Fotowoltaika i pompy ciepła. Najlepsze praktyki w budynkach wielorodzinnych

Fotowoltaika i pompy ciepła. Najlepsze praktyki w budynkach wielorodzinnych
Budynek wielorodzinny w Szczytnie. Źródło: PORT PC/ NIBE-BIAWAR
REKLAMA

Jednym z wyraźnych trendów nowoczesnego budownictwa jest dążenie do osiągnięcia jak największej samowystarczalności energetycznej budynków. Takie kierunki rozwoju mocno wspiera m.in. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie charakterystyki energetycznej budynków (dyrektywa EPBD). Promuje ona szerokie stosowanie budynków o niemal zerowym zużyciu energii, w których zapotrzebowanie energetyczne jest pokrywane przez wytwarzaną na miejscu energię pochodzącą ze źródeł odnawialnych (bilansowane w skali roku). Również wynikające z dyrektywy EPBD zaostrzenie wymogów w Warunkach Technicznych w 2017 r. kierują zainteresowanie inwestorów w kierunku optymalnych rozwiązań technologicznych takich jak połączenie instalacji fotowoltaicznej z pompą ciepła informuje Polska Organizacja Rozwoju Technologii Pomp Ciepła (PORT PC).

Współpraca pompy ciepła z instalacją fotowoltaiczną jest opłacalna szczególnie wtedy, gdy pompa ciepła odpowiada również za centralne ogrzewanie oraz przygotowanie ciepłej wody użytkowej. Projektując instalację hybrydową (pompa ciepła + instalacja PV), istotnym założeniem jest, by w każdych warunkach pracy instalacji wykorzystanie roczne energii elektrycznej wyprodukowanej przez panele fotowoltaiczne było jak największe, dbając jednocześnie o bezawaryjną i automatyczną pracę pompy ciepła.

W odniesieniu do instalacji fotowoltaicznych najczęściej stosowanym obecnie rozwiązaniem jest praca w systemie „on-grid” (instalacja fotowoltaiczna podłączona jest do sieci elektrycznej dostawcy energii) z wykorzystaniem net meteringu (ze współczynnikiem w ramach tzw. opustu). W okresie letnim użytkownik oddaje nadwyżki energii elektrycznej wyprodukowanej przez panele fotowoltaiczne do sieci elektrycznej, natomiast zimą odbiera wcześniej oddaną energię elektryczną.

Po nowelizacji ustawy o OZE z 1 lipca 2016 r. dla instalacji fotowoltaicznych w zakresie mocy do 10 i do 40 kW wprowadzono współczynniki bilansowania nadwyżek energii zmagazynowanej w sieci. I tak dla instalacji o mocy w pierwszym zakresie, czyli do 10 kW, współczynnik „opustu” wynosi 0,8, co  oznacza, że z 1000 kWh dostarczonych do sieci prosument będzie mógł odebrać 800 kWh. Analogicznie sytuacja wygląda w przedziale mocy instalacji pow. 10 kW, lecz współczynnik opustu wynosi już 0,7.

Optymalną współpracę pomp ciepła i instalacji fotowoltaicznych przedstawiają dwa przykłady rozwiązań zastosowanych w budynkach wielorodzinnych w Polsce: budynku wspólnoty mieszkaniowej w Szczytnie oraz budynku wielorodzinnego w miejscowości Zielonki.

Wspólnota Mieszkaniowa w Szczytnie

Kotłownia węglowa została tu zamieniona na kotłownię gazową, by po dwóch latach ponownie wymienić system grzewczy na instalację z pompami ciepła. Decyzję o termomodernizacji obiektu podjęto w roku 2014. Jej celem miało być obniżenie kosztów zużycia energii. Ostatecznie najbardziej efektywnym ekonomicznie rozwiązaniem okazały się być pompy ciepła. Na potrzeby instalacji wykonano 24 odwierty o głębokości ok. 100 m każdy, które znajdują się pod terenem placu zabaw przy budynku. Następnie zamontowano dwie pompy ciepła o łącznej mocy 120 kW. Ogrzewają one budynek o powierzchni 2150 m2 (1917 m2 to powierzchnia mieszkalna, resztę stanowią części wspólne, piwnice i klatki schodowe). Z pompami ciepła współpracuje instalacja 153 paneli fotowoltaicznych o mocy 260 W każdy. Instalacja fotowoltaiczna o łącznej mocy 39,7 kW, wytwarza energię elektryczną potrzebną do zasilania pomp ciepła. Całość sterowana jest automatycznie i kontrolowana zdalnie przez centrum zarządzania energią.

