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
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.
Tagi
Udostępnij
