych rozwiązań mocy (zaleca się 6 kW), może przynieść oszczędności rzędu 3000-3500 zł w skali roku. Koszt inwestycji w taką instalację fotowoltaiczną to ok 26 000 zł, zatem zwrot nastąpi po 7-8 latach. Po tym okresie cała energia elektryczna wykorzystywana w domu – przy założeniu, że system będzie cały czas eksploatowany – będzie darmowa.
Oczywiście, okres zwrotu inwestycji skróci się, jeśli zakup instalacji PV i/lub pompy ciepla zostanie sfinansowany z jednej z dotacji przyznawanych dla odnawialnych źródeł energii. Przypomnijmy, że dofinansowania te mogą sięgać nawet 60-70% kosztów kwalifikowanych. Aktualne informacje na ten temat znaleźć można m.in. na stronach gmin, powiatów i Wojewódzkich Funduszy Ochrony Środowiska.
Damian Żabicki
