Fotowoltaika i pompa ciepła - idealne połączenie

Z fotowoltaiką koszt działania pompy ciepła może wynieść 0 zł, pomimo podwyżek cen energii. Ale jak połączyć dwa systemy? Jak działa pompa ciepła? Jak dobrać pompę ciepła i fotowoltaikę? Wreszcie, jak obniżyć koszt pompy ciepła? O tym ten artykuł

Pomp ciepła i fotowoltaika - jak to działa?

Fotowoltaika i pompa ciepła doskonale ze sobą współgrają:

1. Fotowoltaika generuje prąd i zasila wszystkie urządzenia w domu
2. Nadwyżki energii z fotowoltaiki są sprzedawane do sieci energetycznej i obniżają Twój rachunek za prąd.
3. Pompa ciepła pobiera energię elektryczną i z jednej kWh prądu generuje 3-5 kWh ciepła (wartość średnia w skali roku)

Jak pompa ciepła może generować więcej ciepła niż zużywa prądu? Dzieje się tak, ponieważ pompa ciepła nie wytwarza ciepła, lecz transportuje je z otoczenia do wnętrza domu. W ten sposób nie podgrzewasz atmosfery, tylko swój dom!

Zalety łączenia pompy ciepła z fotowoltaiką

Połączenie fotowoltaiki z pompą ciepła rozwiązuje szereg problemów obu technologii:

1. Problem fotowoltaiki z niską autokonsumpcją: Gdy świeci słońce, panele fotowoltaiczne działają z taką siłą, że większość tej energii nie może być zużyta na miejscu i jest sprzedawana do operatora. Pompa ciepła pozwala na lepsze wykorzystanie zielonej energii ze słońca.

Jak pompa ciepła rozwiązuje problem: Pompa ciepła może w godzinach słonecznych ogrzać kilkaset litrów wody na wieczorną kąpiel w swoim zasobniku, który spełni wówczas rolę magazynu ciepła. Może też bardziej nagrzać mieszkanie na wieczór.

Efekt: Odpowiednio zaprogramowana pompa ciepła może zwiększyć autokonsumpcję z 20 do 40%.

2. Problem pompy ciepła z drogim prądem: Ogrzewanie prądem może być drogie nawet z pompą ciepła, szczególnie że w 2023 roku spodziewamy się drastycznych podwyżek. Fotowoltaika rozwiązuje ten problem i sprawia, że cały układ jest w dużym stopniu odporny na podwyżki cen paliw.

3. Możliwość pozyskania dodatkowej dotacji: Montując jednocześnie pompę ciepła i fotowoltaikę można zwiększyć pulę dotacji, niż gdyby instalować te dwa systemy osobno. Więcej o tym w podtytule “Fotowoltaika i pompa ciepła - koszt”.

Ile energii zużywa pompa ciepła?

W trzech krokach pomożemy Ci obliczyć, ile energii zużyje Twoja pompa ciepła. Możesz też w tym celu skorzystać z naszego arkusza kalkulacyjnego. Podpowiada on też, jakiej wielkości fotowoltaiki potrzebujesz.

Skupiamy się przy tym na powietrznych pompach ciepła.

Krok 1 - ile prądu pompa ciepła zużywa na ogrzewanie mieszkania?

W tym kroku oszacujesz sezonowe zużycie na potrzeby c.o. Wybierz jedną z wartości z poniższej tabelki.

	Dom niemal pasywny 25 kWh/m²/rok	Nowoczesny dom WT 2021 (55 kWh/m²/rok)	Budynek z 10cm izolacji i oknami dwuszybowymi (120 kWh/m²/rok)
Dom 100 m²	Podłogówka: 500-607 kWh Grzejniki: 773-850 kWh	Podłogówka: 1122-1336 kWh Grzejniki: 1701-1872 kWh	Podłogówka: 2449-2915 kWh Grzejniki: 3711-4082 kWh
Dom 150 m²	Podłogówka: 765-911 kWh Grzejniki: 1160-1275 kWh	Podłogówka: 1684-2004 kWh Grzejniki: 2551-2806 kWh	Podłogówka: 3673-4373 kWh Grzejniki: 5566-6122 kWh
Dom 200 m²	Podłogówka: 1020-1215 kWh Grzejniki: 1546-1701 kWh	Podłogówka: 2245-2672 kWh Grzejniki: 3401-3741 kWh	Podłogówka: 4898-5831 kWh Grzejniki: 7421-8163 kWh

