Tepelné čerpadlo a fotovoltika: ako ich správne skombinovať?

Tepelné čerpadlo a fotovoltika patria medzi obľúbené riešenia na zníženie energetickej spotreby domácnosti. Tepelné čerpadlo využíva elektrinu na vykurovanie, prípravu teplej vody alebo chladenie. Fotovoltika môže časť tejto elektriny vyrobiť priamo na streche domu.

Na prvý pohľad preto ide o ideálnu kombináciu. V praxi však výsledok závisí najmä od správneho návrhu, výkonu jednotlivých zariadení a spôsobu, akým domácnosť energiu spotrebúva.

Ako spolu tepelné čerpadlo a fotovoltika fungujú?

Tepelné čerpadlo získava väčšinu energie z okolitého prostredia – zo vzduchu, zeme alebo vody. Elektrinu potrebuje najmä na pohon kompresora a ďalších súčastí systému. Vďaka tomu dokáže z jednej kilowatthodiny elektriny vyrobiť niekoľkonásobne viac tepelnej energie.

Fotovoltické panely vyrábajú elektrinu zo slnečného žiarenia. Vyrobená energia sa prioritne spotrebúva priamo v domácnosti. Môže napájať tepelné čerpadlo, ohrev vody, klimatizáciu aj ostatné spotrebiče.

Ak fotovoltika vyrába dostatok elektriny práve v čase prevádzky tepelného čerpadla, domácnosť odoberá menej energie z distribučnej siete. Keď vlastná výroba nestačí, chýbajúca elektrina sa automaticky doplní zo siete.

Pokryje fotovoltika celú spotrebu tepelného čerpadla?

Počas celého roka spravidla nie.

Tepelné čerpadlo spotrebuje najviac elektriny v zime, keď musí zabezpečovať vykurovanie domu. Práve počas zimných mesiacov však fotovoltika vyrába menej energie. Dni sú kratšie, slnko je nižšie a častejšie sa vyskytuje zamračené počasie.

Najlepšie sa obe technológie dopĺňajú na jar a na jeseň. Dom ešte potrebuje vykurovanie, no vonkajšie teploty sú priaznivejšie a fotovoltika už dokáže vyrobiť dostatok elektriny.

V lete sa vyrobená energia môže využívať najmä na:

• prípravu teplej úžitkovej vody,
• chladenie domácnosti,
• ohrev bazéna,
• prevádzku bežných spotrebičov,
• nabíjanie elektromobilu.

Cieľom preto nie je navrhnúť fotovoltiku tak, aby za každú cenu pokryla celú zimnú spotrebu. Takýto systém by počas leta vyrábal veľké množstvo prebytkov, ktoré by domácnosť nemusela vedieť efektívne využiť.

Čo rozhoduje o výslednej úspore?

Najväčší prínos dosiahne domácnosť vtedy, keď sú obe technológie navrhnuté ako jeden funkčný systém. Pri návrhu je potrebné zohľadniť najmä:

• tepelnú stratu domu,
• ročnú spotrebu elektriny,
• výkon a účinnosť tepelného čerpadla,
• typ vykurovacej sústavy,
• orientáciu a dostupnú plochu strechy,
• priebeh spotreby počas dňa a roka,
• možnosti inteligentného riadenia,
• vhodnosť batériového úložiska.

Dôležitý je aj technický stav nehnuteľnosti. Zateplený dom s podlahovým vykurovaním má spravidla nižšiu spotrebu a vytvára vhodnejšie podmienky pre efektívnu prevádzku tepelného čerpadla než starší nezateplený dom s vysokoteplotnými radiátormi.

Samotná veľkosť domu preto nestačí na určenie vhodného výkonu zariadenia. Rozhodujú reálne tepelné straty a spôsob používania nehnuteľnosti.

Je potrebná batéria?

Batériové úložisko nie je pri spojení fotovoltiky a tepelného čerpadla nevyhnutné.

Batéria dokáže uložiť prebytočnú elektrinu vyrobenú počas dňa a sprístupniť ju večer alebo v noci. Môže tak zvýšiť využitie vlastnej energie a znížiť odber zo siete.

Nie je však určená na uskladnenie letnej energie až do zimy. Bežná domáca batéria presúva energiu najmä medzi jednotlivými časťami dňa.

O jej vhodnosti rozhoduje množstvo prebytkov, večerná spotreba, požadovaná záloha pri výpadku aj celková ekonomika riešenia. V niektorých prípadoch môže byť výhodnejšie najskôr nastaviť inteligentné riadenie spotreby a až následne zvážiť batériu.

Prebytočnú energiu možno uložiť aj vo forme tepla

Vyrobenú elektrinu nemusí domácnosť ukladať iba do batérie. Počas najvyššej výroby môže tepelné čerpadlo zohriať vodu v zásobníku alebo akumulačnej nádrži.

Energia sa tak uloží vo forme tepla a využije sa neskôr, keď už fotovoltika nevyrába. Systém môže počas slnečnej časti dňa pripraviť teplú úžitkovú vodu, predhriať vykurovaciu sústavu alebo využiť tepelnú kapacitu podlahového vykurovania.

Takéto riešenie môže byť v mnohých prípadoch jednoduchšie a ekonomickejšie než ukladanie každého prebytku do elektrickej batérie.

Prečo je dôležité inteligentné riadenie?

Inteligentné riadenie sleduje aktuálnu výrobu fotovoltiky a podľa nej upravuje prevádzku jednotlivých zariadení.

Keď vznikne prebytok elektriny, systém môže automaticky spustiť ohrev vody, zvýšiť výkon tepelného čerpadla alebo začať nabíjať batériu. Spotreba sa tak presunie do času, keď domácnosť vyrába vlastnú energiu.

Tepelné čerpadlo a fotovoltika môžu fungovať aj bez vzájomnej komunikácie, no správne riadenie výrazne zvyšuje využitie vyrobenej elektriny.

Oplatí sa kombinácia tepelného čerpadla a fotovoltiky?

Vo vhodne navrhnutom dome môže táto kombinácia znížiť odber elektriny zo siete, náklady na prevádzku aj závislosť od budúcich cien energie.

Výslednú úsporu však nemožno určiť jedným univerzálnym percentom. Každá domácnosť má inú spotrebu, strechu, vykurovaciu sústavu a prevádzkové návyky.

Najlepšie výsledky preto neprináša čo najväčší počet panelov ani najvýkonnejšie tepelné čerpadlo. Základom je správne dimenzovanie, kvalitná montáž a vzájomné zladenie všetkých častí systému.

SNP Energy sa dlhodobo venuje návrhu a realizácii fotovoltických riešení pre domácnosti aj firmy. Každý projekt posudzujeme podľa reálnej spotreby, technických možností nehnuteľnosti a plánovaného spôsobu využívania energie.