Inwestycja została sfinansowana dzięki pożyczce w wysokości 500 tys. zł. udzielonej przez Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej oraz ze środków własnych (125 tys. zł.) Pożyczka stanowiła 80 proc. całkowitych kosztów inwestycji (z czego 10 proc. zostanie umorzone).

Pomieszczenie z pompami ciepła i z inwerterami PV w budynku wielorodzinnym w Szczytnie. Źródło: PORT PC/ NIBE-BIAWAR

Budynek wielorodzinny w Szczytnie pokazuje, jak korzystając z nowoczesnych technologii można osiągnąć mniejsze rachunki za prąd i ciepło. Roczny koszt energii cieplnej zużywanej przez wspólnotę w latach 2010-2013 wynosił średnio 97 tys. zł. Za okres od grudnia 2014 r. do grudnia 2015 r. wspólnota zapłaciła zakładowi energetycznemu za pobraną energię elektryczną 24,1 tys. zł, przy czym na koniec okresu rozliczeniowego zakład energetyczny zwrócił wspólnocie 6, 1 tys. zł za nadwyżkę energii elektrycznej wyprodukowanej przez instalację fotowoltaiczną (odsprzedaną do sieci).

Ponieważ pompy ciepła zasilane są darmową energią cieplną pochodzącą z gruntu oraz energią elektryczną potrzebną głównie do napędu sprężarek, można stwierdzić, że inwestycja przyczyniła się do redukcji rocznego kosztu ogrzewania z kwoty 97 tys.  do 18 tys. zł, co stanowi ponad 80 proc. oszczędności.

Budynek wielorodzinny w miejscowości Zielonki

Kolejnym przykładem hybrydowego połączenia instalacji fotowoltaicznej z pompami ciepła jest budynek wielorodzinny w miejscowości Zielonki.

W tym przypadku na inwestycję zdecydowano się ze względu na wysokie ceny energii narzucane przez jej dostawców oraz ze względu na ochronę środowiska. Pierwotnie budynek o pow. 895m2 ogrzewany był za pomocą kotła węglowego, który na kilka lat przed modernizacją bloku został wymieniony na kocioł wsadowy spalający baloty na słomę.

Budynek wielorodzinny w miejscowości Zielonki. Źródło: PORT PC/ NIBE-BIAWAR. 

Ostatecznie podczas termomodernizacji budynku podjęto decyzję o instalacji gruntowej pompy ciepła o mocy 60 kW. Na jej potrzeby wykonano 16 odwiertów o głębokości ok. 100 m każdy. Instalacja dostarcza ciepło do ogrzewania pomieszczeń i przygotowywania ciepłej wody użytkowej (do temp. 50°C). Do zasilania urządzeń maszynowni wykorzystano energię elektryczną pochodzącą z umieszczonej na dachu budynku mikroinstalacji fotowoltaicznej o mocy sięgającej 10 kWp. Podobnie jak w przykładzie pierwszym instalacja pracuje w układzie on-grid.

System został włączony do eksploatacji 2 grudnia 2015 roku. Teraz lokatorzy budynku wielorodzinnego są niezależni od dotychczasowego dostawcy ciepła i rosnących cen trudno dostępnego opału. Zastosowanie pomp ciepła przyczynia się dodatkowo do całkowitej likwidacji niskiej emisji zanieczyszczeń powietrza.

Modernizacja została sfinansowana w dużej mierze dzięki pożyczce (75,2 proc. kosztów inwestycji) oraz bezzwrotnej dotacji (22,3 proc.) udzielonej przez WFOŚiGW w Gdańsku w ramach programu „Montaż pompy ciepła wraz z instalacją fotowoltaiczną – Prosument dla Pomorza”. Pozostałą część potrzebnej kwoty (2,5 proc.) stanowił wkład własny.