W tabelach podano dwa zakresy - dla ogrzewania podłogowego (lub innego płaszczyznowego) z temperaturą projektową 35°C oraz dla ogrzewania grzejnikowego z temperaturą projektową 55°C. Inwestując w nowoczesne grzejniki niskotemperaturowe możesz obniżyć temp na nich do 45°C, z korzyścią finansową.

W podanym zakresie wartość maksymalna odnosi się do sytuacji, gdy mieszkasz na Suwałkach lub w Zakopanem, najzimniejszych miejscach w Polsce. Z kolei wartość minimalna opisuje sytuację, że mieszkasz na Pomorzu, gdzie są najłagodniejsze zimy. Wszystkie inne regiony w Polsce są pomiędzy tymi skrajnymi wartościami.

Krok 2 - ile prądu pompa ciepła zużywa na ciepłą wodę użytkową?

Teraz oszacujesz roczne zużycie prądu na ogrzanie ciepłej wody użytkowej (c.w.u.). Tutaj najważniejsze czynniki to ilość mieszkańców, docelowa temperatura ciepłej wody oraz zapotrzebowanie na jednego mieszkańca.

Zapotrzebowanie c.w.u. / osobę / dobę	2 osoby	4 osoby	8 osób
50 l	-	temp 50°C: 1492-1679 kWh temp 55°C: 1654-1864 kWh	temp 50°C: 2784-3158 kWh temp 55°C: 3107-3528 kWh
60 l	temp 50°C: 975-1087 kWh temp 55°C: 1072-1198 kWh	temp 50°C: 1750-1975 kWh temp 55°C: 1944-2197 kWh	temp 50°C: 3301-3749 kWh temp 55°C: 3688-4193 kWh
70 l	temp 50°C: 1104-1235 kWh temp 55°C: 1217-1365 kWh	temp 50°C: 2009-2270 kWh temp 55°C: 2235-2529 kWh	temp 50°C: 3818-4341 kWh temp 55°C: 4270-4859 kWh

W tej tabelce dwie wartości odnoszą się do sytuacji, w której pompa ciepła ma ogrzewać wodę do 50 lub 55°C. Tutaj nieco wyższa temperatura to wyraźnie większe zużycie prądu.

Dla tych wartości podane zakresy ponownie odnoszą się do skrajnych stref klimatycznych w Polsce.

Pozostaje teraz dodać dwie powyższe wartości. Zapewne wynikiem jest ładnych kilka tysięcy kWh, które po przemnożeniu przez ceny prądu zapowiadane na 2023 dają jeszcze więcej tysięcy złotych rocznie. Czas to obniżyć z fotowoltaiką?

Wielkość instalacji PV z pompą ciepła

Jakiej wielkości instalacja fotowoltaiczna jest potrzebna, by obniżyć koszt użytkowania pompy ciepła do 0 zł? Prognozując na 2023 rok:

• Na 4000 kWh rocznego zużycia zamontuj 4-6 kWp instalacji PV
• Na 5000 kWh rocznego zużycia zamontuj 5-7 kWp instalacji PV

Jeśli Twój dach nie pomieści tak dużej instalacji PV, nie przejmuj się. Mniejsza instalacja PV też wyraźnie obniży koszt użytkowania pompy ciepła, jak to ukazuje poniższa tabelka:

Wielkość instalacji PV	Koszt pompy ciepła przy ogrzewaniu grzejnikowym	Koszt pompy ciepła przy ogrzewaniu podłogowym
0	3 613 zł	3 050 zł
3 kWp	1 823 zł	1 404 zł
6 kWp	923 zł	504 zł
9 kWp	23 zł	-
11 kWp	Instalacja obniży koszt innych urządzeń elektrycznych w domu

Fotowoltaika obniża rachunki za pompę ciepła.

