Idealna para – pompa ciepła i system PV

Najwięcej korzyści z instalacji fotowoltaicznej, uzyskuje się przy dużym zapotrzebowaniu na energię elektryczną, maksymalnie wykorzystując „prąd słoneczny” na własne potrzeby. Zastosowanie do ogrzewania budynku systemu grzewczego na bazie pompy ciepła zasilanej energią elektryczną, pozwala zwiększyć stopień wykorzystania na własne potrzeby energii wytwarzanej przez instalację PV. Współpraca pompy ciepła z instalacją fotowoltaiczną jest opłacalna zwłaszcza wtedy, gdy pompa ciepła również latem pobiera prąd do produkcji c.w.u. oraz do układów chłodzenia, ponieważ na bieżąco wykorzystuje się energię elektryczną.

Najczęściej stosowanym rozwiązaniem jest wspólna praca w systemie on-grid. W okresie letnim, użytkownik oddaje nadwyżki energii elektrycznej wyprodukowanej przez panele fotowoltaiczne do sieci, natomiast zimą odbiera wcześniej oddaną energię elektryczną na warunkach zgodnych z ustawą OZE.
Szczególnie duże oszczędności można uzyskać w większych obiektach, np. w budownictwie wielorodzinnym. Przykładem tego typu inwestycji, łączącej technologię produkcji ciepła przez pompy ciepła i produkcji energii elektrycznej z paneli fotowoltaicznych, jest instalacja hybrydowa wykonana przez firmę ADDUR z Olsztyna, w budynku wielorodzinnym w Szczytnie.

Wspólnota mieszkaniowa w Szczytnie postawiła na OZE

W 2014 roku Wspólnota Mieszkaniowa w Szczytnie, zdecydowała się na wykonanie termomodernizacji obiektu, w celu obniżenia kosztów energii. Instalacja polegała na montażu dwóch pomp ciepła NIBE F1345-60kW o łącznej mocy 120 kW, które ogrzewają budynek o powierzchni 2000 m² oraz instalacji paneli fotowoltaicznych o mocy 40 kW, wytwarzających energię elektryczną potrzebną do ich zasilania. Koszt całej inwestycji wynosił 625 tys. zł. Wspólnota otrzymała 500 tys. zł pożyczki (w tym 10% kwoty zostało umorzone) z WFOŚiGW ze środków Regionalnego Programu Warmia i Mazury, działanie 6.2.1., a pozostała kwota 125 tys. zł pochodziła ze środków własnych. System został włączony do eksploatacji w listopadzie 2014 roku. Prace rozpoczęto od wykonania odwiertów geotermicznych dla pomp ciepła o łącznej długości 2376 m.b. (24 odwierty po 99 m.b.), które zostały zaprojektowane pod terenem placu zabaw. W trakcie prowadzonych robót wiertniczych równocześnie wykonano stosowne przeróbki hydrauliczne obiegu centralnego ogrzewania i przystąpiono do instalacji nowoczesnych  pomp ciepła NIBE F1345-60 kW. Następnie rozpoczęto instalację mikroelektrowni słonecznej wykorzystując do tego zadania nowoczesne monokrystaliczne panele słoneczne PV o mocy 260 W każdy, które wytwarzają darmową energię elektryczną dla potrzeb pracy maszynowni z pompami ciepła. Panele fotowoltaiczne w liczbie 153 sztuk zostały umiejscowione na dachu sześciokondygnacyjnego budynku. Wszystko sterowane jest automatyczne i kontrolowane zdalnie przez centrum zarządzania energią. Podgląd pracującej instalacji można obejrzeć on-line w systemie NIBE UPLINK.

Osiągnięte oszczędności

Budynek wielorodzinny w Szczytnie to jeden z pierwszych budynków w Polsce należący do wspólnoty mieszkaniowej, która jako prekursor działań proekologicznych i oszczędnościowych pokazuje, jak korzystając z nowoczesnych technologii można osiągnąć mniejsze rachunki za prąd i ciepło. Roczny koszt energii cieplnej w latach 2010-2013, wytwarzanej w lokalnej kotłowni gazowej na potrzeby bloku w Szczytnie, wynosił średnio 97 000 zł. Wyprodukowana ilość energii z PV od momentu podłączenia licznika dwukierunkowego (grudzień 2014 r.) do grudnia 2015r., wyniosła 38,4 MWh. Z otrzymanych faktur w tym okresie wynika, że za ten okres wspólnota zapłaciła zakładowi energetycznemu za pobraną energię elektryczną 24 087,54 zł, przy czym na koniec okresu rozliczeniowego, zakład energetyczny zapłacił wspólnocie 6100 zł za nadwyżkę energii elektrycznej wyprodukowanej przez instalację fotowoltaiczną, odsprzedanej do sieci. Podsumowując roczny koszt ogrzewania budynku o powierzchni 2000 m², należącego do wspólnoty mieszkaniowej w Szczytnie został zredukowany w 2015 r. z kwoty 97 000 zł do 17 988 zł, co stanowi 81% oszczędności.

