Instalacja fotowoltaiczna i pompa ciepła, kocioł elektryczny lub promienniki podczerwieni

Energią z instalacji fotowoltaicznej można zasilać pompę ciepła, kocioł elektryczny albo promienniki podczerwieni. Które rozwiązanie najbardziej się opłaca w ogrzewaniu domu?

Cena systemów grzewczych, których działanie ma nic nie kosztować (dzięki energii z instalacji fotowoltaicznej), znacznie się różni w zależności od tego, czy zastosuje się w nich pompę ciepła, czy inne elektryczne urządzenia grzewcze. Czy to oznacza, że pompa ciepła to zły wybór, bo jest najdroższa? Nie dla wszystkich. Ważnym argumentem przemawiającym na jej korzyść jest mniejsza ilość miejsca potrzebnego na panele fotowoltaiczne, dzięki którym ogrzewanie może być darmowe. Wiele osób za jej ważną zaletę uznaje to, że może nie tylko grzać, ale też chłodzić pomieszczenia w czasie upałów.

Spis treści

1. Instalacja fotowoltaiczna i pompa ciepła
2. Galeria zdjęć: urządzenia grzewcze w instalacji fotowoltaicznej
3. Fotowoltaika i kocioł elektryczny
4. Instalacja fotowoltaiczna i promienniki podczerwieni

Instalacja fotowoltaiczna i pompa ciepła

Instalacja z pompą ciepła jest najpopularniejszym i najwydajniejszym sposobem ogrzewania z zastosowaniem fotowoltaiki. Jednak nie w każdej sytuacji połączenie fotowoltaiki z pompą ciepła można uznać za zestaw idealny. Nie każda pompa ciepła działa efektywnie z typowymi grzejnikami konwekcyjnymi, dobranymi do instalacji, w której źródłem ciepła miał być tradycyjny kocioł grzewczy na węgiel czy gaz. Pompa ciepła to źródło niskotemperaturowe – im niższa temperatura na wyjściu, tym efektywniej pracuje (zużywa mniej energii elektrycznej).

Galeria zdjęć: urządzenia grzewcze w instalacji fotowoltaicznej

Zobacz galerię 7 zdjęć

Autor: Kospel

Kocioł elektryczny kosztuje kilkakrotnie mniej niż pompa ciepła, ale zużywa kilkakrotnie więcej energii elektrycznej. Żeby nie płacić za nią rachunków, w przypadku korzystania z pompy ciepła wystarczy znacznie mniejsza instalacja fotowoltaiczna niż w przypadku kotła

Co zrobić, żeby pompa ciepła działała efektywnie? Dobrze zabezpieczyć dom przed stratami ciepła i zastosować niskotemperaturową instalację grzewczą. Te warunki łatwo spełnić w domu nowo budowanym, ewentualnie przechodzącym generalny remont. Właściciele starych domów, którzy nie planują w nich większych zmian poza montażem fotowoltaiki, powinni być bardziej ostrożni przy ocenie zapotrzebowania na energię elektryczną potrzebną do napędzania pompy ciepła. O ile w nowym domu z instalacją c.o. dopasowaną do specyfiki działania pompy ciepła jej średnioroczna efektywność może przekraczać 4 (pobór energii elektrycznej czterokrotnie mniejszy niż ilość dostarczanego ciepła), o tyle w innych przypadkach lepiej założyć, że będzie to wartość w okolicy 2 (pobór energii elektrycznej dwukrotnie mniejszy niż ilość dostarczanego ciepła).

Przeczytaj też:

Moduły fotowoltaiczne: budowa i rodzaje >>>

Trudno się dziwić negatywnym opiniom o pompach ciepła pisanym przez osoby, które dały się namówić za zakup pompy ciepła o współczynniku COP (Coefficient of Performance) równym 5, a płacą rachunki za energię jak za piec akumulacyjny, bo nie zostały poinformowane, że w połączeniu z instalacją c.o. starego typu nie będzie on osiągnięty. Co można na to zaradzić? Niewiele. Alternatywą dla ogrzewania podłogowego jest zastosowanie grzejników niskotemperaturowych. Mają wielokrotnie większą od zwykłych powierzchni czynną i wbudowane wentylatory wymuszające obieg powietrza wokół niej. Składają się z dwóch układów: miedzianego – wodnego oraz aluminiowego – oddającego ciepło. Mają też zasadniczą wadę: cenę rzędu 2 tys. zł za sztukę. To oznacza, że wymiana grzejników w całym domu może nawet przekroczyć koszt zakupu pompy ciepła.

