Fotovoltaika s tepelným čerpadlem
Takzvaná fotovoltaicko-tepelná technologie představuje zajímavé ekologické řešení pro výrobu elektřiny a tepla. Solární energie zajistí chod tepelného čerpadla po celý rok, což znamená úsporu mezi 30 až 75 % ročních nákladů. Tento systém je vhodný ne jen pro novostavby, ale i starší domy. Kolik solárních panelů potřebujete k napájení tepelného čerpadla? Jaká je pořizovací cena? Zjistili jsme vše, co potřebujete vědět ke správnému rozhodnutí.
Z předchozích článků víme: Co jsou tepelná čerpadla a co je fotovoltaická elektrárna.
Proč spojit fotovoltaiku s tepelným čerpadlem?
Proč zvažovat fotovoltaiku a tepelné čerpadlo? Kombinace, která vám zajistí až 80 % energetickou nezávislost.
Tato varianta vlastní výroby elektřiny, vytápění a ohřevu vody je jedním z nejefektivnějších řešení v oblasti výroby energií z obnovitelných zdrojů, které dnešní trh nabízí.
Tepelné čerpadlo samo o sobě může být velkým přínosem pro každou domácnost. Přesto však spotřebovává část elektrické energie pro svůj provoz, což je velkou překážkou na vysněné cestě k energetické nezávislosti a maximalizaci úspor.
Nejpoužívanější typ tepelného čerpadla se zdrojem vzduchu potřebuje napájení, především pro kompresor. Kromě zvýšené spotřeby elektrické energie, může nastat problém, když dojde k výpadkům proudu. Když je tepelné čerpadlo bez napájení, není schopné plnit svou funkci.
Kombinace s fotovoltaickými panely řeší právě tento problém. Solární panely zachytí sluneční záření a vyrobí z něj elektrickou energii pro provoz tepelného čerpadla. Tím se zvýší úspora a zároveň tak vytvoří spolehlivý zdroj v případě blackoutu.
Kolik stojí fotovoltaika s tepelným čerpadlem a jaká je návratnost?
I když si pořídíte tepelné čerpadlo nebo jenom fotovoltaickou elektrárnu, dostanete se minimálně na částku 200 000 až 300 000 Kč. Při kombinaci obojího pak můžeme počítat s dvojnásobkem. Pokud jde o systém, který má pokrytý veškeré potřeby rodinného domu, včetně přípravu teplé vody a chlazení v létě, bude se pořizovací cena pohybovat mezi 400 000 až 500 000 Kč. Ale snadno může i více.
Stejně jako v případě dalších systémů, které využívají obnovitelné zdroje, tak i v tomto případě lze získat dotaci z programu Nová zelená úsporám. Na kombinaci fotovoltaiky a tepelného čerpadla lze čerpat až 220 000 Kč.
Řekněme, že rodinný dům topí elektřinou a vybraná fotovoltaická elektrárna má výkon 5,5 kW.
- Fotovoltaika společně s tepelným čerpadlem bude stát zhruba 550 000 Kč
- Na tento systém lze získat dotaci ve výši až 225 000 Kč
- Celková cena vyjde zhruba na 325 000 Kč
S danou FVE vyrobíte cca 5,5 MW ročně. Pokud využijete asi 80 % vyrobené elektřiny tj. 4,4 MW a cenu 8 Kč za kilowattu, pak je úspora asi 35 000 Kč ročně pouze z fotovoltaiky. Spolu s tepelným čerpadlem to může být až dvojnásobek.
- Návratnost je asi 9 let.
Jak funguje kombinace fotovoltaické elektrárny a tepelného čerpadla?
Funkce obou těchto systémů je naprosto stejná, jako když fungují samostatně:
– Tepelné čerpadlo se skládá ze dvou jednotek. Venkovní jednotka, která odebírá teplo z okolního vzduchu a vnitřní jednotka, která ho přeměňuje na teplo a dodává do topného systému.
– Fotovoltaické solární panely se instalují na střechu domu. Jejich úkolem je zachycení slunečního světla a jeho přeměna na elektrický proud.
Zásadní rozdíl je ve vzájemné komunikaci mezi fotovoltaickou elektrárnou a tepelným čerpadlem.
Moderní řídící systémy dokáží regulovat výkon kompresoru tepelného čerpadla na základě přebytku z fotovoltaiky. Díky tomu dojde k nastolení rovnováhy mezi výrobou a spotřebou elektřiny.
Aby došlo k efektivnímu spotřebování všech přebytků z fotovoltaiky, je dobré tento systém doplnit o elektrokotel, který v případě potřeby „doplňuje“ tepelné čerpadlo.
