Fotowoltaika z magazynem energii i pompą ciepła – jak to połączyć?
Fotowoltaika z magazynem energii i pompą ciepła – jak to połączyć?
Fotowoltaika z magazynem energii i pompą ciepła – jak to połączyć?
Pompa ciepła to urządzenie elektryczne. Zużywa prąd – i to niemało. Typowa pompa 10 kW pobiera 2,5–3,5 kW mocy elektrycznej podczas pracy. W sezonie grzewczym pracuje kilka do kilkunastu godzin dziennie. Fotowoltaika produkuje prąd. Latem dużo, zimą mało. Magazyn energii przechowuje nadwyżkę i oddaje ją gdy słońca nie ma. Połączenie tych trzech systemów – PV, magazyn, pompa ciepła – to dziś optimum energetyczne dla nowego domu. Ale żeby to działało efektywnie, trzeba to zaprojektować jako całość, nie jako trzy osobne zakupy.
Dlaczego sama fotowoltaika bez magazynu to za mało?
Pompa ciepła grzeje głównie zimą – wtedy gdy fotowoltaika produkuje najmniej. W grudniu i styczniu instalacja PV w Polsce pracuje 2–4 godziny dziennie przy niskim nasłonecznieniu. Pompa ciepła w tym samym czasie może potrzebować prądu przez 8–12 godzin.
Bez magazynu energii fotowoltaika pokrywa koszty prądu latem (kiedy pompa prawie nie pracuje) ale nie pomaga zimą (kiedy pompa pracuje najwięcej).
Magazyn energii częściowo rozwiązuje ten problem – przechowuje nadwyżkę z południa i oddaje ją wieczorem i nocą. Ale nawet z magazynem – zimą i tak kupujesz prąd z sieci. To normalne i ekonomicznie uzasadnione.
Realna autokonsumpcja przy dobrze dobranym systemie PV + magazyn + pompa ciepła wynosi 60–80% rocznego zużycia prądu. Reszta pochodzi z sieci. To nadal oznacza że rachunki za prąd spadają o 60–80%. Jak to możliwe? Kiedy kupujesz energię w II taryfie masz realne oszczędności, szczególnie na cenie przesyłu.
Jak dobrać moc instalacji PV?
Punkt wyjścia to roczne zużycie energii elektrycznej budynku. Przy domu z pompą ciepłą jako jedynym źródłem ciepła, roczne zużycie prądu wynosi zazwyczaj:
Dom 120 m², standard WT2021, pompa ciepła: 4 000–7 000 kWh/rok
Dom 120 m², standard EU30, pompa ciepła: 2 000–3 500 kWh/rok
Zasada praktyczna: instalacja PV powinna produkować 110–130% rocznego zużycia energii. Nadwyżka idzie do sieci lub do magazynu.
Jakie panele, jaki falownik, jaki magazyn?
Panele fotowoltaiczne
Rynek paneli jest zdominowany przez chińskich producentów – i to nie jest zarzut. Longi Solar, JA Solar, Risen, Jinko to marki które produkują panele wysokiej jakości w konkurencyjnych cenach. Różnica między tymi markami a droższymi europejskimi jest minimalna w praktycznym użytkowaniu.
Na co zwracać uwagę: gwarancja produktowa (min. 12 lat), gwarancja wydajności (80% po 25 latach), certyfikaty bezpieczeństwa.
Dobieramy panele wg aktualnej dostępności rynkowej i relacji ceny do jakości – nie przywiązujemy się do jednej marki.
Falowniki (inwertery)
Falownik to serce instalacji PV – przetwarza prąd stały z paneli na prąd zmienny używany w domu. To element na którym nie warto oszczędzać. W naszych realizacjach stosujemy głównie falowniki Deye – chiński producent który zdobył mocną pozycję na europejskim rynku. Dobre parametry techniczne, rozsądna cena, dostępny serwis w Polsce. Seria hybrydowa Deye pozwala na integrację z magazynem energii i zarządzanie priorytetami ładowania. Alternatywy które warto rozważyć: Fronius (austriacki, premium, droższy), SMA (niemiecki, niezawodny, droższy), Huawei (chiński, bardzo dobry, popularny).
Magazyny energii
Magazyn to najdroższy element systemu i ten który najbardziej różnicuje oferty na rynku.
W naszych realizacjach stosujemy:
Kon-Tec – polska marka, sprawdzona w instalacjach hybrydowych, dobra obsługa posprzedażowa.
V-Tac – dobry stosunek pojemności do ceny, sprawdzony w różnych warunkach.
Deye – magazyny od producenta falowników, prosta integracja z falownikiem tej samej marki.
Pojemność magazynu dla typowego domu z pompą ciepłą: 10–20 kWh.
Jak zarządzać priorytetami – żeby pompa ciepła pracowała na własnym prądzie
To jest kluczowy element którego większość instalatorów PV nie porusza. Masz panele, masz magazyn, masz pompę ciepłą – ale czy są ze sobą „dogadane”? Nowoczesne falowniki hybrydowe pozwalają ustawić priorytety:
Priorytet 1: zasilaj dom własnym prądem z PV Priorytet 2: ładuj magazyn Priorytet 3: oddaj nadwyżkę do sieci
Ale pompa ciepła ma własny sterownik i swój harmonogram pracy. Jeśli chcesz żeby pompa uruchamiała się głównie gdy świeci słońce – potrzebujesz integracji sterownika pompy z systemem zarządzania energią (EMS). Toshiba Estia i Mitsubishi Electric mają wejścia SG Ready – standard który pozwala falownikowi PV „powiedzieć” pompie ciepła „mam nadwyżkę, pracuj teraz”. To proste i skuteczne rozwiązanie które znacząco poprawia autokonsumpcję.
System off-grid – czy to ma sens?
Instalacja całkowicie odłączona od sieci energetycznej to temat który budzi zainteresowanie – szczególnie przy nowych budynkach w lokalizacjach gdzie przyłącze jest drogie lub trudne do uzyskania.
Realizowaliśmy kompletną instalację off-grid gdzie fotowoltaika, magazyn energii, pompa ciepła, klimatyzacja, rekuperacja i ogrzewanie podłogowe działają bez jakiegokolwiek połączenia z siecią. To jest możliwe – ale wymaga starannego projektu, odpowiednio dużej instalacji PV i pojemnego magazynu energii na pokrycie zapotrzebowania oraz szczytowego źródła – w naszym przypadku jest to agregat prądotwórczy.
O tej realizacji piszemy szczegółowo w osobnym artykule – bo to case study które pokazuje co jest dziś możliwe w polskim klimacie.
Podsumowanie
Fotowoltaika z magazynem energii i pompą ciepłą to system który przy dobrym projekcie pozwala na autokonsumpcję 60–80% rocznego zużycia prądu. Kluczowe jest dopasowanie mocy PV do rzeczywistego zużycia, dobór pojemności magazynu i integracja sterowników. Nie ma sensu kupować każdego elementu osobno od różnych firm które nie wiedzą o sobie nawzajem. System działa jako całość – albo nie działa optymalnie.
