Pompa ciepła i fotowoltaika: ile naprawdę pokrywa dach, miesiąc po miesiącu, i jak sprawić, by pracowały razem
Pompa ciepła i fotowoltaika pasują do siebie z prostego powodu: urządzenie zużywa prąd, a dach go produkuje. Ale ogrzewanie potrzebne jest zimą, gdy dach produkuje mniej, i wieczorem, gdy słońca nie ma. Kto obiecuje zerowy rachunek, pomija ten krok. Oto prawdziwe liczby, miesiąc po miesiącu, i trzy sposoby, by obie rzeczy pracowały razem.
01
Ile produkuje dach, miesiąc po miesiącu
Weźmy instalację 6 kWp, najczęstszą wielkość na domu. W Padwie, przy właściwym nachyleniu i orientacji, produkuje około 8000 kWh rocznie (dane PVGIS centrum badawczego Komisji Europejskiej). Ale nie równomiernie: 919 kWh w lipcu i 391 w grudniu, mniej niż połowę. W Bolzano liczby są prawie takie same, w Rzymie grudzień wart jest 514. W środku zimy dach 6 kWp na Nizinie Padańskiej daje średnio 13 kWh dziennie, i daje je między dziesiątą a piętnastą.
02
Ile potrzebuje pompa ciepła i kiedy
Zużycie zestawiliśmy w pigułce o zużyciu: Kita SP 10 z certyfikatem HP Keymark w roku umiarkowanego klimatu europejskiego zużywa 2999 kWh z podłogówką i 3881 z grzejnikami, prawie wszystko między listopadem a marcem. W dzień z +7 °C potrzebuje około 14 kWh, w dzień z +2 °C około 20. Obok 13 kWh dziennie, które dach daje w grudniu, sprawa jest jasna: zimą dach pokrywa część ogrzewania, nie całość. W skali roku rachunek się zmienia, bo wiosną, jesienią i dla ciepłej wody latem dach produkuje dużo więcej, niż pompa ciepła potrzebuje.
03
Prawdziwym problemem są godziny, nie kWh
Słońce produkuje w południe; dom potrzebuje ciepła głównie wieczorem i w nocy. Bez przesuwania czegokolwiek prąd z dachu, który pompa ciepła naprawdę wykorzystuje, to ułamek produkcji, a reszta idzie do sieci za grosze. Żeby przesunąć pracę na godziny słoneczne, są trzy możliwe magazyny. Bateria: działa, ale kosztuje od dziesięciu do dwudziestu tysięcy euro. Woda: zasobnik c.w.u. nagrzewa się w południe słońcem, a ciepła woda jest wieczorem. Ściany domu: to robi optymalizator energetyczny HCC, który w godzinach słonecznych grzeje nieco ponad nastawę, wkłada ciepło w ściany i wylewki i pozwala im oddać je wieczorem. To jeden lub dwa punkty COP więcej w sezonie i nie trzeba tego kupować: to dom.
04
Ile kW fotowoltaiki na pompę ciepła
Magiczna liczba nie istnieje, ale rachunek robi się w trzech krokach.
- Zacznij od zużycia prądu w domu bez pompy ciepła: we Włoszech typowa rodzina to około 2700 kWh rocznie.
- Dodaj pompę ciepła: dla domu, który dziś spala 1200 metrów sześciennych gazu, 2400-2600 kWh z grzejnikami, 1800-1900 z podłogówką (rachunek jest w pigułce o zużyciu). Razem 4500-5300 kWh rocznie.
- Dach 6 kWp produkuje 8000: na papierze pokrywa wszystko. Ale bilans roczny to nie autokonsumpcja: bez magazynu dom zużywa bezpośrednio część tego, co produkuje, resztę wymienia z siecią. Z zasobnikiem i optymalizatorem wykorzystana część rośnie; z baterią rośnie jeszcze bardziej.
- Nie ma sensu powiększać dachu, żeby pokryć styczeń: w grudniu podwójna instalacja dałaby 26 kWh dziennie zamiast 13, a przez resztę roku oddawałaby prąd sieci. Lepiej 6 kWp dobrane do zużycia i dobry magazyn.
05
Zimą słońce pomaga dwa razy
W godzinach słonecznych powietrze zewnętrzne jest cieplejsze, a pompa ciepła ma lepszą sprawność: SP 10 przy obciążeniu częściowym ma COP 7,64 przy +7 °C i COP 3,59 przy -7 °C. Gdy dach produkuje, urządzenie wytwarza ciepło mniejszym prądem. Optymalizator energetyczny wykorzystuje dokładnie tę zbieżność: każe pompie ciepła pracować w godzinach, gdy świeci słońce i powietrze jest łagodne, a nocą, gdy COP jest gorszy i dach nie pracuje, pozwala urządzeniu odpocząć.
