Instalacje fotowoltaiczne cieszą się w Polsce nieustającą popularnością. Nic dziwnego – gwałtowne wzrosty cen wszystkich nośników energii powodują, że niewielka, ale własna elektrownia to duży atut. W artykule omawiamy korzyści wynikające ze współpracy paneli fotowoltaicznych i pompy ciepła. Wyjaśniamy, czy połączenie obu rozwiązań jest opłacalne dla domowego budżetu.

Z tekstu dowiesz się:

• czy instalacja paneli fotowoltaicznych przynosi korzyści,
• dlaczego warto postawić na pompę ciepła,
• dlaczego lepiej wybrać pompę ciepła niż kocioł elektryczny,
• czy można osiągnąć większy poziom autokonsumpcji przy użyciu pompy ciepła.

Panele fotowoltaiczne – czy ich instalacja jest opłacalna?

Zastosowanie paneli fotowoltaicznych pozwala uzyskać w pewnym stopniu stabilność i niezależność energetyczną. Warto wiedzieć, że niemal wszystkie instalacje PV w Polsce to układy typu on-grid podłączone do krajowej sieci elektroenergetycznej. W związku z tym podlegają one określonym formom rozliczeń z zakładami. Niezależnie od posiadanej umowy wyliczenia są zawsze mniej korzystne niż bieżąca konsumpcja energii.

Użytkownicy instalacji fotowoltaicznych dzielą się aktualnie na dwie grupy:

• prosumentów rozliczanych według tzw. starych zasad (sprzed 31 marca 2022 roku) w systemie net-meteringu,
• nowych prosumentów opartych na systemie net-billingu.

Oba rozwiązania wiążą się dla użytkowników z pewnymi stratami w sytuacji, gdy wytworzona energia elektryczna jest oddawana do sieci.

Prąd wyprodukowany na miejscu dzięki darmowej energii słonecznej ma największe walory wtedy, gdy jest na bieżąco wykorzystywany. Pozwala on uniezależnić się od rosnących cen energii, a także od zmian prawnych i decyzji politycznych, którym podlega rynek energetyczny.

Co można zrobić, aby osiągnąć wyższy poziom autokonsumpcji?

Zastosowanie paneli fotowoltaicznych i pomp ciepła to jeden z najlepszych sposobów!

Pompa ciepła – wiele funkcji, jedno urządzenie

Decyzja dotycząca mocy zakładanej instalacji fotowoltaicznej nie zawsze oparta jest na realnym zapotrzebowaniu obiektu. Przeciętne gospodarstwo domowe ogrzewane za pomocą kotła stałopalnego lub gazowego zużywa rocznie około 4000 kWh energii elektrycznej. Tymczasem instalacja PV o mocy np. 8 kW pozwala na roczny uzysk energii oscylujący na poziomie 8000 kWh. W związku z tym każdy właściciel takiego rozwiązania, który zastanawia się, co zrobić z generowaną nadwyżką, powinien postawić na panele fotowoltaiczne i pompę ciepła.

To wszechstronne rozwiązanie wykorzystujące energię elektryczną. Pozwala zarówno ogrzewać budynek, jak i produkować ciepłą wodę użytkową. W przypadku zastosowania instalacji ogrzewania podłogowego lub klimakonwektorów zrealizuje także funkcję chłodzenia. Dwie ostatnie opcje pozwalają również w znaczący sposób zwiększyć poziom bieżącej autokonsumpcji. Ich realizacja w przeciwieństwie do możliwości centralnego ogrzewania, może odbywać się w okresie letnim podczas największej podaży energii słonecznej.

Dlaczego wybrać pompę ciepła powietrzna i panele fotowoltaiczne, a nie kocioł elektryczny?

Przez wzgląd na zdecydowanie niższe nakłady finansowe w głowach wielu inwestorów często pojawia się pokusa zastosowania kotła elektrycznego zamiast pompy ciepła. W większości przypadków nie jest to jednak rozsądne rozwiązanie, ponieważ kocioł elektryczny pobiera kilkukrotnie większą ilość prądu niż pompa ciepła. W konsekwencji wymaga to znacznie większej instalacji PV, która zwykle nie jest nawet możliwa z powodu braku odpowiedniej ilości przestrzeni montażowej. Łatwo można to zobrazować w liczbach.

