Ali je smiselno kombinirati toplotno črpalko s fotovoltaičnim sistemom? Domači graditelji imajo prav, da si zastavijo to vprašanje, kajti če se zanašate na trajnostni ogrevalni sistem, je lahko le pravilno, da sami proizvedete nekaj električne energije, potrebne za delovanje, kajne?
Odvisno od začetne situacije
Kratek odgovor je: Da, seveda je smiselno. Pa vendar je treba upoštevati številne dejavnike, ki vplivajo na podroben odgovor:
- Koliko življenjskega prostora imam?
- Koliko ljudi živi v gospodinjstvu (potreba po topli vodi)?
- Koliko prostora na strehi je na voljo?
- Kakšen naklon/usmeritev strehe je na voljo?
- Odločitev: "naložba" proti "višjim tekočim stroškom"
Specializirano podjetje lahko ponudi zanesljive nasvete in izračune za vašo situacijo.
Želite naknadno vgraditi toplotno črpalko v stari stavbi? To zahteva dodatna vprašanja:
- Ali obstaja talno ogrevanje?
- Ali ima hiša dobro toplotno izolacijo?
- Ali je dovolj prostora v hiši/na posestvu?
Študija primera: toplotne črpalke slanica-voda v kombinaciji s PV
2x vgrajeni toplotni črpalki slanica-voda (WP), vsaka z močjo 6 kW s porabo energije približno 1,2 kW + 1,6 m³ hranilnika. Male toplotne črpalke imajo manjšo porabo energije, tako da učinkovito porabljajo lastno elektriko tudi pri nizkem PV izkoristku. PV sistem je razdeljen na dve strešni površini z naklonom 25° in dosega cca 16 kWp. Sistem naj bi dopolnili s hranilnikom električne energije 12 kWh, da bi dosegli še višjo stopnjo lastne porabe in samooskrbe.
Je 16 kWp predimenzioniran?
Da in ne. Višja kot je moč v kWp, je:
- nižji odstotek lastne porabe poleti (=proizvedeš dražjo elektriko, kot jo dovajaš)
- Večja pokritost osebnih potreb pozimi
Situacija: Dom, družina 4 članov
Priprava tople vode s toplotno črpalko za toplo vodo, brez hranilnika električne energije
V tekočem letu je od začetka delovanja junija dosežena 71-odstotna samooskrba. Skupno smo sami porabili 16 % električne energije, oktobra se je ta vrednost povzpela že na 45 % (stopnja samooskrbe 70 %) in novembra nad 70 % (stopnja samooskrbe 60 %).
Ko PV sistem proizvaja električno energijo, se porabniki vklopijo takoj, ko so dosežene nastavljene mejne vrednosti. Ti so namenoma nastavljeni nizko za zimsko obratovanje, tako da je uporaba lastne električne energije čim večja in zmanjšan nakup električne energije iz omrežja.
Gamechanger Buffer
Če sije sonce, lahko toplotna črpalka ogreje hranilnik. Čeprav se učinkovitost zmanjša, ko se število stopinj v vmesnem hranilniku poveča, to pomaga - odvisno od razmerja do bivalnega prostora - premostiti naslednjo noč ali celo naslednji dan popolnoma brez električne energije za ogrevanje. Tudi v sezoni, ko se sonce ne pokaže tako pogosto, je vmesni hranilnik pomemben, da vam za delovanje toplotne črpalke ni treba uporabljati zunanje električne energije. Dodajanje fotonapetostnega sistema je smiselno samo s pravilno velikim vmesnim hranilnikom.
Kdaj se aktivirajo kateri porabniki:
- od 400 vatov PV moči: toplotna črpalka za toplo vodo z 0,5 kW
- od 1.000 vatov fotonapetostne moči: WP Master 1,2 kW (=1,7 kW porabe=0,7 kW napajanja iz omrežja)
- od 1.900 vatov fotonapetostne moči: podrejeni WP 1,2 kW (=poraba 2,9 kW=1,0 kW napajanje iz omrežja)
Rezultat
Potrebo po topli vodi in ogrevalni energiji lahko zaenkrat v celoti pokrijemo s PV približno80% vseh dni. Le v oblačnih dneh pozimi in ko je sneg, PV ne bo proizvedla dovolj električne energije za delovanje toplotnih črpalk dovolj dolgo.
Decembra pričakujemo cca 500 kWh izkoristka. Te seveda ne zadoščajo za pokritje tople vode in energije za ogrevanje, pomagajo pa pri znižanju stroškov priprave tople vode in ogrevanja. Toplotne črpalke v primeru so navedene z vrednostjo COP (glejte informacijsko polje) 4,81.
Koeficient učinkovitosti COP (EN14511)
COP označuje vrednost toplotne moči glede na porabljeno električno energijo pod določenimi pogoji. Višja kot je vrednost COP, bolj učinkovito deluje toplotna črpalka. Vrednost COP 4 pomeni, da se 1 kWh električne energije pretvori v 4 kWh toplotne energije.
Ob predpostavki, da se porabi 400 kWh od pričakovanih 500 kWh z vrednostjo COP 4,5, se lahko proizvede vsaj1.800 kWh toplotne energije.
Sklep
Obdobje opazovanja je prekratko, da bi lahko podali utemeljen zaključek, saj čaka temno ogrevalno obdobje.
Kljub temu:
Investicija v fotovoltaični sistem je bolj smiselna,višja kot je lastna poraba. Druga prednost: Toplotna črpalka ustvarjaneodvisnost od fosilnih gorivin PV sistem pomaga zmanjšatiodvisnost od električne energije iz omrežjaPoleg sistema za shranjevanje energije je sistem bistveno izboljšan. Seveda so na začetkuinvesticije, ki pomembno vplivajo na financiranje predvsem pri gradnji hiše, a rezultat»nižji tekoči stroški«je za mnoge vredno. To pomeni, da se visoki investicijski stroški ponovno amortizirajo.