Má zmysel kombinovať tepelné čerpadlo s fotovoltaickým systémom? Domáci majstri si túto otázku kladú právom, pretože ak sa spoliehate na trvalo udržateľný vykurovací systém, môže byť správne vyrobiť si časť elektriny potrebnej na prevádzku sami, však?
V závislosti od počiatočnej situácie
Krátka odpoveď je: Áno, samozrejme, že to dáva zmysel. A predsa je potrebné vziať do úvahy veľa faktorov, ktoré ovplyvňujú podrobnú odpoveď:
- Koľko životného priestoru mám?
- Koľko ľudí žije v domácnosti (potreba teplej vody)?
- Koľko priestoru na streche je k dispozícii?
- Aký sklon/orientácia strechy je k dispozícii?
- Rozhodnutie: „investícia“vs. „vyššie prevádzkové náklady“
Špecializovaná spoločnosť môže poskytnúť spoľahlivé rady a výpočty pre vašu situáciu.
Chcete dovybaviť tepelné čerpadlo v starej budove? To si vyžaduje ďalšie otázky:
- Je tam podlahové kúrenie?
- Má dom dobrú tepelnú izoláciu?
- Je v dome/na pozemku dosť miesta?
Prípadová štúdia: Tepelné čerpadlá soľanka-voda v kombinácii s PV
Boli nainštalované 2x tepelné čerpadlá soľanka-voda (WP), každé s výkonom 6 kW s príkonom cca 1,2 kW + 1,6 m³ akumulačného zásobníka. Malé tepelné čerpadlá majú nižšiu spotrebu energie, takže efektívne spotrebúvajú vlastnú elektrickú energiu aj pri nízkom výťažku FV. FV systém je rozdelený na dve strešné plochy so sklonom 25° a dosahuje výkon cca 16 kWp. Systém má byť doplnený o 12 kWh zásobník elektriny, aby sa dosiahla ešte vyššia úroveň vlastnej spotreby a sebestačnosti.
Je 16 kWp predimenzovaných?
Áno aj nie. Čím vyšší je výkon v kWp, tým:
- nižšie percento vlastnej spotreby v lete (=vyrobíte drahšiu elektrinu, ako ju nakŕmite)
- Vyššie pokrytie osobných potrieb v zime
Situácia: Dom, 4 členná rodina
Výroba teplej vody teplovodným tepelným čerpadlom, bez akumulácie elektriny
V aktuálnom roku sa od uvedenia do prevádzky v júni dosiahla úroveň sebestačnosti 71 %. Celkom 16 % elektriny bolo samospotrebovaných, pričom táto hodnota už v októbri stúpla na 45 % (stupeň sebestačnosti 70 %) a na viac ako 70 % v novembri (stupeň sebestačnosti 60 %).
Keď FV systém vyrába elektrinu, spotrebitelia sa zapnú hneď po dosiahnutí nastavených limitných hodnôt. Tie sú pre zimnú prevádzku zámerne nastavené nízko, aby sa maximalizovalo využitie vlastnej elektriny a znížil sa nákup elektrickej energie zo siete.
Gamechanger Buffer
Ak svieti slnko, tepelné čerpadlo dokáže vyhriať akumulačný zásobník. S narastajúcim počtom stupňov vo vyrovnávacej nádrži síce účinnosť klesá, no pomáha to – v závislosti od pomeru k obytnej ploche – preklenúť ďalšiu noc alebo aj nasledujúci deň úplne bez napájania zo siete na vykurovanie. Dokonca aj v období, keď sa slnko tak často neukazuje, je dôležitý akumulačný zásobník, aby ste na prevádzku tepelného čerpadla nemuseli používať externú elektrinu. Pridanie FV systému má zmysel len so správne dimenzovaným vyrovnávacím zásobníkom.
Kedy budú spotrebitelia aktivovaní:
- od 400 wattov FV výkonu: teplovodné tepelné čerpadlo s výkonom 0,5 kW
- od 1 000 wattov FV výkonu: WP Master 1,2 kW (=spotreba 1,7 kW=0,7 kW dodávka do siete)
- od 1 900 wattov FV výstup: WP slave 1,2 kW (=spotreba 2,9 kW=1,0 kW dodávka do siete)
Výsledok
Potrebu teplej vody a energie na vykurovanie zatiaľ dokáže FVE úplne pokryť cca80% všetkých dní. Len v zamračených dňoch v zime a keď je sneh, FVE nevyrobí dostatok elektriny na prevádzku tepelných čerpadiel dostatočne dlhý čas.
V decembri sa očakáva výnos približne 500 kWh. Tie samozrejme nestačia na pokrytie teplej vody a energie na vykurovanie, ale pomáhajú znižovať náklady na výrobu teplej vody a vykurovanie. Tepelné čerpadlá v tomto príklade sú uvedené s hodnotou COP (pozri infobox) 4,81.
Koeficient výkonu COP (EN14511)
COP udáva hodnotu tepelného výkonu vo vzťahu k elektrickej energii použitej za určitých podmienok. Čím vyššia je hodnota COP, tým efektívnejšie tepelné čerpadlo pracuje. Hodnota COP 4 znamená, že 1 kWh elektriny sa premení na 4 kWh tepelnej energie.
Za predpokladu, že sa použije 400 kWh z očakávaných 500 kWh s hodnotou COP 4,5, môže sa vyrobiť minimálne1 800 kWh tepelnej energie.
Záver
Obdobie pozorovania je príliš krátke na to, aby bolo možné vyvodiť opodstatnený záver, pretože prebieha obdobie vykurovania tmy.
Napriek tomu:
Investícia do fotovoltaického systému má väčší zmysel,čím vyššia je vlastná spotreba. Ďalšia výhoda: Tepelné čerpadlo vytváranezávislosť od fosílnych palíva FV systém pomáha znižovaťzávislosť na elektrickej energii zo sieteOkrem systému na ukladanie energie je systém výrazne vylepšený. Samozrejme, na začiatku súinvestície, ktoré majú výrazný vplyv na financovanie najmä pri stavbe domu, ale výsledok“nižšie prevádzkové náklady“pre mnohých to stojí za to. To znamená, že vysoké investičné náklady sa opäť amortizujú.