Fotowoltaika i pompa ciepła: co naprawdę daje to połączenie

Instalacja fotowoltaiczna na dachu i pompa ciepła w piwnicy: to brzmi jak dom, który ogrzewa się sam. Nie jest to jednak aż takie proste. Te dwa rozwiązania dobrze do siebie pasują, ale przede wszystkim wiosną, latem i jesienią. W środku zimy większość prądu nadal trzeba dokupować. Kto wie o tym wcześniej, nie będzie później rozczarowany.

Dlaczego to połączenie ma zasadniczo sens

klimaaktiv wyraźnie rekomenduje to połączenie. Powód: pompa ciepła zamienia jedną kilowatogodzinę prądu w kilka kilowatogodzin ciepła. Każda samodzielnie wyprodukowana kilowatogodzina, która trafia do pompy ciepła, zostaje dzięki temu zwielokrotniona. W skali całego roku, według klimaaktiv, znaczną część prądu do pompy ciepła można wyprodukować na własnym dachu.

Dochodzi do tego zużycie własne. Prądu, który sam zużywasz, nie musisz dokupować. Pompa ciepła jest dużym odbiornikiem, który może w sensowny sposób zagospodarować część nadwyżki. Według klimaaktiv do sieci oddawane jest tylko to, co pozostanie po zaspokojeniu potrzeb gospodarstwa domowego, ogrzewania i przygotowania ciepłej wody. Jako zalety klimaaktiv wymienia wyższe zużycie własne oraz większą opłacalność instalacji fotowoltaicznej.

Uczciwe oczekiwania na zimę

Tutaj kryje się najczęstszy błąd w rozumowaniu. Pompa ciepła potrzebuje najwięcej prądu dokładnie wtedy, gdy słońce dostarcza go najmniej.

Przewodnik klimaaktiv mówi wprost: w przeciętny grudniowy dzień instalacja fotowoltaiczna dostarcza tylko około 1 kWh prądu na każdy kilowat pik (kWp) mocy zainstalowanej. W środku zimy własny prąd solarny pokrywa jedynie minimalną część zapotrzebowania na ogrzewanie i ciepłą wodę. Reszta pochodzi z sieci. Również druga broszura klimaaktiv wskazuje listopad, grudzień i styczeń jako miesiące o stosunkowo niskich zbiorach energii elektrycznej.

Inaczej jest na początku i pod koniec zimy: wtedy instalacja fotowoltaiczna może dostarczać znacznie więcej energii, niż potrzebuje gospodarstwo domowe, a pompa ciepła może ten prąd wykorzystać.

Dobry test przed planowaniem: klimaaktiv zaleca, aby zespół projektowy obliczył dla typowego zimowego dnia, ile energii dostarcza instalacja fotowoltaiczna, a ile prądu potrzebuje ogrzewanie i ciepła woda. Jako przykład poradnik podaje 21 stycznia przy średniej dziennej temperaturze 0 °C. Wtedy zobaczysz czarno na białym, czego można się spodziewać zimą.

Przeniesienie podgrzewania ciepłej wody na godziny południowe

Najprostszy i najskuteczniejszy sposób nic nie kosztuje: ustaw przedział czasowy na przygotowanie ciepłej wody na czas, kiedy świeci słońce. klimaaktiv podaje jako przykład wczesne popołudnie.

Dlaczego to działa: Zasobnik ciepłej wody to magazyn ciepła. Według poradnika zasobnik o pojemności 300 litrów może pomieścić około 9 kWh ciepła, do czego pompa ciepła potrzebuje około 2 do 3 kWh prądu. Ilość tę można łatwo pokryć z własnego dachu w słoneczny dzień. Poradnik wskazuje również, że w bardziej słonecznych miesiącach magazynowanie energii w postaci ciepłej wody jest bardziej ekonomicznym rozwiązaniem niż magazynowanie jej w akumulatorze.

