Do czego wykorzystać energię z instalacji fotowoltaicznej? Opłacalne rozwiązania
Prosumencka instalacja fotowoltaiczna jest najbardziej efektywna, gdy energia wytwarzana przez moduły jest wykorzystywana bezpośrednio w instalacjach elektrycznych budynku bez akumulowania jej w sieci energetycznej.
Aby zwiększyć autokonsumpcję, warto zainstalować w budynku pompę ciepła lub grzałkę elektryczną do ogrzewania wody użytkowej, bo dzięki temu zmniejsza się ilość energii oddanej do sieci. Urządzenia te można skonfigurować w taki sposób, by na bieżąco pobierały energię do ogrzewania bądź chłodzenia (pompa ciepła daje taką możliwość), a ewentualny nadmiar energii można magazynować w formie ciepła w zaizolowanym zbiorniku wody.
Energia z instalacji fotowoltaicznej do ogrzewania i chłodzenia
Grzałka elektryczna przetwarza energię elektryczną na energię cieplną w stosunku bliskim 1:1 - jest to rozwiązanie zdecydowanie tańsze, jednak ekonomiczne jedynie w momencie wykorzystywania nadmiarów energii. Zastosowanie pompy ciepła zamiast grzałki pozwala efektywniej wykorzystać energię elektryczną ze względu na wysoki współczynnik wydajności (COP) pomp ciepła, który mieści się w przedziale 3-4,3. Oznacza to, że z 1 kWh energii elektrycznej pompa ciepła jest w stanie wyprodukować 3-4,3 kWh energii cieplnej.
Moc pomp ciepła przeznaczonych do przygotowania ciepłej wody użytkowej nie jest duża, zazwyczaj wynosi około 0,5 kW. Czas potrzebny do nagrzania zasobnika to kilka godzin. Z tego względu nawet relatywnie niewielka instalacja fotowoltaiczna o mocy 2-3 kWp jest w stanie zasilać pompę w większości energią pozyskiwaną z modułów fotowoltaicznych w półroczu letnim, natomiast w półroczu zimowym jest to możliwe w słoneczne dni. Z tego względu warto rozważyć instalację systemu biwalentnego.
Typowy dom jednorodzinny nie jest w stanie osiągnąć wskaźnika konsumpcji własnej energii wyprodukowanej przez elektrownię fotowoltaiczną wyższego niż 25 procent. Dopiero zastosowanie pompy ciepła pozwala go zwiększyć nawet do 60 procent.
Fotowoltaika: faktura za prąd. Jak czytać fakturę dla prosumenta >>>
Fotowoltaika i pompa ciepła: minimalne rachunki za prąd i ciepło
Współpraca instalacji fotowoltaicznej i pompy ciepła umożliwia osiągnięcie standardu domu praktycznie bez rachunków za energię elektryczną i cieplną. Ile trzeba zapłacić za taki system?
Pokazujemy to na przykładzie szacowanego czasu zwrotu inwestycji dla domu o powierzchni 120 m2 i zapotrzebowaniu na ciepło 6 kW przy cenie energii elektrycznej 0,6 zł/kWh:
- roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną konieczną do pracy gruntowej pompy ciepła: 2886 kWh x 0,6 zł = 1732 zł/rok
- łączne roczne zużycie energii elektrycznej jest wyższe o 3000 kWh, więc wynosi 5886 kWh x 0,6 zł = 3532 zł/rok
Dla budynku o takim zapotrzebowaniu na energię elektryczną zaleca się montaż instalacji fotowoltaicznej o mocy 6 kWp, która wyprodukuje w ciągu roku około 5800 kWh energii elektrycznej, co da oszczędność około 3480 zł na rok. Koszt instalacji wynosi 26 tys. zł z 8% VAT. To znaczy, że zwrot kosztów jej zakupu nastąpi po mniej więcej 7,5 roku. Po tym okresie cała energia elektryczna wykorzystywana w domu będzie już darmowa.
Okres zwrotu inwestycji ulegnie znacznemu skróceniu, jeśli zakup instalacji PV zostanie sfinansowany z dotacji do odnawialnych źródeł energii, o jakie mogą się starać mieszkańcy całego kraju.
