Fotowoltaika podłączona do pompy ciepła - jak to wykonać?

Fotowoltaika podłączona do pompy ciepła - jak to wykonać?
Autor Maja Kołodziej
Maja Kołodziej02.11.2023 | 5 min.

Rosnące ceny energii elektrycznej oraz chęć uniezależnienia się od sieci skłania wielu właścicieli domów do poszukiwania alternatywnych źródeł zasilania. Jednym z popularnych rozwiązań jest połączenie systemu fotowoltaicznego z pompą ciepła. Taki układ pozwala na znaczne obniżenie rachunków za prąd oraz zapewnia komfort cieplny niezależnie od wahań cen energii. W artykule przyjrzymy się bliżej korzyściom, zasadzie działania i kosztom takiego systemu, a także omówimy najważniejsze zagadnienia związane z jego montażem, eksploatacją i konserwacją.

Korzyści z połączenia fotowoltaiki z pompą ciepła

Tańsza eksploatacja pompy ciepła

Podstawową zaletą połączenia paneli fotowoltaicznych z pompą ciepła jest możliwość zasilania jej tańszą energią słoneczną zamiast drogą energią z sieci. Dzięki temu koszty ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej są znacznie niższe. Pompa ciepła zużywa ok. 1 kWh energii elektrycznej, aby wytworzyć 3-4 kWh ciepła. Im więcej energii pochodzi z darmowych promieni słonecznych, tym mniejsze rachunki za prąd.

Większa niezależność energetyczna

System fotowoltaiczny zapewnia częściową lub całkowitą niezależność od sieci elektroenergetycznej, w zależności od doboru paneli i akumulatorów. To komfort psychiczny i stabilność kosztów niezależnie od podwyżek cen prądu. Im więcej energii zużywamy na własne potrzeby, tym mniej kupujemy z sieci.

Magazynowanie nadwyżek prądu

Latem system PV produkuje zwykle więcej energii, niż pompa ciepła jest w stanie zużyć. Nadwyżki można magazynować w akumulatorach i wykorzystać zimą do zasilania pompy ciepła lub innych odbiorników energii. To pozwala maksymalnie wykorzystać potencjał paneli przez cały rok.

Jak działa system fotowoltaiczny z pompą ciepła

Zasada działania systemu

System składa się z paneli fotowoltaicznych, falownika zmieniającego prąd stały na zmienny, akumulatorów do magazynowania nadwyżek i pompy ciepła pobierającej energię elektryczną. W pierwszej kolejności zasilana jest pompa ciepła, następnie ładowane akumulatory, a dopiero nadwyżki oddawane są do sieci.

Podłączenie paneli PV do pompy ciepła

Panele fotowoltaiczne podłącza się do dedykowanego wejścia DC na falowniku. Falownik zamienia prąd stały z paneli na zmienny i przekazuje go do instalacji elektrycznej. Pompa ciepła zasilana jest bezpośrednio z falownika, dzięki czemu pracuje na tańszym prądzie słonecznym.

Magazynowanie nadwyżek energii

Aby nadmiar energii nie poszedł na marne, montuje się akumulatory, które ładują się, gdy produkcja PV przewyższa chwilowe zużycie. Zgromadzony zapas wykorzystywany jest później do zasilania pompy ciepła lub innych odbiorników w domu.

Czytaj więcej: Pompy ciepła - jak podłączyć je do instalacji fotowoltaicznej?

Dobór odpowiednich urządzeń i elementów systemu

Pompa ciepła - rodzaje i parametry

Najlepszymi typami pomp ciepła do współpracy z fotowoltaiką są powietrzne i gruntowe, ze względu na niski pobór mocy elektrycznej. Kluczowe parametry to COP (współczynnik efektywności) i pobór prądu. Im większy COP i mniejszy pobór, tym lepiej.

Moduły fotowoltaiczne - moc i liczba

Liczbę i moc paneli PV dobiera się pod kątem zaspokojenia zapotrzebowania pompy ciepła i ewentualnie dodatkowych odbiorników. Popularne są panele o mocy 270-330 Wp. Ich liczba zależy od miejsca montażu i mocy pompy ciepła.

Akumulatory i magazyny energii

Do magazynowania nadwyżek energii słonecznej stosuje się głównie akumulatory litowo-jonowe. Pojemność akumulatora określa, jak dużo energii można zmagazynować. Im większa pojemność, tym lepsze zabezpieczenie przed niedoborem prądu zimą.

Montaż i podłączenie systemu fotowoltaicznego z pompą ciepła

Fotowoltaika podłączona do pompy ciepła - jak to wykonać?

Montaż paneli i okablowania

Panele PV montuje się najczęściej na dachu w orientacji południowej, aby zapewnić optymalną ilość energii słonecznej w ciągu dnia. Należy zadbać o solidne mocowanie i właściwe okablowanie pod kątem prądu stałego DC.

