Fotowoltaika i pompa ciepła - duet, który się spina

Pompa ciepła zamienia tani prąd w tanie ciepło, a fotowoltaika ten prąd produkuje. Połączenie obu technologii to dziś najkrótsza droga do domu o bardzo niskich kosztach eksploatacji, pod warunkiem że moce zostaną dobrane z głową, a nie na wyrost. Pokazujemy, jak policzyć zapotrzebowanie pompy, ile fotowoltaiki realnie potrzeba i w jakiej kolejności rozłożyć inwestycję.

Dlaczego fotowoltaika i pompa ciepła się uzupełniają

Pompa ciepła jest największym pojedynczym odbiornikiem energii elektrycznej w domu, więc każda kilowatogodzina wyprodukowana na dachu pracuje tu podwójnie: zasila urządzenie, które z jednej jednostki prądu robi trzy do czterech jednostek ciepła. Rachunek za ogrzewanie przestaje być osobną pozycją w budżecie i staje się częścią bilansu energii elektrycznej, który fotowoltaika systematycznie obniża. Od wiosny do jesieni dochodzi do tego przygotowanie ciepłej wody użytkowej niemal w całości z bieżącej produkcji paneli, bo pompa grzeje zasobnik w godzinach, w których instalacja i tak ma nadwyżki.

Jest też druga strona medalu: profil produkcji PV nie pokrywa się z profilem grzania, bo panele produkują najwięcej latem, a pompa pobiera najwięcej zimą. W rozliczeniu net-billing nadwyżki letnie zamieniają się jednak na środki, które finansują zimowe zakupy energii, więc w skali dwunastu miesięcy bilans finansowy potrafi zejść bardzo nisko. Duet nie daje pełnej samowystarczalności energetycznej i uczciwy doradca powie to wprost, ale radykalnie obniża koszty i uniezależnia dom od cen jednego nośnika energii.

Ile prądu zużywa pompa ciepła rocznie

Zużycie pompy wynika z dwóch liczb: rocznego zapotrzebowania budynku na ciepło oraz sezonowej efektywności urządzenia SCOP. Rachunek jest prosty: zapotrzebowanie na ciepło dzielimy przez SCOP. Dom, który potrzebuje rocznie 12 000 kWh ciepła na ogrzewanie i wodę, przy SCOP na poziomie 4 pobierze około 3000 kWh energii elektrycznej; ten sam dom z urządzeniem i instalacją pracującymi przy SCOP 3 pobierze już 4000 kWh. Ta różnica pokazuje, dlaczego jakość doboru i wykonania instalacji grzewczej wraca potem co roku w rachunkach.

Na efektywność wpływa przede wszystkim temperatura zasilania instalacji: niska, typowa dla ogrzewania podłogowego pod pompę ciepła, podnosi SCOP, a wysokotemperaturowe grzejniki go obniżają. Kryteria wyboru samego urządzenia, od mocy po punkt biwalentny, zebraliśmy w poradniku jak wybrać pompę ciepła do domu.

Skąd wziąć dane do obliczeń

W nowym budynku zapotrzebowanie na ciepło odczytasz z projektowej charakterystyki energetycznej lub obliczeń OZC. W domu istniejącym najpewniejszy jest rachunek wstecz z dotychczasowego paliwa: roczne zużycie gazu lub węgla przeliczone na kilowatogodziny ciepła z uwzględnieniem sprawności starego kotła. Wynik bywa zaskakujący i to w obie strony, dlatego odradzamy dobieranie czegokolwiek na oko, po metrażu sąsiada.

Jak dobrać moc fotowoltaiki pod pompę ciepła

Najpierw oszacuj roczne zużycie energii elektrycznej przez pompę, przygotowanie CWU i pozostałe urządzenia. Następnie porównaj je z prognozą produkcji PV dla lokalizacji, orientacji połaci i zacienienia. Taka prognoza nie powinna kończyć się na sumie rocznej: rozpisz ją na miesiące, a autokonsumpcję oceniaj także w ciągu doby.

