Dobór mocy pompy ciepła i instalacji fotowoltaicznej - jak obliczyć?
Jak obliczyć moc instalacji fotowoltaicznej, gdy chcemy z niej zasilać pompę ciepła? Pokazujemy na przykładach.
Pompa ciepła zasilana z instalacji fotowoltaicznej to przy obecnych cenach bardzo atrakcyjne rozwiązanie dostarczania ciepła do domu. Możemy mieć duże oszczędności, ale najpierw musimy sporo zainwestować. Pompa ciepła to urządzenie o wysokiej efektywności energetycznej. Z 1 kW energii elektrycznej pozwala uzyskać nawet ponad 4 kW energii cieplnej. Jeśli do zasilania pompy ciepła wykorzystamy instalację fotowoltaiczną odpowiednio dużej mocy, prąd i ciepło będziemy mieć bardzo tanie. Wprawdzie jeszcze nie wiadomo, w jakiej cenie prosumenci rozliczający się w systemie net-billingu będą kupować energię zimą, ale można przypuszczać, że szybko rosnące ceny energii spowodują, iż nadwyżki energii z fotowoltaiki oddawane do sieci latem zbilansują ten wydatek (o cenach energii - ile będziemy płacić za prąd przeczytaj TUTAJ >>>). Dlatego wielu inwestorów budujących nowe domy, którym zależy na ich energooszczędności i niskich kosztach eksploatacji, wybiera właśnie taki wariant zasilania budynku w energię elektryczną i cieplną. Znajdziemy również przypadki, gdy dom jest ogrzewany i zasilany w ciepłą wodę z innego źródła, np. kotła gazowego, olejowego lub na pellety. W takim budynku można zastosować instalację fotowoltaiczną do zaopatrzenia go w energię elektryczną do zasilania domowych urządzeń elektrycznych. Wtedy, ustalając wielkość instalacji, nie bierzemy pod uwagę energii do ogrzewania.
Jakie domy chcemy zasilać?
Poprosiliśmy eksperta, żeby obliczył potrzebną moc pompy ciepła i fotowoltaiki oraz samej instalacji fotowoltaicznej dla 2 wariantów domu:
- powierzchnia ogrzewana 160 m2, rodzina 6-osobowa,
- powierzchnia ogrzewana 100 m2, rodzina 4-osobowa.
Oto ich opis:
- nowy dom budowany zgodnie z obowiązującymi Warunkami technicznymi,
- zapotrzebowanie na ciepło 70 kWh.m2 rocznie,
- temperatura w budynku 21oC,
- tylko ogrzewanie podłogowe,
- standardowe wyposażenie.
Do określenia:
- moc pompy ciepła do c.o. i c.w.u.,
- wymagana moc instalacji PV do zaspokojenia potrzeb domu ogrzewanego pompą ciepła,
- wymagana moc instalacji PV do zaspokojenia potrzeb domu ogrzewanego innym urządzeniem,
- orientacyjna powierzchnia paneli fotowoltaicznych.
Jak obliczyć moc pompy ciepła i fotowoltaiki - dom 160 m2
Do domu o powierzchni ogrzewania 160 m2, w którym mieszka 6-osobowa rodzina, uśredniona moc pompy ciepła powinna wynosić ok. 10 kW. Średnie roczne zużycie energii urządzenia o tej mocy wyniesie w granicach 5200-5700 kWh. Aby pokryć taką wielkość zapotrzebowania na pracę pompy ciepła oraz zasilania innych urządzeń elektrycznych w domu, moc instalacji fotowoltaicznej powinna wynosić 11,1 kWp. Panele fotowoltaiczne o wskazanej mocy zajmą ok. 54 m2.
Przeczytaj też: Współczynniki COP i SCOP - efektywność i wydajność pompy ciepła
Z kolei do zasilenia tego samego domu bez pompy ciepła, wystarczy instalacja PV o mocy 5,18 kWp, która zajmie powierzchnię 36 m2.
Jak obliczyć moc pompy ciepła i fotowoltaiki - dom 100 m2
Do nieco mniejszego domu o powierzchni 100m2, w którym mieszka 4-osobowa rodzina, moc pompy ciepła powinna mieć ok. 6 kW. Jej średnie roczne zużycie energii wyniesie ok. 3600-4000 kWh. Żeby zaspokoić takie zapotrzebowanie oraz dostarczyć odpowiednią ilość energii do pracy pozostałych urządzeń elektrycznych we wskazanym domu, moc fotowoltaiki powinna wynieść ok. 7,4 kWp. Taka instalacja będzie zajmowała ok. 36 m2.
Z kolei do zasilania samego domu, bez pompy ciepła, wystarczy instalacja fotowoltaiczna o mocy 3,33 kWp, która zmieści się na powierzchni 16,2 m2.
Przeczytaj też:
- Dofinansowanie do pompy ciepła - jak kupić taniej pompę ciepła
- Dofinansowanie do fotowoltaiki - jak skorzystać z programów dopłat
Od czego zależy dobór mocy instalacji fotowoltaicznej
Należy podkreślić, że precyzyjny dobór mocy instalacji fotowoltaicznej jest zależny od wielu czynników, m.in. od rocznego zapotrzebowania na energię elektryczną, które u każdego będzie inne. Istotne znaczenie ma również ekspozycja oraz kąt nachylenia paneli fotowoltaicznych, gdyż mają one bezpośredni wpływ na wielkość uzysków z instalacji.
Przeczytaj też: Moc przyłączeniowa i zużycie energii - jak oszacować?
Podobnie jest w przypadku doboru mocy pompy ciepła oraz określeniu jej rocznego zapotrzebowania na energię. Producenci tych urządzeń oferują modele o bardzo różnych parametrach, które wpływają na zużycie energii elektrycznej oraz efektywność. Praca pomp ciepła jest zależna także od temperatury na zewnątrz budynku. Współczynnik efektywności energetycznej COP, w przypadku pompy ciepła typu powietrze-woda, spada wraz z obniżeniem temperatury. Zatem dokładny dobór pompy ciepła, oprócz parametrów związanych z zapotrzebowaniem na ciepło w danym budynku, powinien oprzeć się na konkretnym producencie i modelu urządzenia, a także na analizie średnich temperatur panujących w konkretnej lokalizacji.
10 tys. zł można zaoszczędzić na ogrzewaniu mając fotowoltaikę i pompę ciepła
"Zgodnie z naszymi wyliczeniami utrzymanie 150-metrowego domu ogrzewanego kotłem gazowym kosztuje rocznie ok. 12,5 tys. zł. Jeśli do kotła gazowego dołożymy instalację PV, która generować nam będzie prąd, to koszt utrzymania domu spada do ok. 10 tys. zł rocznie. Najlepszym rozwiązaniem jest połączenie fotowoltaiki z pompą ciepła. Mimo iż trzeba na początku więcej zainwestować, to przyszłe oszczędności są największe. W przypadku instalacji PV oraz pompy roczny koszt utrzymania domu spada do ok. 2 tys. zł versus 12,5 tys. zł przy samym tylko kotle gazowym" - przekonuje w rozmowie z PAP Wiceprezes Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej Paweł Mirowski.