Założenia do powyższych symulacji:

• Lokalizacja - Poznań
• 4 lokatorów
• Dom o powierzchni m² wykonany według WT 2021
• Rozliczenie na zasadzie net-billingu, nie systemu opustów
• Cena kupna prądu 0,93 zł / kWh - to prognozy na 2023 rok powyżej limitu 2000 kWh z gwarantowaną niską ceną.
• Cena sprzedaży prądu 0,3 zł - to prognoza nie na rok 2023, ale na przyszłość, gdy ceny się ustabilizują.

Mówiąc jednak całkiem szczerze, podążanie za tymi wyliczeniami nie jest w Twoim najlepszym interesie. Radzimy po prostu zamontować tyle paneli fotowoltaicznych, na ile Cię stać i ile sensownie zmieści się na Twoim dachu - to znaczy nie mogą być w cieniu. Dlaczego tak mówimy? Powody wyjaśniamy w artykule o doborze mocy instalacji fotowoltaicznej, ale w skrócie - instalacja fotowoltaiczna to inwestycja na 25 lat, w tym czasie Twoje zużycie energii na pewno wzrośnie, a rozbudowa instalacji później to większy koszt niż od razu postawienie większej.

Systemy zarządzania energią poprawiają współpracę pompy ciepła i fotowoltaiki

Istnieje możliwość sprzężenia działania pompy ciepła z instalacją fotowoltaiczną. Może się to odbywać za pomocą specjalnych urządzeń EMS / HEMS, lub też wynikać z funkcji programowania pompy ciepła. Oto przegląd rozwiązań:

• Ogrzewanie ciepłej wody użytkowej w zadanych godzinach - pompę ciepła można po prostu zaprogramować tak, by w godzinach koło południa nagrzewała zasobnik z ciepłą wodą użytkową.
• Urządzenie EMS informuje o wolnej energii z fotowoltaiki - pompa ciepła zaczyna grzać wodę c.w.u., gdy sterownik poinformuje o nadprodukcji energii z fotowoltaiki.
• Przegrzewanie domu celem uzyskania zadanej temperatury po południu. Pompa ciepła może nieco przegrzać dom (np. nagrzać go do 25 °C) korzystając z zielonej energii w godzinach słonecznych. Ciepło zostanie zakumulowane w ścianach. Pompa ciepła korzystając z krzywej grzewczej stopniowo obniża potem temperaturę tak, by po późnym popołudniem została uzyskana temperatura docelowa.
• Bufor c.o. Pompa podgrzewa wodę w dużym buforze o pojemności kilkuset litrów, która później będzie wykorzystana do ogrzania domu. Ostrzeżenie - to rozwiązanie jest mniej wydajne, niż się to na pierwszy rzut oka może wydawać.

Efekt: Odpowiednie wysterowanie pompy ciepła może wyraźnie zmniejszyć koszt jej użytkowania.

Na końcu powiedzmy ile kosztuje zestaw pompa ciepła + fotowoltaika i jak obniżyć ten koszt?

Fotowoltaika i pompa ciepła - koszt

Koszt pompy ciepła do ogrzania budynku o powierzchni 100 - 150 m2 wynosi około 40 000 - 45 000 zł. Koszt fotowoltaiki, która zasili tą pompę, a także pozostałe urządzenia w budynku, to koszt dalszych 40 000 - 55 000 zł.

Oczywiście to tylko szacunki. By zorientować się w rzeczywistych cenach dla Twojego domu, najlepiej porównaj kilka ofert od dobrych fachowców z Twojej okolicy. Zamawiając obie instalacje na raz, możesz liczyć na rabat!