Równa liczba kilowatogodzin wyprodukowanych i zużytych w roku nie oznacza zerowych rachunków. Zimą zapotrzebowanie pompy rośnie, a uzysk PV maleje. Rozliczenie energii oddanej do sieci jest odrębne od kosztu jej zakupu, do którego dochodzą opłaty sieciowe. Opłacalność wymaga policzenia cen i zasad rozliczeń z własnej umowy.

Nie ma uniwersalnego zalecenia przewymiarowania paneli. Większą instalację uzasadnia dopiero analiza zużycia, wartości nadwyżek i warunków przyłączenia. W części domów lepszy efekt daje przesunięcie podgrzewania CWU na godziny produkcji. Sterowanie musi być zgodne z dokumentacją pompy i falownika. Komponenty znajdziesz w dziale fotowoltaika.

Magazyn energii w układzie PV plus pompa ciepła

Bateria domyka dobowy bilans: w dzień gromadzi nadwyżki, wieczorem oddaje je na potrzeby domu i pompy, co może zwiększyć autokonsumpcję; skalę zmiany trzeba policzyć dla konkretnego profilu zużycia. W okresach przejściowych, wiosną i jesienią, pompa potrafi pracować niemal wyłącznie na energii własnej, bo zapotrzebowanie na ciepło jest już umiarkowane, a produkcja całkiem przyzwoita.

Zimą magazyn domowej wielkości nie udźwignie całego ogrzewania i nie taka jest jego rola; wspiera wieczorny szczyt poboru, a przy taryfie dynamicznej pozwala ładować się z sieci w tanich godzinach i oddawać energię w drogich. Swego rodzaju magazynem jest zresztą także sam zasobnik ciepłej wody i bufor instalacji grzewczej, które pompa może przegrzewać w godzinach produkcji PV. Dobór pojemności baterii, kompatybilność z falownikiem hybrydowym i zasady rozbudowy opisaliśmy w poradniku o magazynie energii do fotowoltaiki.

Co najpierw: pompa ciepła czy fotowoltaika

Jeśli budżet wymusza etapowanie, zwykle doradzamy zacząć od pompy ciepła. To ona definiuje przyszłe zużycie energii, a bez tej liczby moc instalacji PV dobiera się w ciemno; poza tym wymiana źródła ciepła częściej goni termin, na przykład awarię starego kotła przed zimą. Fotowoltaikę dokłada się wtedy po pierwszym sezonie grzewczym, już na podstawie rzeczywistych danych z licznika, co pozwala ograniczyć niepewność doboru, choć kolejny sezon może różnić się pogodą i zużyciem.

Od tej reguły są wyjątki. Gdy planujesz remont dachu, panele opłaca się zamontować przy okazji prac dekarskich, żeby nie demontować ich za dwa lata. Jeśli dom ma świeży audyt energetyczny z wiarygodnym OZC, oba systemy można spiąć w jednej inwestycji i jednym projekcie elektrycznym, co obniża łączny koszt robocizny i pozwala od razu wybrać falownik hybrydowy pod przyszłą baterię. Sam montaż pompy możesz powierzyć naszym ekipom w ramach usługi montażu pomp ciepła.

Zestawy PV i pompy ciepła w ofercie DHW

W DHW kupisz oba systemy w jednym miejscu: panele, falowniki hybrydowe, magazyny i konstrukcje z działu fotowoltaiki oraz urządzenia z kategorii pompy ciepła wraz z buforami, sterowaniem i osprzętem hydraulicznym. Dzięki temu dobór mocy obu systemów odbywa się na jednych danych wejściowych, a nie w dwóch niezależnych wycenach od dwóch firm, które potem trudno skleić w spójną całość.

Prześlij nam roczne zużycie energii, metraż i informację o obecnym źródle ciepła, a przygotujemy spójną propozycję z konkretnymi modelami i aktualnymi cenami: biuro@dhw.com.pl, tel. 666 614 528. Doradzimy też kolejność etapów, jeśli inwestycję rozkładasz na dwa sezony, tak aby żaden z zakupów nie zamknął drogi do rozbudowy.

Przykład: bilans roczny i zimowy rachunek

Załóżmy wyłącznie do obliczeń, że dom potrzebuje 12 000 kWh ciepła rocznie na ogrzewanie. Przy sezonowej efektywności całego układu równej 3 zużycie na ten cel wyniesie około 4000 kWh energii elektrycznej. Osobno trzeba doliczyć CWU i urządzenia pomocnicze, jeśli nie zostały ujęte w przyjętym wskaźniku. To przykład rachunku, a nie prognoza dla domu o określonym metrażu.