Podłączenie pompy ciepła i akumulatorów

Pompa ciepła podłączana jest do wyjścia falownika prądu zmiennego AC, zaś akumulatory do wejścia prądu stałego DC z paneli. Kluczowe jest zachowanie właściwej biegunowości i zabezpieczeń.

Ustawienia sterownika i optymalizacja pracy

Sterownik systemu umożliwia ustawienie priorytetów zużycia energii elektrycznej. Najpierw zasilana jest pompa ciepła, potem ładowane akumulatory, a nadwyżki oddawane do sieci. Można też zoptymalizować pod kątem najtańszej eksploatacji.

Koszty budowy systemu fotowoltaicznego z pompą ciepła

Koszt paneli fotowoltaicznych i montażu

Koszt zakupu i montażu standardowej instalacji PV o mocy 5 kWp to obecnie ok. 17-22 tys. zł. Cena paneli fotowoltaicznych wraz z niezbędnym osprzętem i robocizną jest największym składnikiem całkowitego kosztu.

Cena pompy ciepła i akumulatorów

Cena pompy ciepła powietrznej lub gruntowej o mocy grzewczej ok. 10 kW to wydatek rzędu 15-30 tys. zł. Do tego należy doliczyć koszt akumulatorów litowo-jonowych, który zaczyna się od ok. 8 tys. zł przy pojemności 5 kWh.

Całkowity koszt inwestycji i zwrot

Łączny koszt budowy systemu fotowoltaicznego z pompą ciepła i akumulatorami to najczęściej 40-70 tys. zł. Inwestycja zwraca się w ciągu kilku lub kilkunastu lat w postaci niższych rachunków za energię elektryczną i cieplną.

Eksploatacja i konserwacja systemu fotowoltaicznego z pompą ciepła

Zasady bezpiecznej eksploatacji

System wymaga okresowego monitoringu pracy i parametrów. Należy sprawdzać stan paneli, połączeń elektrycznych oraz regularnie czyścić panele. Przy pracach konserwacyjnych istotne jest odłączenie napięcia prądu stałego DC.

Konserwacja i serwisowanie

Zalecane jest coroczne czyszczenie i kontrola paneli PV oraz sprawdzanie pompy ciepła i akumulatorów przez autoryzowany serwis. Prewencyjna konserwacja pozwala wykryć usterki i zapobiec awariom.

Monitoring i optymalizacja pracy systemu

Instalacja powinna być wyposażona w system monitoringu zużycia i produkcji energii. Pozwala to na bieżącą kontrolę, optymalizację parametrów i szybkie reagowanie na nieprawidłowości. System wymaga też okresowej aktualizacji oprogramowania.

Najczęściej zadawane pytania

Główne korzyści to obniżenie kosztów ogrzewania dzięki wykorzystaniu tańszej energii słonecznej, większa niezależność energetyczna od sieci elektrycznej oraz możliwość magazynowania nadwyżek wyprodukowanego prądu w akumulatorach.

Łączny koszt budowy takiego systemu to najczęściej 40-70 tys. zł. Składają się na niego przede wszystkim koszty zakupu i montażu paneli PV, pompy ciepła oraz akumulatorów.

Pompa ciepła podłączana jest do wyjścia prądu zmiennego z falownika, dzięki czemu może być zasilana bezpośrednio wyprodukowaną energią słoneczną. Kluczowe jest zachowanie właściwej kolejności podłączeń i polaryzacji.

Zalecane jest coroczne czyszczenie paneli, kontrola pompy ciepła i akumulatorów oraz monitoring parametrów pracy całego układu. Pozwoli to wykryć ewentualne usterki oraz zoptymalizować działanie systemu.

Tak, montując akumulatory możemy magazynować niewykorzystaną energię z paneli PV i wykorzystać ją do zasilania pompy ciepła w okresach mniejszej produkcji, np. zimą.

5 Podobnych Artykułów:

  1. Jakie firmy montują najlepsze instalacje fotowoltaiczne? Ranking 2023
  2. Właściciele małych instalacji OZE muszą złożyć sprawozdanie do URE
  3. Jakie dokumenty trzeba złożyć do ZE, aby podłączyć fotowoltaikę?
  4. Jak przyłączyć instalację fotowoltaiczną do sieci?
  5. Monitoring instalacji fotowoltaicznej - po co jest potrzebny?
tagTagi
shareUdostępnij
Autor Maja Kołodziej
Maja Kołodziej

Jestem audytorem energetycznym, specjalizuję się w fotowoltaice. Dzielę się na blogu poradami dotyczącymi projektowania, montażu i serwisowania systemów PV. Pomagam w doborze optymalnych rozwiązań.

Oceń artykuł
rating-fill
rating-fill
rating-fill
rating-fill
rating-fill
Ocena: 0.00 Liczba głosów: 0

Komentarze (0)

email
email

Polecane artykuły