Fotowoltaika i pompa ciepła – najlepsze połączenie
Mówi się, że system fotowoltaiczny i pompa ciepła, to połączenie idealne. Z jednej strony mamy ekologiczne źródło niemalże darmowej energii elektrycznej, a z drugiej strony nowoczesne i bardzo wydajne źródło ciepła, które do działania wymaga tylko energii elektrycznej. Dzięki temu łatwo jest zestawić prosty system, składający się z powietrznej pompy ciepła i fotowoltaiki, który cały rok jest w stanie dostarczać ciepłą wodę użytkową czy do ogrzewania.
Pompa ciepła
Pompa ciepła to urządzenie, które – jak sama nazwa wskazuje – „pompuje” ciepło. Używając systemu złożonego z parownika, skraplacza, sprężarki i kapilary (lub zaworu dławiącego) wypełnionych czynnikiem chłodniczym, możliwe jest transportowanie ciepła z zimniejszych do cieplejszych materiałów. W przypadku typowych systemów domowych stosuje się gruntowe lub powietrzne pompy ciepła, pobierające ciepło z, odpowiednio, ziemi lub powietrza i transportujące je do wnętrza domu lub zbiornika ciepłej wody użytkowej. Więcej o pompach ciepła pisaliśmy w artykule Rodzaje pomp ciepła.
Powietrzna pompa ciepła jest najprostszym w instalacji systemem pompy ciepła. Transportuje ona pobrane z otoczenia ciepło z zewnątrz budynku do jego wnętrza – najczęściej do instalacji ogrzewania podłogowego, ale możliwe też jest zasilanie systemu CWU z pomocą tej pompy ciepła. Instalacja gruntowej pompy jest bardziej skomplikowana – wymaga wkopania rur pod ziemią. To, jaką pompę ciepła wybrać należy do naszej instalacji, zależy od strefy klimatycznej, w jakiej mieszkamy.
System fotowoltaiczny
Ogniwo fotowoltaiczne to krzemowa struktura, która konwertuje promieniowanie słoneczne w prąd elektryczny. Ogniwa takie składane są ze sobą (łączone szeregowo i równolegle) w moduły fotowoltaiczne, które następnie podłącza się do tzw. inwertera. Jest to urządzenie, który konwertuje prąd stały z instalacji fotowoltaicznej do napięcia zmiennego 230 V – takiego, jak w naszych gniazdkach. Dzięki temu fotowoltaika może zasilać dowolne urządzenia elektryczne w naszym domu. Dotyczy to także pomp ciepła – do działania potrzebują one dokładnie takiego napięcia, jak w gniazdku.
Jako, że ogniwo fotowoltaiczne produkuje prąd tylko, gdy pada na nie słońce, fotowoltaika nie pozwala na zasilanie domu np. w nocy. Aby rozwiązać tą niedogodność stosuje się magazyny energii elektrycznej, ale są one drogie w instalacji. Rozwiązaniem jest też zostanie prosumentem – wtedy np. w nocy można pobrać z sieci energetycznej jakąś część energii, jaką się do niej wprowadziło za dnia. Jest to jednak mało wydajne i traci się dużo energii . O prosumentach i net meteringu więcej napisaliśmy tutaj.
Opłacalność pompy ciepła powietrze woda i fotowoltaiki
Przydomowa mikroinstalacja fotowoltaiczna może bez problemu zasilać pompę ciepła. Markowa pompa ciepła charakteryzuje się współczynnikiem wydajności od 3,5 do 4 – oznacza to, że z każdego „włożonego” kilowata energii elektrycznej, otrzymujemy do 4 kW energii cieplnej . Typowy budynek ze średnią izolacją termiczną potrzebuje od 60 do 80 W mocy grzewczej na metr kwadratowy – dla typowego domu jednorodzinnego o powierzchni 100 m2 potrzebna jest moc grzewcza równa 6 – 8 kW. Aby wygenerować taką ilość ciepła wystarczy od 1,5 do 2 kW instalacji fotowoltaicznej oraz dobrej klasy pompa ciepła. Oczywiście, do tej mocy systemu PV doliczyć należy prognozowane zużycie prądu przez domowników.
Połączenie fotowoltaiki i pompy ciepła rozwiązuje podstawowy problem energetyki solarnej – okresową zmienność nasłonecznienia. Zamiast przekazywać energię do sieci energetycznej lub ładować drogie akumulatory, energię elektryczną wykorzystać można np. do zasilania powietrznej pompy ciepła. W ten sposób energia elektryczna zgromadzona zostanie w postaci ciepłej wody w instalacji grzewczej, lub zapasu CWU w zbiorniku (który jest sporo tańszy niż akumulatorowy magazyn energii).
Ogrzewanie za darmo
Wykorzystanie fotowoltaiki do zasilania powietrznej pompy ciepła jest idealnym rozwiązaniem do ogrzewania domu jednorodzinnego, jak i niewielkiego budynku firmowego. Wykorzystanie w ten sposób systemu fotowoltaicznego do ogrzewania budynków pozwala w łatwy sposób zbierać i magazynować energię słoneczną, nawet, jeżeli nie możemy jej natychmiastowo spożytkować. Dodatkowo, oba te systemy są łatwe w instalacji i dzięki synergii znacząco szybciej się zwracają niż którykolwiek z nich osobno .
Zestaw pompa ciepła panele fotowoltaiczne – jaka będzie cena
Połączenie pompy ciepła i fotowoltaiki pozwala ogrzewać dom za darmo. Montaż takiego tandemu może jednak wiązać się z dużym, jednorazowym wydatkiem. Pompa ciepła powietrze woda o mocy np. 8kW to koszt kilkunastu tysięcy złotych. Instalacja fotowoltaiczna która zaspokoi potrzeby energetyczne domu i ogrzewania to wydatek około 30 000. Warto jednak zwrócić uwagę, że zarówno na fotowoltaikę jak i pompę ciepła są dopłaty w programach Mój prąd i Czyste powietrze. W zależności od programu, można odzyskać od kilku do kilkunastu tysięcy złotych. Pompa ciepła i fotowoltaika podlegają też pod ulgę termomodernizacyjną więc zakup można odliczyć od podatku.
