Jakie ogrzewanie domu przy fotowoltaice będzie najlepsze?

Ogrzewanie fotowoltaiczne

Skoro mamy dostęp do prądu i urządzenia grzewcze działające na prąd, to dlaczego nie wykorzystać jednej instalacji do wszystkiego? Czy fotowoltaika wystarczy do ogrzania domu?

Elektryczne urządzenia grzewcze – zużycie prądu

Teoretycznie grzejniki elektryczne, piec elektryczny czy ogrzewanie podłogowe można zasilać prądem z paneli fotowoltaicznych. Wiele z tych urządzeń używa jednak dużo energii elektrycznej i dlatego wymaga dużej, a zarazem stabilnej energetycznie instalacji. Mówiąc inaczej – albo postawimy na korzystanie z prądu z sieci publicznej albo na magazyn energii.

Według bardzo konserwatywnych obliczeń piec indukcyjny (a więc oszczędna wersja pieca elektrycznego) o mocy 9 kW zużywa ok. 6000 kWh w sezonie grzewczym na 100 m ² budynku. Zakładamy oczywiście, że jest to budynek przynajmniej dobrze izolowany i ciepło z pieca elektrycznego nie „ucieka” na zewnątrz.

To ile prądu naprawdę zużyje piec indukcyjny zależy od marki, mocy i praktyk użytkowania w danym domu.

Ogrzewanie podłogowe jest dużo oszczędniejsze niż tradycyjne grzejniki, przede wszystkim jest to ogrzewanie wielkopowierzchniowe, które nie wymaga stosowania bardzo wysokich temperatur. W domu o powierzchni 100 m² i przyzwoitej izolacji ogrzewanie podłogowe zużyje ok. 100-150 kWh na miesiąc czyli ok. 600-800 kWh na cały okres grzewczy. W budynku bez izolacji ścian ogrzewanie elektryczne tą metodą będzie zużywać ok. 1000 kWh na miesiąc.

Ogrzewanie na prąd przy użyciu grzejników elektrycznych zależy od ich ilości, mocy i modelu. Najpopularniejsze grzejniki elektryczne to urządzenia olejowe lub na podczerwień. Zaletą grzejników olejowych jest to, że nie muszą działać nieustannie. Wystarczy, że czynnik grzewczy nabierze odpowiedniej temperatury i będzie ją przez jakiś czas oddawał.

Grzejniki (w zależności od konstrukcji) można połączyć z kotłem indukcyjnym lub podłączyć bezpośrednio do gniazdka, tam gdzie są potrzebne. Główna wada tego typu urządzeń, to potrzeba bardzo dużej mocy do ogrzewania dużych powierzchni. Dlatego używa się ich jako urządzeń dodatkowych lub po kilka grzejników – jeden na pomieszczenie. Do ogrzania 25 m² zaleca się moc 1500 W. Powiedzmy, że mamy co najmniej 4 pomieszczenia o takiej powierzchni (nasze przykładowe mieszkanie 100 m²) – to już 4x1500 W. Dodatkowa energię zużywają grzejniki wyposażone w nadmuch.

Czy to się opłaca?

Fotowoltaika i ogrzewanie domu prądem nie zawsze jest najlepszym rozwiązaniem. Szczególnie jeżeli mamy budynek o dużej powierzchni i dużej ilości pomieszczeń. Moc fotowoltaiki do ogrzania domu będzie dużo większa niż przy wykorzystaniu paneli fotowoltaicznych do innych urządzeń. Takie rozwiązanie wymaga jednego źródła stabilnej energii cieplnej i dużej ilości urządzeń, do których energia ta będzie odprowadzana. Piec indukcyjny może spełniać taką rolę, ale wymaga dość dużej mocy.

Ogrzewanie na prąd może się opłacać w niedużych budynkach. Szczególnie tam gdzie większość powierzchni można ogrzać za pomocą mat lub kabli podłogowych.

Ważnym problemem związanym z ogrzewaniem na prąd z instalacji fotowoltaicznej jest nierówne wytwarzanie energii w ciągu roku. Wtedy kiedy najbardziej potrzeba ciepła – szczególnie w długie, zimowe noce – dostęp do promieni słonecznych jest żaden lub znikomy. Dlatego może być konieczna współpraca z siecią publiczną, przez co wzrosną koszty ogrzewania tą metodą.

A może pompy ciepła?