Budynek o powierzchni 150 m2 wykonany według współczesnych standardów termoizolacyjnych będzie wymagać do celów grzewczych około 15 000 kWh energii cieplnej rocznie. W uproszczeniu kocioł elektryczny na 1 kWh pobranej energii elektrycznej dostarcza 1 kWh energii cieplnej. Oznacza to, że na potrzeby pokrycia samego tylko zapotrzebowania wynikającego z funkcji centralnego ogrzewania (bez produkcji ciepłej wody użytkowej i innych potrzeb) konieczna jest budowa instalacji fotowoltaicznej o mocy co najmniej 15 kWp. Montaż tak wielu paneli bardzo często nie jest wykonalny, ale także wymaga dużych nakładów inwestycyjnych, które niwelują niskie koszty zakupu kotła. Ponadto, tak duża instalacja może przekraczać moc umowną budynku w zakresie umowy z zakładem energetycznym, co będzie dodatkowo wiązać się z koniecznością jej podniesienia.

Pompa ciepła aroTHERM PLUS

Dla porównania pompa ciepła typu powietrze-woda, pracująca ze średniorocznym współczynnikiem efektywności energetycznej SCOP wynoszącym 3 (budynek z instalacją ogrzewania grzejnikowego) w analogicznym przypadku wymaga dostarczenia ok. 5000 kWh energii elektrycznej rocznie. W przypadku wyższego SCOP na poziomie 4 (instalacja ogrzewania podłogowego) będzie to jeszcze mniej – zaledwie 3750 kWh. Jak widać takie zapotrzebowanie może być z powodzeniem pokryte nawet przez stosunkowo małą i niedrogą instalację fotowoltaiczną.

Zwiększanie autokonsumpcji podczas eksploatacji pompy ciepła

Najprostszym sposobem na zwiększenie poziomu bieżącej konsumpcji prądu jest programowanie pracy pompy ciepła w funkcji c.w.u. wyłącznie w czasie, w którym możliwa jest produkcja energii. Pomija się natomiast godziny nocne. W tym przypadku warto zaopatrzyć się w zasobnik o pojemności, nie mniejszej niż 300 litrów. Dzięki temu możliwe będzie zmagazynowanie odpowiedniej ilości ciepłej wody, której pobór może mieć miejsce także poza zaprogramowanym przedziałem możliwego czasu pracy pompy ciepła.

Istnieją jednak bardziej zaawansowane sposoby na optymalizację działania całego układu. Do tego celu służy tzw. zacisk PV ready. Jest to zestyk na płycie elektroniki pompy ciepła, którego zamknięcie powoduje określoną reakcję urządzenia. Schemat działania takiego układu można przedstawić na przykładzie kompleksowego rozwiązania oferowanego przez markę Vaillant. Producent ma w swojej ofercie zarówno pompy ciepła, jak i wszystkie niezbędne komponenty instalacji fotowoltaicznych.

System fotowoltaiczny Vaillant auroPOWER można doposażyć dodatkowo w menedżer energii PV oraz specjalny licznik energii elektrycznej. To drugie urządzenie wykrywa energię oddawaną z budynku do sieci elektroenergetycznej. Odpowiednie nastawy na falowniku Vaillant pozwalają na ustawienie strategii działania przekaźnika w menedżerze energii. Możliwa jest nastawa wartości progowej mocy włączenia a także podanie mocy elektrycznej urządzenia podłączonego do zacisku PV ready.

Po zamknięciu zacisku przez menedżera energii pompa ciepła Vaillant, np. aroTHERM PLUS w pierwszej kolejności dogrzewa zasobnik c.w.u., nawet jeśli aktualnie nie wynika to z ustawionych przez użytkownika przedziałów czasowych. W chwili, gdy sygnał w dalszym ciągu jest obecny, to w przypadku aktywnej funkcji centralnego ogrzewania pompa podnosi temperaturę zasilania instalacji grzewczej o nastawioną wartość. W ten sposób nadwyżka energii elektrycznej w pożyteczny sposób zamieniana jest na energię cieplną i akumulowana w wodzie grzewczej.

Panele fotowoltaiczne i pompa ciepła to zgrany duet, który nie tylko się opłaca, ale także pozwala na aktywne i samodzielne zarządzanie energią. Wybierz urządzenie dopasowane do Twoich możliwości i zadbaj o domowy budżet.