Pompy ciepła + fotowoltaika = 87% oszczędności

W 11.2016 r. dystrybutor energii elektrycznej przeszedł na odczyt automatyczny liczników energii. W lutym 2017 r. wspólnota otrzymała rozliczenie dot. energii elektrycznej zgodnie z aktualnym stanem prawnym, w ramach którego wpłynęły faktury korygujące za okres 2 lat tj. 01.01.2015 do 31.12.2016 r. Podsumowanie faktur wykazało, że w tym okresie zapłacili 25 673,28 zł za energię elektryczną pobraną na potrzeby pracy pomp ciepła i oświetlenia części wspólnych bloku, co daje średnioroczny koszt ogrzewania bloku po termomodernizacji na poziomie: 25 673,28 zł/2 lata = 12 836,69 zł/rok! i oszczędności na poziomie 87%. Aktualnie więc koszt ogrzewania 1 m² wynosi zaledwie 0,56 zł/m-c! W drugiej połowie 2017 r. planowana jest instalacja kolejnych dwóch, tym razem powietrznych pomp ciepła, współpracujących z kolektorami słonecznymi, w celu produkcji ciepłej wody użytkowej.

Z pompą ciepła i PV – tanio, bezpiecznie i ekologicznie

Podsumowując, zastosowanie instalacji fotowoltaicznej w budynku wyposażonym w pompę ciepła pozwala zwiększyć stopień wykorzystania na własne potrzeby energii wytwarzanej przez instalację PV, co z kolei pozwala na osiągnięcie ponad 85% oszczędności kosztów energii. Nierównomierność poboru oraz produkcji energii elektrycznej wymusza konieczność stosowania instalacji fotowoltaicznych typu on-grid (współpracującej z siecią elektroenergetyczną). Niektóre pompy ciepła są już wyposażone w specjalną funkcję regulatora PV READY służącą do współpracy z instalacją fotowoltaiczną, dzięki której mogą pracować z większą wydajnością w momencie występowania produkcji darmowej energii elektrycznej z energii słonecznej. Zastosowanie tego typu instalacji hybrydowych jest w Polsce niezwykle korzystne nie tylko ze względu na możliwe wysokie oszczędności, ale także z ekologicznego punktu widzenia. Zastąpienie kotłów na paliwa stałe – pompą ciepła, w ogromnym stopniu przyczynia się do redukcji emisji CO₂ i innych groźnych dla życia człowieka zanieczyszczeń, przedostających się do powietrza, głównie w wyniku tzw. „niskiej emisji”. Nie wszyscy bowiem zdają sobie sprawę, że niska emisja jest powodem występowania w powietrzu takich szkodliwych związków, jak pyły zawieszone, dwutlenek siarki, tlenki azotu, metale ciężkie, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, które są rakotwórcze i powodują silne zatrucia, a także trujących związków chemicznych jak dioksyny. Stężenie zanieczyszczeń występujących w powietrzu jest w Polsce przekraczane często nawet kilkudziesięciokrotne i to najczęściej w okresie od października do kwietnia, co ma niekwestionowany związek z sezonem grzewczym i nieefektywnym spalaniem paliw stałych o złej jakości, a nawet śmieci. W Polsce na instalację pomp ciepła i systemów fotowoltaicznych można pozyskać dofinansowanie z Unii Europejskiej oraz niektórych WFOŚiGW. Nie trudno przewidzieć efekty zastosowania pomp ciepła w nieco większej skali. Gdyby w Polsce udało się wdrożyć większe wsparcie technologii pomp ciepła, szczególnie dla osób fizycznych na budowę nowych odnawialnych źródeł energii cieplnej i wymianę nieekologicznych i nieefektywnych kotłów stałopalnych, wszyscy wkrótce oddychalibyśmy czystym, zdrowym powietrzem.