Czy ma sens łączenie pompy ciepła z instalacją fotowoltaiczną? Budowniczowie domów mają rację, zadając sobie to pytanie, ponieważ jeśli polegasz na zrównoważonym systemie ogrzewania, słuszne może być samodzielne wyprodukowanie części energii elektrycznej potrzebnej do działania, prawda?
W zależności od sytuacji początkowej
Krótka odpowiedź brzmi: Tak, oczywiście, że ma to sens. A jednak należy wziąć pod uwagę wiele czynników wpływających na szczegółową odpowiedź:
- Ile mam przestrzeni życiowej?
- Ile osób mieszka w gospodarstwie domowym (zapotrzebowanie na ciepłą wodę)?
- Ile miejsca na dachu jest dostępne?
- Jakie nachylenie/orientacja dachu jest dostępne?
- Decyzja: „inwestycja” vs. „wyższe koszty eksploatacji”
Specjalistyczna firma może zaoferować rzetelne porady i obliczenia dostosowane do Twojej sytuacji.
Chcesz zmodernizować pompę ciepła w starym budynku? To wymaga dalszych pytań:
- Czy jest ogrzewanie podłogowe?
- Czy dom ma dobrą izolację termiczną?
- Czy w domu/na posesji jest wystarczająco dużo miejsca?
Studium przypadku: Pompy ciepła solanka-woda w połączeniu z fotowoltaiką
Zainstalowano
2x pompy ciepła solanka-woda (WP), każda o mocy 6 kW przy poborze mocy ok. 1,2 kW + 1,6 m3 zasobnika buforowego. Małe pompy ciepła charakteryzują się niższym zużyciem energii, dzięki czemu efektywnie zużywają własną energię elektryczną nawet przy niskim uzysku fotowoltaicznym. System PV jest podzielony na dwie powierzchnie dachowe o nachyleniu 25° i osiąga ok. 16 kWp. System ma zostać uzupełniony o system magazynowania energii elektrycznej o pojemności 12 kWh w celu osiągnięcia jeszcze wyższego poziomu zużycia własnego i samowystarczalności.
Czy 16 kWp jest przewymiarowane?
Tak i nie. Im wyższa moc w kWp, tym:
- niższy procent zużycia własnego w lecie (=produkujesz droższy prąd, niż go dostarczasz)
- Większe pokrycie potrzeb osobistych zimą
Sytuacja: dom, 4-osobowa rodzina
Wytwarzanie ciepłej wody za pomocą pompy ciepła do ciepłej wody, bez magazynowania energii elektrycznej
W bieżącym roku od uruchomienia w czerwcu osiągnięto poziom samowystarczalności na poziomie 71%. Łącznie 16% energii elektrycznej zostało zużyte na własne potrzeby, przy czym wartość ta wzrosła już w październiku do 45% (stopień samowystarczalności 70%) i ponad 70% w listopadzie (stopień samowystarczalności 60%).
Gdy system fotowoltaiczny wytwarza energię elektryczną, odbiorcy włączają się natychmiast po osiągnięciu ustawionych wartości granicznych. Są one celowo ustawiane na niskim poziomie na czas pracy w zimie, aby zmaksymalizować wykorzystanie własnej energii elektrycznej i zmniejszyć zakup energii elektrycznej z sieci.
Bufor zmiany gry
Jeśli świeci słońce, pompa ciepła może nagrzać zasobnik buforowy. Chociaż wydajność maleje wraz ze wzrostem liczby stopni w zbiorniku buforowym, pomaga to – w zależności od stosunku do powierzchni mieszkalnej – przetrwać następną noc lub następny dzień całkowicie bez zasilania sieciowego do ogrzewania. Nawet w sezonie, kiedy słońce nie pojawia się zbyt często, istotny jest magazyn buforowy, dzięki któremu nie trzeba korzystać z zewnętrznego prądu do obsługi pompy ciepła. Dodanie systemu fotowoltaicznego ma sens tylko w przypadku zbiornika buforowego o odpowiedniej wielkości.
Kiedy konsumenci zostaną aktywowani:
- od 400 watów mocy fotowoltaicznej: pompa ciepła do ciepłej wody o mocy 0,5 kW
- od 1000 watów mocy fotowoltaicznej: WP Master 1,2 kW (=zużycie 1,7 kW=zasilanie sieciowe 0,7 kW)
- od 1900 watów mocy fotowoltaicznej: urządzenie podrzędne WP 1,2 kW (=zużycie 2,9 kW=zasilanie z sieci 1,0 kW)
Wynik
Zapotrzebowanie na ciepłą wodę i energię grzewczą można jak dotąd całkowicie pokryć z fotowoltaiki w ok.80% wszystkich dni. Tylko w pochmurne dni zimą i gdy pada śnieg, fotowoltaika nie wyprodukuje wystarczającej ilości energii elektrycznej, aby zapewnić działanie pomp ciepła przez wystarczający okres czasu.
W grudniu spodziewany jest uzysk około 500 kWh. Oczywiście nie wystarczą one do pokrycia ciepłej wody i energii grzewczej, ale pomagają obniżyć koszty produkcji ciepłej wody i ogrzewania. Pompy ciepła w przykładzie mają wartość COP (patrz ramka informacyjna) wynoszącą 4,81.
Współczynnik wydajności COP (EN14511)
COP wskazuje wartość mocy cieplnej w odniesieniu do mocy elektrycznej zużywanej w określonych warunkach. Im wyższa wartość COP, tym wydajniej pracuje pompa ciepła. Wartość COP wynosząca 4 oznacza, że 1 kWh energii elektrycznej zostaje zamienione na 4 kWh energii cieplnej.
Zakładając, że zostanie wykorzystane 400 kWh z oczekiwanych 500 kWh przy wartości COP 4,5, można wygenerować co najmniej1800 kWh energii cieplnej.
Wniosek
Okres obserwacji jest zbyt krótki, aby móc wyciągnąć uzasadnione wnioski, ponieważ trwa ciemny okres grzewczy.
Mimo to:
Inwestycja w system fotowoltaiczny ma większy sens,im większe jest własne zużycie. Kolejna zaleta: pompa ciepłauniezależnia się od paliw kopalnych, a system fotowoltaiczny pomaga zmniejszyćuzależnienie od energii elektrycznej z sieciOprócz systemu magazynowania energii, system został znacznie ulepszony. Oczywiście na początku sąinwestycje, które mają istotny wpływ na finansowanie, zwłaszcza przy budowie domu, ale efektem„niższe koszty eksploatacji”jest tego warte dla wielu. Oznacza to, że wysokie koszty inwestycji ponownie się amortyzują.