06
Latem rachunek wychodzi sam
Chłodzenie to przypadek idealny: gorąco jest, gdy świeci słońce, czyli gdy dach produkuje. Ta sama SP 10 z podłogówką lub klimakonwektorami przy wodzie 18 °C ma EER 5,43: każda kWh z dachu staje się ponad pięcioma kWh chłodu. W tych samych godzinach grzeje się c.w.u. Latem dom z fotowoltaiką i pompą ciepła zużywa prawie wyłącznie prąd z dachu.
07
A w hali
W hali obraz odwraca się na korzyść fotowoltaiki: pracuje się w dzień, maszyny i klimatyzacja zużywają, gdy dach produkuje, a dach jest duży. Jako rząd wielkości potrzeba 500-600 metrów kwadratowych dachu na każde 100 kWp, jak wyjaśniamy na stronie o fotowoltaice przemysłowej. De Castelli w Crocetta del Montello ma 10 Kita Air Cold po 40 kW, razem 400 kW, zintegrowanych z nową instalacją fotowoltaiczną firmy: urządzenia powietrze-powietrze grzeją i chłodzą halę prądem z dachu. Ile kW potrzeba dla hali, opisuje pigułka o halach.
Potwierdza to badanie RSE (Ricerca sul Sistema Energetico, Włochy) na 78 typach włoskich budynków: pompa ciepła i fotowoltaika razem mogą zaoszczędzić ponad 70% nieodnawialnej energii pierwotnej.
08
O co pytać tego, kto to proponuje
- Czy regulacja potrafi przesunąć pracę pompy ciepła na godziny słoneczne, czy tylko podąża za termostatem.
- Czy wykorzystuje ściany jako magazyn: bez baterii to jedyny darmowy sposób, by wieczorem użyć prądu z południa.
- Czy urządzenie liczy na wyświetlaczu kWh wyprodukowane i zużyte: nasze to robią, i to jedyny sposób, by zobaczyć, ile z dachu naprawdę trafia do ogrzewania.
- By zwymiarować obie rzeczy razem, na rzeczywistym zużyciu, a nie na metrach kwadratowych dachu.
- Jakie dopłaty obowiązują: krajowe dopłaty do wymiany kotła na pompę ciepła i obowiązujące ulgi na fotowoltaikę.
09
Najczęstsze pytania
Ile kW fotowoltaiki potrzebuje pompa ciepła?
Dla domu jednorodzinnego zwykle 6 kWp: w Padwie produkują 8000 kWh rocznie wobec 4500-5300 łącznego zużycia domu z pompą ciepła. Więcej nie trzeba: zimą i tak nie pokryje się wszystkiego, a latem oddawałoby się prąd sieci.
Czy pompa ciepła z fotowoltaiką działa też zimą i w nocy?
Tak, jak zawsze: w nocy i w pochmurne dni bierze prąd z sieci. Dach pokrywa część zimowego ogrzewania i prawie całą resztę roku.
Czy potrzebna jest bateria?
Nie jest obowiązkowa. Bateria kosztuje od dziesięciu do dwudziestu tysięcy euro; zasobnik c.w.u. i optymalizator energetyczny przesuwają część pracy na godziny słoneczne bez jej kupowania.
Ile produkuje instalacja 6 kW w grudniu?
W Padwie 391 kWh w miesiącu, około 13 kWh dziennie, wobec 919 w lipcu. W Rzymie 514 (dane PVGIS).
Ile się oszczędza?
Zależy od tego, ile prądu z dachu dom naprawdę wykorzystuje. Uczciwy rachunek robi się ze zużyciem z poprzedniego roku i udziałem autokonsumpcji; urządzenie pokazuje go na wyświetlaczu, kWh wyprodukowane i zużyte.
A w hali?
Tam fotowoltaika opłaca się najbardziej: zużywa się w dzień, gdy dach produkuje, a dach jest duży. Potrzeba 500-600 metrów kwadratowych dachu na każde 100 kWp.
Zobacz też: Kocioł hybrydowy i hybrydowa pompa ciepła: czym są naprawdę i dlaczego ich nie robimy · Pompa ciepła do CWU: osobny podgrzewacz czy pompa ciepła instalacji · Chłodzenie pompą ciepła: podłogówka czy klimakonwektory, jaka sprawność i co jest potrzebne · Pompa ciepła jednofazowa czy trójfazowa: co wybrać i jaka moc przyłączeniowa
Wszystkie pigułki techniczne są na stronie cyklu. Następna za dwa tygodnie.