Temat fotowoltaika a ogrzewanie domu najczęściej jest kojarzony z pompami ciepła. To połączenie odnawialnego źródła energii elektrycznej z wydajnym, odnawialnym źródłem energii cieplnej.

Jak działają pompy ciepła i jak je połączyć z fotowoltaiką?

Pompy ciepła wykorzystują zjawisko przejmowania energii cieplnej z otoczenia i przenoszenia jej za pomocą sprężonego czynnika do urządzeń grzewczych. Prąd z paneli fotowoltaicznych tylko wspomaga ten proces. Dzięki temu żadne z urządzeń nie musi zużywać dużej mocy żeby ogrzać pomieszczenia.

Istnieją różne rodzaje pomp ciepła:

• Powietrzne – popularne, najtańsze i najłatwiejsze do podłączenia. Powietrzne pompy ciepła czerpią energię cieplną z powietrza i za pomocą czynnika cieplnego przekazują je do instalacji.
• Wodne – czerpią ciepło z różnych źródeł wodnych (zbiornika na działce, studni głębinowej), często czynnikiem przenoszącym ciepło jest sama woda, ale mogą też pobierać energię cieplną z wody i przenosić ją za pomocą solanki lub innego roztworu.
• Gruntowe – pobierają ciepło z gruntu pod powierzchnią lub głębinowo.
• Inne – istnieją mniej popularne instalacje, wykorzystujące nietypowe sposoby ogrzewania, ale używające podobnego systemu opartego na sprężarce. Zwykle są to indywidualne rozwiązania, na które nie dostaniemy rządowego dofinansowania i które trudniej jest serwisować w razie awarii. Z tego powodu nie będziemy ich tu brać pod uwagę. Jeśli szukasz więcej porad i informacji, sprawdź także zebrane w tym miejscu artykuły o fotowoltaice.

Wszystkie rodzaje pomp ciepła mogą zasilać cały system grzewczy w domu, włącznie z wodą użytkową. Dodatkowo większość tych urządzeń posiada mechanizm odwracania procesu, dzięki czemu mogą zapewniać klimatyzację w upalne dni.

Najczęściej z instalacją fotowoltaiczną łączy się pompy powietrzne i pompy gruntowe. Z instalacji fotowoltaicznej jest pobierana energia elektryczna, która dostarcza dodatkowych watów sprężarce. Cały system grzewczy i panele mogą być połączone z urządzeniami kontrolnymi i optymalizującymi.

Oprócz zasilania elektrycznego można wykorzystać kolektory słoneczne np. do ogrzewania sprężarki, dzięki czemu obniży się koszty ogrzewania. Kolektory mogą też wspomagać ogrzewanie wody gromadzonej w magazynie ciepła.

Dlaczego warto wybrać pompy ciepła?

Fotowoltaika i ogrzewanie domu pompami ciepła zapewniają optymalne wykorzystanie przydomowych źródeł odnawialnych. Tak jak przy ogrzewaniu na prąd można zastosować systemy ogrzewania wielkopowierzchniowego np. podłogowe. W przypadku pomp ciepła czynnik grzewczy podgrzewa płyn znajdujący się w rurach pod podłogą. Pompy ciepła nadają się też do wybranych typów grzejników i ogrzewania ściennego.

Dodatkowo gruntowe (zwłaszcza głębinowe) pompy ciepła są niezależne od temperatur na zewnątrz, chociaż lekka zima nie zmniejsza też znacząco wydajności pomp powietrznych. Nawet niewielka ilość prądu z instalacji fotowoltaicznej wystarczy, żeby zapewnić ciepło przez całą zimę.

Nie przedstawiamy tutaj dokładnych wyliczeń, bo koszty ogrzewania zależą od bardzo wielu czynników. Z pewnością jednak jest to łatwy sposób na zapewnienie sobie taniego, ekologicznego i niskoawaryjnego systemu grzewczego.

Inne urządzenia przydatne przy ogrzewaniu fotowoltaicznym

Ogrzewanie fotowoltaiczne to szerokie pojęcie. Jak wykazaliśmy, prąd można wykorzystać bezpośrednio do zasilania urządzeń grzewczych lub do wspomagania pracy np. pomp ciepła. Dodatkowym atutem jest możliwość optymalizacji, gdyż zarówno urządzenia grzewcze jak i fotowoltaika nadają się do monitorowania i zarządzania energią.