Pompy ciepła potrzebują jedynie prądu, aby dostarczyć ciepło do budynku. Logiczna wydaje się więc ich współpraca z instalacją fotowoltaiczną, która przecież generuje właśnie energię elektryczną. Okazuje się jednak, że nie zawsze pompa ciepła z PV to korzystne dla inwestora połączenie. Poznaj fakty na ten temat.
Spis treści:
- Pompa grzeje zimą, gdy PV nie działa – jaki sens ma ten pomysł?
- Jaka fotowoltaika do pompy ciepła? Przykłady obliczeń
- Porównywarka pomp ciepła – jeden model wygrywa ranking
Zasada działania pompy ciepła jest prosta: naturalne źródło ogrzewa czynnik roboczy, który paruje już w temperaturze kilku stopni Celsjusza. Opary są sprężane, czemu towarzyszy wzrost ich temperatury. Ciepło odbierane jest do instalacji grzewczej budynku, co sprawia, że opary skraplają się. A potem ponownie zostają podgrzane przez naturalne źródło ciepła.
Eksperci, prowadzący serwis nachlodno, podkreślają, że prąd w pompie ciepła jest więc potrzebny tylko do zasilania sprężarki oraz osprzętu. I dlatego z 1 kW energii elektrycznej pompa ciepła może dostarczyć nawet ponad 3,5 kW energii cieplnej.
Pompa grzeje zimą, gdy PV nie działa – jaki sens ma ten pomysł?
Współczesne modele pomp ciepła to urządzenia zaprojektowane do samodzielnego, całorocznego ogrzania domu oraz przygotowania c.w.u. W miesiącach letnich zużywają kilkakrotnie mniej prądu, niż w zimie. Głównie dlatego, że nie ogrzewają wtedy budynku, a jedynie wodę do celów użytkowych.
Tymczasem instalacje fotowoltaiczne najmniej wydajne są właśnie w zimniejszej porze roku, czyli wtedy, gdy pompa ciepła zużywa najwięcej prądu. Jaki więc sens ma łączenie tych dwóch rozwiązań?
Dobrze zaprojektowana instalacja fotowoltaiczna pokrywa w całości zapotrzebowanie budynku na prąd. W lecie pompa ciepła wykorzystuje więc tylko darmową energię z paneli PV i to już pierwsza odpowiedź na postawione wyżej pytanie.
Druga, znacznie ważniejsza, wiąże się z nadprodukcją prądu przez panele. PV jest podłączona do linii przesyłowej, dzięki czemu nadwyżka wyprodukowanej energii elektrycznej przesyłana jest do dystrybutora.
W wyniku zawartej z nim umowy prosumenckiej, sporą część oddanej przez nas energii możemy wykorzystać za darmo w ciągu jednego roku. Tę nadwyżkę możemy zużyć w zimie do zasilania pompy ciepła.
Połączenie PV z pompą ciepła pozwoli więc zminimalizować koszty całorocznego ogrzewania budynku i przygotowania c.w.u. Ale tylko wtedy, gdy parametry fotowoltaiki zostanie właściwie dobrane.
Jaka fotowoltaika do pompy ciepła? Przykłady obliczeń
PV o zbyt małej mocy w okresie letnim nie wygeneruje nadwyżki prądu, więc nie będziemy mogli skorzystać z niej zimą. W efekcie tego za prąd zużyty przez pompę ciepła w tym okresie trzeba będzie zapłacić. W tej sytuacji połączenie PV z pompą ciepła faktycznie nie ma większego sensu.
Można jednak odpowiednio dobrać moc instalacji fotowoltaicznej do współpracy z pompą ciepła. Najprościej to zrobić, gdy już użytkujesz pompę, bo wtedy całościowe zapotrzebowanie na prąd, czyli to wygenerowane przez pompę oraz inne sprzęty elektryczne, odczytasz bezpośrednio z rachunków za energię elektryczną.
W przypadku modernizacji budynku, informacje o zapotrzebowaniu na prąd znajdziesz w audycie energetycznym. Jeżeli go nie posiadasz lub dopiero budujesz dom, najpierw trzeba określić moc pompy ciepła.
W kolejnym kroku obliczamy moc systemu PV. Można to zrobić na dwa sposoby:
- przyjmując 1kWp instalacji fotowoltaicznej na każde 1000 kWh zużywane przez pompę w ciągu roku,
- wykorzystując tylko moc pompy ciepła, pomnożoną przez wartość z zakresu 0,5 – 0,8. Iloczyn będzie mocą potrzebnej instalacji PV wyrażoną w kWp.
W naszych obliczeniach musimy uwzględnić również pobór energii przez pozostałe urządzenia elektryczne. Przyjmuje się, że dla jednorodzinnego domu bez innych systemów (np. wentylacji mechanicznej) wynosi on zwykle od 2500 do 4000 kWh rocznie, czyli do naszej wyliczonej mocy PV trzeba dodać od 2,5 do 4 kWp.
Przykład 1.
Porównywarka pomp ciepła wskazuje najlepsze urządzenie w zestawieniu, które rocznie zużywa 4567 kWh. Do jego zasilania potrzebujemy więc co najmniej 4,5 kWp fotowoltaiki. Uwzględniając zapotrzebowanie pozostałych urządzeń elektrycznych, nasza instalacja powinna mieć moc od 7 do niespełna 9 kWp.
Przykład 2.
Ta sama pompa ciepła, która zwyciężyła ranking opublikowany przez serwis nachlodno, dysponuje maksymalną mocą 10 kW. Mnożąc to przez podany wyżej parametry, otrzymamy moc PV na poziomie od 5 do 8 kWp. Po uwzględnieniu pozostałych odbiorników energii elektrycznej, nasza fotowoltaika powinna mieć moc z zakresu od 7,5 kWP do 12 kWp.
Powyższe wyliczenia mają charakter poglądowy i nie uwzględniają zapotrzebowania na energię elektryczną konkretnego budynku. Stąd właśnie tak duże różnice w wynikach dla obu metod obliczeniowych przy górnych wartościach zakresów.
Porównywarka pomp ciepła – jeden model wygrywa ranking
Wspomniana już porównywarka pomp ciepła ułatwia wybór najlepszego urządzenia. Zestawienie przygotowali eksperci, prowadzący serwis nachlodno. Kierowali się współczynnikiem SCOP poszczególnych pomp ciepła. Określa on wydajność urządzenia, a jego wartość można odczytywać, jako ilość ciepła dostarczoną przez daną pompę ciepła, która zużyła do tego 1 kW.
Przykład 3.
Pompa o SCOP 5.19, zużywa 1 kW prądu do dostarczenia aż 5.19 kW energii cieplnej. Płacisz więc niecałe 20% kosztów ogrzewania albo zdecydowanie mniej, jeśli połączysz ten model z właściwie dobraną instalacją PV.