Przeczyta też:

Nowoczesna pompa ciepła - rodzaje, zasada działania, COP >>>

Fotowoltaika i kocioł elektryczny

Jest to rozwiązanie często rekomendowane w sytuacji, gdy mamy już gotową instalację c.o. Kotłem elektrycznym łatwo zastąpić używany dotychczas kocioł paliwowy i nie kosztuje to dużo – 4-5 tys. zł wraz z montażem. To blisko 10-krotnie mniejszy wydatek niż na pompę ciepła. W dodatku można uznać, że kocioł elektryczny jest od niej trwalszy, bo nie ma w nim żadnych ruchomych mechanizmów poza pompą obiegową.

Przeczytaj też:

Kompensacja mocy biernej: czyli jak obniżyć rachunki za prąd >>>

Trzeba jednak pamiętać, że pobór energii elektrycznej przez taki kocioł jest równy zapotrzebowaniu na energię do ogrzewania – można powiedzieć, że współczynnik COP tego urządzenia równa się jeden. To znaczy, że kocioł będzie zużywał od co najmniej 2 do nawet 5 razy więcej prądu niż pompa ciepła. W przypadku starego, ale w miarę dobrze docieplonego domu o powierzchni ogrzewanej 100 m² będzie to co najmniej 7000 kWh rocznie. Po dodaniu pozostałego zużycia energii otrzymamy 10 tys. kWh.

Jeśli chcielibyśmy nie płacić żadnych rachunków za zużytą energię i uwzględnimy 30% potrąceń na koszty jej magazynowania (pobierane przez operatora sieci elektroenergetycznej) i jeszcze 15% dodatku na pokrycie spadku sprawności paneli w przyszłości, okaże się, że nasza instalacja fotowoltaiczna powinna mieć moc 15 kWp. Zapewnią ją 42 panele fotowoltaiczne, każdy o mocy 355 Wp i wymiarach (w przybliżeniu) 105 x 175 cm. Czy znajdziemy miejsce na tak dużą instalację?

W większości domów jednorodzinnych na dachu mieści się maksymalnie 28 (ze względu na kominy, okna dachowe, wykusze, konieczne odstępy od krawędzi dachu). Montaż na konstrukcji naziemnej podnosi cenę instalacji o mocy 10 kWp o 6-7 tys. zł i na pewno nie każdy znajdzie na nią miejsce na działce.

Kocioł elektryczny czy promienniki podczerwieni są dużo tańsze od pompy ciepła, ale do ich zasilania potrzeba więcej energii.

Instalacja fotowoltaiczna i promienniki podczerwieni

Działa na zasadzie podobnej jak promieniowanie słoneczne – daje podobne odczucia, choć nie emituje promieniowania UV. Nie należy mylić tej technologii z popularnymi niegdyś promiennikami bliskiej podczerwieni, tzw. „słoneczkami elektrycznymi”, z rozżarzonym drutem oporowym. W promiennikach Infrared nic się nie żarzy, rozgrzewają się wprawdzie do 80°C, ale to tylko efekt uboczny. Za emisję promieniowania podczerwonego odpowiadają w nich nanorurki węglowe tworzące cienką matę. Elektryczne urządzenia grzewcze działające na tej zasadzie są dostępne w postaci mat do układania na posadzce, suficie czy skosach poddasza pod ich wierzchnią warstwą wykończeniową. Do domów już wykończonych są oferowane w postaci płaskich paneli przeznaczonych do zawieszenia na ścianach i sufitach.

Od klasycznych grzejników, które przekazują ciepło do pomieszczenia przede wszystkim przez konwekcję (ruch powietrza, które się od nich nagrzewa), odróżnia je to, że nie ogrzewają bezpośrednio powietrza, tylko podłogę, ściany, sufit, wszystkie przedmioty i mieszkańców. Dopiero od nich ogrzewa się powietrze.