Może to być opłacalne nawet bez instalacji fotowoltaicznej. Według E-Control od 1 kwietnia do 30 września w godzinach od 10:00 do 16:00 zależna od zużycia część opłaty sieciowej jest o 20 procent niższa, jeśli twój inteligentny licznik (Smart Meter) mierzy wartości ćwierćgodzinowe. Więcej na ten temat w artykule Taryfa prądu dla pompy ciepła.

Dom jako magazyn

W przypadku ogrzewania podłogowego ciepło magazynuje również jastrych. Poradnik podaje prostą zasadę: jeden metr kwadratowy podłogi odpowiada zbiornikowi wody o pojemności około 10 litrów, przy różnicy temperatur wynoszącej 5 stopni. W słoneczne dni w okresie przejściowym pompa ciepła może więc w południe grzać nieco mocniej, a dom będzie oddawał ciepło wieczorem.

Nie powinieneś jednak przesadzać. Kto znacznie przegrzewa pomieszczenia, traci więcej ciepła i wcale nie czuje się lepiej. To, jaki margines ma sens, najlepiej uzgodnij z instalatorem.

Sterowanie: od prostego do automatycznego

Są trzy stopnie:

1. Program czasowy. Przygotowanie ciepłej wody i ewentualnie lekkie podniesienie temperatury ogrzewania w porze południowej. Działa na praktycznie każdym sterowniku i nie wymaga dodatkowej technologii.

2. SG-Ready. Jest to etykieta dla pomp ciepła, których sterowanie – według poradnika – można zintegrować z inteligentną siecią elektroenergetyczną (Smart Grid). Poprzez to złącze na przykład system zarządzania energią może dać pompie ciepła sygnał, gdy pojawia się nadwyżka prądu solarnego. To, jak pompa ciepła na to zareaguje, zależy od urządzenia i ustawień. Czy twoje urządzenie ma to złącze, znajdziesz w danych technicznych urządzenia, lub możesz zapytać instalatora.

3. Zarządzanie energią. Dedykowany system na bieżąco mierzy produkcję oraz zużycie i steruje pompą ciepła, ciepłą wodą oraz ewentualnie stacją ładowania (Wallbox). Poradnik wskazuje, że do optymalizacji pracy pod kątem zużycia własnego prądu wymagany jest osobny sterownik. Według poradnika dzięki inteligentnemu sterowaniu udział zużycia własnego z instalacji fotowoltaicznej można zwiększyć o około jedną piątą.

Dla większości gospodarstw domowych już poziom 1 przynosi dużą część korzyści. Poziomy 2 i 3 opłacają się przede wszystkim wtedy, gdy w domu i tak znajduje się już system zarządzania energią lub Wallbox.

Jak duża powinna być instalacja fotowoltaiczna

To pytanie należy uwzględnić przy planowaniu. Dla domu jednorodzinnego z pompą ciepła klimaaktiv podaje ekonomiczne wielkości instalacji fotowoltaicznej między 5 a 10 kWp, co odpowiada powierzchni dachu wynoszącej około 25 do 55 metrów kwadratowych. Większa instalacja zwiększa przede wszystkim nadwyżkę latem, a no nie uzysk w grudniu.

Na co powinieneś zwrócić uwagę

• Efektywność pozostaje ważniejsza niż zużycie własne prądu. Prąd solarny również nie jest nieograniczony. Dobrze ustawiona krzywa grzewcza oszczędza zimą więcej niż jakikolwiek sterownik, ponieważ działa w miesiącach, w których fotowoltaika prawie nic nie dostarcza.
• Nie podnoś niepotrzebnie temperatury ciepłej wody. Wyższe temperatury obniżają współczynnik efektywności (COP). Dowiedz się od instalatora, jaka temperatura ma sens dla twojej instalacji.
• Mierz wyniki. To, czy to połączenie się sprawdza, zobaczysz po stanach liczników, a nie po przeczuciu. Jak to zrobić, dowiesz się z artykułu Samodzielne sprawdzanie zużycia prądu.

Dotacje na instalacje fotowoltaiczne i pompy ciepła stale się zmieniają. Aktualny stan dla swojego kraju związkowego znajdziesz w Förderübersicht (przeglądzie dotacji) oraz w Förder-Manager (menedżerze dotacji).