Koszt początkowy jest wysoki, ale można go obniżyć stosując dotacje! Dla nowych budynków i modernizacji starych stosuje się różne zestawy dotacji:

• Jeśli stawiasz nowy budynek Twój zwycięski plan to dotacje Moje Ciepło oraz Mój Prąd
• Jeśli modernizujesz stary dom, najlepsza opcja to dotacja Czyste Powietrze i ulga termomodernizacyjna

Omówmy te scenariusze:

Moje Ciepło i Mój Prąd

Moje Ciepło i Mój Prąd w sumie mogą obniżyć koszt inwestycji od 20 500 do 41 500 zł.

Moje Ciepło to dotacja na pompę ciepła dla nowych domów. W skrócie możesz dzięki niej uzyskać:

• Do 7000 zł na powietrzną pompę ciepła
• Do 21 000 zł na gruntową pompę ciepła

Możesz odzyskać do 30% kosztów kwalifikowanych, a jeśli masz Kartę Dużej Rodziny, intensywność dotacji wynosi 45%. Biorąc pod uwagę obecne ceny instalacji możesz liczyć na maksymalne dostępne kwoty.

Mój Prąd to dotacja na fotowoltaikę i urządzenia do zarządzania energią (czyli zwiększania autokonsumpcji). Mówiąc krótko możesz tutaj uzyskać:

• Do 5000 zł na fotowoltaikę
• Do 16 0000 zł na magazyn ciepła (tutaj wpisz zasobnik c.w.u. pompy ciepła oraz ew. bufor c.o. pompy ciepła)
• Do 7500 zł na magazyn energii
• Do 3000 zł na urządzenia EMS, to jest Systemy Zarządzania Energią, czyli zwiększające autokonsumpcję inteligentne liczniki itp.

Czyste Powietrze + ulga termomodernizacyjna

Połączenie programu Czyste Powietrze i ulgi termomodernizacyjnej pozwala obniżyć koszt o jakieś 30 000 - 40 000 zł, w zależności od kilku warunków.

Czyste Powietrze to dotacja na termomodernizację budynków. Obejmuje np. ich docieplenie oraz montaż instalacji PV. Jeśli wyrzucisz stary piec na paliwo stałe możesz też liczyć na sowitą dotację do pompy ciepła. Intensywność dofinansowania oraz wysokość kwot zależy tu od poziomu przychodów.

Ulga termomodernizacyjna to ulga podatkowa, którą możesz stosować przez 6 kolejnych lat aż do wyczerpania maksymalnej sumy 9000 - 10 000 zł.

Czyste Powietrze uzupełnia się z ulgą termomodernizacyjną w takim sensie, że w Czystym Powietrzu im niższe masz dochody, tym więcej możesz zyskać, a w uldze podatkowej na odwrót.

Dokładny plan może przedstawić Ci nasz polecany instalator, ale w zaokrągleniu i zakładając że montujesz powietrzną pompę ciepła, zależności wyglądają następująco:

• Jeśli Twoje roczne dochody przekraczają 100 000 zł, nie możesz skorzystać z Czystego Powietrza, ale w pełni skorzystasz z ulgi termomodernizacyjnej - odzyskasz ok. 10 000 zł
• Jeśli Twoje dochody roczne nie przekraczają 30 000 zł, wówczas skorzystasz z Czystego Powietrza i ulgi podatkowej i odzyskasz jakieś 30 000 zł
• Jeśli przeciętne dochody miesięczne na jednego członka gospodarstwa domowego nie przekraczają 1564 zł (2189 zł dla gospodarstwa jednoosobowego), możesz otrzymać do 32 000 zł z Czystego Powietrza bez prefinansowania!
• Jeśli przeciętne dochody miesięczne na jednego członka gospodarstwa domowego nie przekraczają 900zł (1260 zł dla gospodarstwa jednoosobowego), możesz otrzymać do 36 000 zł z Czystego Powietrza bez prefinansowania!

Podsumowując, nie ma lepszego dodatku do fotowoltaiki niż pompa ciepła - i nie ma lepszego uzupełnienia dla pompy ciepła niż fotowoltaika. Kupując te dwie instalacje i łącząc je w jeden system skracasz okres zwrotu instalacji, osiągając efekt synergii!

Źródła:

• Ceny pomp ciepła