Sauna - oszczędność dzięki fotowoltaice
Wielu osobom się wydaje, że sauna we własnym domu to luksus, na który nie każdy może sobie pozwolić. Czyżby? Faktem jest, że sauna na podczerwień (to obecnie popularne rozwiązanie w domach jednorodzinnych) zużywa duże ilości energii elektrycznej, ale dzięki fotowoltaice jesteśmy w stanie korzystać z tej przyjemności w taki sposób, by nie odczuć tego na własnej kieszeni.
Odpowiednio dobrana wielkość instalacji fotowoltaicznej sprawia, że zamiast martwić się o koszt korzystania z każdej minuty kąpieli w podczerwieni, inwestujemy jednorazowo w instalację fotowoltaiczną, która zwraca się wyjątkowo szybko, w przypadku gdy montowana jest u inwestora zainteresowanego korzystaniem z sauny na podczerwień.
Przykładowo, korzystając z domowej sauny o mocy 2000 W, w ciągu godziny zużyjemy około 2 kWh (20 minut nagrzewania sauny oraz czas kąpieli wraz z przerwą). Przy założeniu codziennego korzystania z sauny należałoby przewidzieć montaż dodatkowych trzech modułów fotowoltaicznych o łącznej mocy około 900 Wp. To pozwoliłoby na zasilanie sauny produkowaną przez inwestora energią elektryczną.
Samochód elektryczny zintegrowany z instalacją fotowoltaiczną
Skoro najbardziej ekonomiczne dla inwestora jest zużywanie na bieżąco energii wytwarzanej przez instalację fotowoltaiczną, a faktyczna konsumpcja nie pozwala na pełne wykorzystanie darmowego prądu, warto pomyśleć, jak ją akumulować. Dzięki akumulatorom samochodów elektrycznych można magazynować nadmiar wytworzonej energii, która zostanie zużyta podczas jazdy.
Nowinką w branży jest technologia Vehicle-to-Grid, czyli system zapewniający dwukierunkowy przepływ energii pomiędzy pojazdem a siecią. Takie rozwiązanie służy do bilansowania sieci elektroenergetycznej – pobierania prądu w okresach wzmożonej produkcji energii, a następnie jej sprzedaży do sieci w godzinach szczytowego zapotrzebowania.
Ponieważ ładowarki samochodów elektrycznych osiągają najczęściej moc 11 lub 22 kW, należy to uwzględnić przy projektowaniu instalacji fotowoltaicznej, co oznacza, że moc zainstalowana modułów przeznaczonych do ładowania „elektryka” powinna wynosić przynajmniej 11 kWp dla mniejszej z tych ładowarek, jeżeli zależy nam na ograniczeniu poboru energii elektrycznej z sieci. Warto dodać, że wielu czołowych producentów falowników ma rozwiązania zintegrowanych stacji ładowania samochodów elektrycznych z falownikiem, a co za tym idzie, z instalacją fotowoltaiczną.
Inteligentna konsumpcja
Obecne rozwiązania pozwalają na pełną automatyzację funkcji inteligentnych budynków dzięki systemowi czujników i zintegrowanemu systemowi zarządzania. Bodźce dochodzące do systemu z zewnątrz i wewnątrz budynku pozwalają mu samodzielnie reagować na zmiany, co prowadzi do maksymalizacji funkcjonalności, komfortu i bezpieczeństwa oraz minimalizacji kosztów eksploatacji i emisji zanieczyszczeń. Taki system można również zintegrować z instalacją fotowoltaiczną w taki sposób, by jak największa część zużycia energii elektrycznej przypadała na czas pracy instalacji fotowoltaicznej. Jeżeli nie można pozwolić sobie na takie rozwiązanie, inwestor sam może zadbać o takie rozplanowanie zadań domowych, by zoptymalizować auto konsumpcję energii produkowanej przez instalację PV. Chodzi na przykład o to, by duże odbiorniki energii elektrycznej, takie jak pralka czy zmywarka, uruchamiać w ciągu dnia.
Autor: Murator
Więcej informacji znajdziecie w marcowym dodatku do Muratora "Fotowoltaika, czyli prąd za darmo". Rozwiewamy wątpliwości tych, którzy zastanawiają się nad inwestycją w instalację PV. W dodatku wyjaśniamy następujące zagadnienia:
• Wybór modułów fotowoltaicznych
• Budowa instalacji, falownik i optymalizator mocy
• Dobór mocy instalacji
• Warunki przyłączenia do sieci
• Koszty montażu
• Okres zwrotu inwestycji
• Dotacje i sposoby finansowania
• Nowy dom a instalacja PV