Nawet instalacja PV produkująca rocznie 4000 kWh nie dostarczy całej tej energii wtedy, gdy pompa jej potrzebuje. Część powstanie latem, a znaczna część ogrzewania przypadnie na krótkie zimowe dni. Z tego powodu należy osobno policzyć energię wykorzystaną od razu, oddaną do sieci i kupioną. Bez takiego podziału łatwo pomylić pokrycie ilości energii z pokryciem kosztu.

Sterowanie CWU i temperaturą domu

Przesunięcie podgrzewania zasobnika na godziny produkcji może zwiększyć zużycie własnego prądu. Granicą są jednak komfort użytkowników, pojemność zbiornika i dopuszczalne nastawy producenta. Nie podnoś temperatury bez końca: przy wyższej temperaturze pompa zwykle pracuje mniej efektywnie, a straty zasobnika rosną. Ustal również wymagany program higieniczny i sposób jego realizacji.

Podłoga może akumulować część ciepła, ale nie powinna być traktowana jak dowolnie duży magazyn. Nadmierne nagrzanie pogarsza komfort, a ograniczenia temperatury posadzki wynikają z projektu i materiału wykończeniowego. Sterowanie najlepiej ocenić na danych z licznika: czy zmniejszyło zakup energii i koszt, bez przegrzewania pomieszczeń. Sam wzrost autokonsumpcji nie zawsze oznacza oszczędność.

Co sprawdzić po pierwszym sezonie

Zbierz zużycie energii przez ogrzewanie, liczbę godzin pracy grzałki i temperatury zasilania. Porównaj je z założeniami projektu oraz warunkami pogodowymi. Jeżeli pompa często pracuje z grzałką albo utrzymuje zbyt wysoką temperaturę wody, najpierw sprawdź regulację instalacji. Dokładanie paneli nie usuwa przyczyny nadmiernego poboru prądu.

Przy planowaniu kolejnego etapu wykorzystaj profil godzinowy energii kupowanej i oddawanej. Pomoże rozstrzygnąć, czy potrzebujesz większej instalacji PV, baterii, czy tylko korekty harmonogramu CWU. Taka decyzja jest bardziej miarodajna niż porównanie dwóch rachunków z miesięcy o innej pogodzie i innej liczbie mieszkańców.

Najczęstsze pytania

Jaka moc fotowoltaiki do pompy ciepła 10 kW?

Moc grzewcza pompy 10 kW nie mówi, ile energii zużyje ona w roku. Potrzebujesz zapotrzebowania budynku na ciepło, zużycia CWU oraz efektywności całego systemu. Dopiero sumę poboru prądu pompy i domu porównuje się z miesięczną prognozą produkcji PV.

Czy net-billing opłaca się przy pompie ciepła?

To zależy od autokonsumpcji, kosztu zakupu energii, wartości energii oddanej i kosztu inwestycji. Nadwyżka letnia nie gwarantuje pokrycia zimowych rachunków. Obliczenia powinny uwzględniać opłaty sieciowe i zasady rozliczeń z Twojej umowy.

Czy pompa ciepła działa, gdy fotowoltaika nie produkuje?

Tak, pompa jest zasilana z instalacji elektrycznej budynku i pracuje normalnie niezależnie od tego, czy energia pochodzi z paneli, magazynu, czy z sieci. Fotowoltaika obniża koszt jej pracy, ale nie warunkuje działania ogrzewania; nocą i w pochmurne dni dom po prostu kupuje energię z sieci.

Czy do układu PV z pompą ciepła potrzebny jest magazyn energii?

Nie jest konieczny, ale wyraźnie poprawia bilans, bo przenosi południowe nadwyżki na wieczorny szczyt poboru, kiedy pompa i dom pracują na pełnych obrotach. Rozsądna kolejność to dobór pompy i instalacji PV, a następnie decyzja o baterii na podstawie rzeczywistego profilu zużycia, najlepiej z uwzględnieniem aktualnych programów wsparcia.