Prace przy wykonaniu dolnego źródła ciepła. Źródło: PORT PC/ NIBE-BIAWAR.

Instalacje hybrydowe, wykorzystujące pompy ciepła i panele fotowoltaiczne, cieszą się coraz większym zainteresowaniem. Do zalet tego typu rozwiązania z całą pewnością należy zaliczyć całkowity brak  emisji zanieczyszczeń powietrza oraz znacząco obniżone koszty eksploatacyjne. Barierę wciąż jednak stanowią wysokie koszty inwestycyjne. Powyższe przykłady pokazują, że przy odpowiednim wsparciu dotacyjnym lub kredytowym, chętnych na realizację ekologicznych inwestycji z pewnością będzie coraz więcej.

PORT PC

Zobacz również

Komentarze (11)

* Dodanie komentarza jest równoznaczne z akceptacją regulaminu
Oo |
Ja taka mam i co z tego jak od ponad miesiąca energa nie odpowiada na reklamacje instalacja na dachu od 5 miesięcy a oni dalej nie traktują jak prosumenta zeby to zrobić naprawdę trzeba sie uzbroić w cierpliwość jak zacznie to działać tzn dojdą do ładu to bedzie git sama pompa ciepła baba polecam zważywszy ze one juz naprawdę niewielkie pieniądze kosztuja
wujek_samo_zlo |
Tyko nikt w tej propagandzie sukcesu nie napisal io to wszystko kosztowalo ....
Zygmunt |
Fotowoltaika dobrze sprawdza się tez w firmach.
waldek |
Mam zainstalowane na dachu 4,5 KW Czy 2 pompy powietrzne ok 3,5Kw są w stanie ogrzac jesienia i wiosna CO? Pompy mogą pracować do -7 C
IXI |
Cytat: "Współpraca pompy ciepła z instalacją fotowoltaiczną jest opłacalna szczególnie wtedy, gdy pompa ciepła odpowiada również za centralne ogrzewanie oraz przygotowanie ciepłej wody użytkowej." --- A za co do cholery innego miałaby pompa ciepła odpowiadać? Za podgrzewanie kotletów?
TTTT |
Ciekawe czy inwestycja by powstała i czy byłaby opłacalna gdyby nie dotacje powyżej 80% ceny instalacji ?
Oo |
Ile to kosztuje mój dom 160m2 podłogówki zbudowany 3 lata temu solary i powietrzna pompa ciepła + przeróbka siłowni 60 tys zł wiec nie jest to jakiś wielki koszt mając ogrzewanie ciepła wodę i prąd za darmo przez najbliższe kilkanaście lat
Blazej |
Do przedmowcy : Nigdzie w artykule nie jest napisane że była dotacja na 80% . za to jest mowa o pożyczce.
Jujko |
Dotacja 22.3 %
Sara |
Na budowlach wielorodzinnych, na firmach... ważne, ze przynosi to zyski :D
EcoSolar.pl |
Pompa ciepła z PV ma sens jak wszystko jest dobrze zrobione. Problemem jest dolne źródło oraz odpowiedniej jakości odpowiednio skonfigurowana pompa ciepła, które w połączeniu powinny dawać odpowiednio wysoki COP. Jeszcze większym problemem jest mała wiedza instalatorów tak fotowoltaiki jak i pomp ciepła, bo większość instalacji jest zrobionych bardzo słabo i w najlepszym wypadku działa mało wydajnie.

Giełda OZE

Wspolnik

Poszukuje wspolnika do farmy 2MW. Wiecej informacji po kontakcie meilowym. czytaj dalej...

ELEKTRYCZNY SOLAR panel PVAC (on-grid) 265W DC/ 248W AC

Prawdziwa elektrownia on-grid. Najlepszy i najtańszy sposób na instalację trójfazową do bilansowania czytaj dalej...

Poszukuje działajacych opłacalnych zarabiajacych

Poszukuje działajacych opłacalnych zarabiajacych elekrowni słonecznych wiatrowych czytaj dalej...

Panel moduł fotowoltaiczny Sharp 270W kontener 0.47 € / Wp

Panel moduł polikrystaliczny Sharp NDRB 270W w cenie 0.47 € / Wp - cena netto - VAT 23%. Wystawiam czytaj dalej...