Jak dobrać moc fotowoltaiki do mocy pompy ciepła gruntowej i powietrznej?
Redakcja GLOBEnergia
Coraz mniej osób dzisiaj pyta o zasadność łączenia pomp ciepła z instalacjami fotowoltaicznymi. Coraz częściej pojawia się pytanie o to, jak dopasować dwa systemy pod względem mocy.
To, że duet pompy ciepła z instalacją fotowoltaiczną pozwala praktycznie dowolnie obniżyć rachunki za ogrzewanie, doskonale redukuje emisję CO2, maksymalizuje wykorzystanie energii odnawialnej, daje niezależność od tradycyjnych nośników energii, a oprócz funkcji grzewczych może realizować chłodzenie latem, zostawmy na boku. Pomińmy też to, że wykorzystuje najnowocześniejsze obecnie dostępne technologie, stanowi najtrwalszy obecnie dostępny system grzewczy, jest najbardziej bezobsługowym rozwiązaniem dostępnym na rynku, zapewnia bardzo wysokie sprawności podczas pracy i daje precyzyjną elektroniczną regulację zdalną i lokalną. Dzisiaj pokażemy liczby i twarde dane.
Sprawność pomp ciepła dostępnych na polskim rynku
Na początek warto przeanalizować szacunkowe sprawności pomp ciepła dostępnych na rynku pracujących w Polsce.
| Pompy ciepła | SCOP (35st.c) | Najczęstsze zastosowanie |
| Wentylacyjne (dolne źródło w postaci powietrza wentylacyjnego z pomieszczeń) | 3,6 ÷ 4,6 | Domy poniżej 100m2 (OZC do 5 kW) |
| Powietrze/woda | 4,4 ÷ 5,05 | Domy jednorodzinne do 500 m2(OZC do 20 kW) |
| Solanka/woda | 4,5 ÷ 6,5 | Do każdego rodzaju obiektów bez ograniczeń |
Opracowane na podstawie materiałów NIBE
Wiedząc co mamy do dyspozycji w zakresie pomp ciepła, przeanalizujmy kilka wariantów budynków z systemami opartymi o te urządzenia i oszacujmy moc instalacji fotowoltaicznej, która w 100% pokryje zapotrzebowanie na energię elektryczną dla urządzenia grzewczego – pompy ciepła, jak i dla gospodarstwa domowego w skali roku.
Ze względu na to, że zapotrzebowanie energetyczne na rok dla danego typu obiektu może być różne w zależności od strefy klimatycznej, w której zostanie wybudowany, na potrzeby niniejszego artykułu przyjmijmy w uproszczeniu, że wszystkie obliczenia wykonywane były dla strefy pośredniej - III, która występuje na około 80% terenu Polski.
Powietrzna pompa ciepła z fotowoltaiką
| Powierzchnia ogrzewana [m2] | OZC [kW] | Zapotrzebowanie energetyczne III strefa [kWh/rok] (CO i CWU) | Powietrzna PC moc [kW] | Pobór mocy elektrycznej PC [kWh/rok] (CO i CWU) | Całkowita wielkość instalacji PV [kWp] (jeśli 100% pokrycia) |
| 100 | 5,0 | 10 100 | 6,0 | 2 800 | 5,8 |
| 160 | 7,5 | 15 000 | 8,0 | 4 900 | 8,9 |
| 270 | 12,5 | 23 800 | 12,0 | 7 200 | 13,9 |
| 440 | 20,0 | 37 500 | 20,0 | 11 000 | 20,8 |
Opracowane na podstawie materiałów NIBE
- Zaproponowana moc instalacji fotowoltaicznej jest tu dostosowana do poboru energii przez pompę ciepła, ale uwzględnia też margines rozliczenia w systemie opustu oraz pozostałe zapotrzebowanie energetyczne budynku. Widać wyraźnie, że w dużym uproszczeniu domy do 160-180 m2, ogrzewane powietrzną pompą ciepła będą zamykać się z fotowoltaiką o mocy do 10 kWp. To oznacza, że dobrze zaizolowane budynki zasilane pompami ciepła typu powietrze-woda, nie powinny przekraczać 180 m2, wtedy rozliczenie z fotowoltaiki z zakładem energetycznym jest bardziej korzystne - komentuje zestawienie Erwin Szczurek z NIBE-Biawar.
Gruntowa pompa ciepła z fotowoltaiką
| Powierzchnia ogrzewana [m2] | OZC [kW] | Zapotrzebowanie energetyczne III strefa [kWh/rok] (CO i CWU) | Gruntowa PC moc [kW] | Pobór mocy elektrycznej PC [kWh/rok] (CO i CWU) | Całkowita wielkość instalacji PV [kWp] (jeśli 100% pokrycia) |
| 100 | 5,0 | 10 100 | 5,0 | 2 600 | 5,6 |
| 160 | 7,5 | 15 000 | 6,0 | 3 700 | 7,5 |
| 270 | 12,5 | 23 800 | 10,0 | 5 900 | 12,2 |
| 440 | 20,0 | 37 500 | 16,0 | 8 500 | 17,6 |
Opracowane na podstawie materiałów NIBE
Wyższe efektywności i dzięki temu niższe pobory energii gruntowych pomp ciepła przekładają się na to, że domy wyposażone w takie urządzenia potrzebują nieco mniejszych instalacji fotowoltaicznych a przy pomocy instalacji fotowoltaicznej do 10 kWp można pokryć zapotrzebowanie energetyczne samej pompy ciepła nawet w domu do 500 m2 - dopowiada Erwin Szczurek.
Powyższe opracowanie bazuje na wartościach uśrednionych i mocno uproszczonych, ale pokazuje, że w prosty sposób, już teraz możliwy jest efektywny energetycznie, wygodny, bezobsługowy i trwały system grzewczo-energetyczny każdego budynku w Polsce. Trwa fala renowacji i moda na efektywność energetyczną - do dzieła!
Materiał na podstawie webinarium Redakcji GLOBEnergia organizowanego w ramach Webinarowej Środy