Kombinací těchto dvou zcela odlišných systémů tak lze dosáhnout výborného poměru cena výkon. A dům se stává ještě více udržitelným, jelikož fotovoltaická elektrárna i tepelné čerpadlo vyrábí energii z obnovitelných zdrojů, což má na životní prostředí pozitivní dopad.
Jaký typ tepelného čerpadla vybrat k fotovoltaice?
Nejpoužívanějším typem tepelného čerpadla je vzduch-voda. V posledních letech tento typ zakoupilo více jak 90 % všech uživatelů nových tepelných čerpadel. To však neznamená, že by šlo o jediný typ, který je s fotovoltaickou elektrárnou kompatibilní.
Vzduch-voda je sice nenáročný na instalaci a patří k těm levnějším typům, avšak na výrobu tepla spotřebu až o 30 % více elektrické energie, nežli typ, který získává teplo ze země.
Typ země-voda funguje na základě zemních kolektorů nebo hlubinného vrtu, díky kterým se získává teplo přímo z půdy. Toto řešení je na pořízení dražší, ale efektivnější. Zatímco v zimě je výkon tepelného čerpadlo se zdrojem vzduchu nižší, u typu země-voda je výkon stabilní po celý rok.
Zjistěte více: Doporučujeme náš článek – typy tepelných čerpadel >>
Pokud je tento zemní systém tepelného čerpadla spojen s fotovoltaikou, nabízí se další možnost využití případných přebytků elektřiny. Přebytky elektřiny lze totiž využít k regeneraci zemního kolektorů pomocí řízeného elektrického tělesa, tím dojde ke zvýšení efektivity celého systému.
Kolik solárních panelů potřebujete k napájení tepelného čerpadla?
Potřebný počet solárních panelů závisí především na velikosti domu, výši tepelných ztrát a celkovým potřebám na vytápění a přípravu tepelné vody. Důležitým parametrem bude spotřeba elektrické energie a topný faktor tepelného čerpadla (COP).
Věděli jste? COP – Tento parametr udává poměr mezi spotřebovanou energií a vyprodukovaným teplem. COP 1 znamená, že z každé 1 kilowatty elektřiny tepelné čerpadlo vyprodukuje 3 kilowatty tepla. Takže čím vyšší je COP, tím je výroba tepla levnější.
Odhaduje se, že k pokrytí spotřeby tepelného čerpadla s COP 4 pro novostavbu nebo velmi dobře izolovaný dům s roční spotřebou tepla 10 000 kWh, bude potřeba v průměru 9 fotovoltaických panelů, z nichž každý vyrobí 300 kWh. U starších domů s větší tepelnou ztrátou může být počet potřebných solárních panelů až dvojnásobný.
Vámi vybraná montážní firma provede měření, na jehož základě posoudí, kolik tepla bude potřeba pro váš dům. Poté vypočítá, kolik solárních panelů bude potřeba k provozu tepelného čerpadla.
Také záleží na vybraném typu tepelného čerpadla. Například typ země-voda má až o 30 % nižší spotřebu elektrické energie. Takže jeho provoz nebude vyžadovat takový počet solárních panelů, jako typ vzduch-voda.
V ideálním případě by měly být solární panely a tepelné čerpadlo instalovány současně. To však není podmínkou.
Je fotovoltaika s tepelným čerpadlem vhodná do každého domu?
Jednoduše řečeno, čím nižší jsou tepelné ztráty vašeho domu, tím větší rozdíl v úspoře pocítíte. Ale fotovoltaická elektrárna v kombinaci s tepelným čerpadlem není výsadou pouze nových dobře izolovaných domů.
Tento systém lze instalovat i do starších domů s větší tepelnou ztrátou. Avšak bude třeba na to myslet při jeho výběru. Pokud jsou tepelné ztráty domu větší, bude zapotřebí i výkonnější fotovoltaika a tepelné čerpadlo. Což se samozřejmě negativně projeví i na výši počáteční investice. Viz. tabulka níže.
Přesto můžeme říci, že kombinace těchto systémů je vhodná i pro starší domy.
Věděli jste? Pro domy s vysokou tepelnou ztrátou se nabízí možnost dotace na zateplení, výměnu oken či dveří. Stačí splnit podmínky programu Nová zelená úsporám Light.
| Tepelná ztráta | Plocha domu | Orientační cena s dotací |
|---|---|---|
| 3 – 7 kW | 100 m² | 480 000 Kč |
| 5 – 9 kW | 120 m² | 540 000 Kč |
| 9 – 14 kW | 140 m² | 545 000 Kč |
| 11 – 18 kW | 200 m² | 550 000 Kč |
Výhody a nevýhody fotovoltaiky s tepelným čerpadlem
- Úspora 30-75 % ročních nákladů na teplo a elektřinu
- Spolehlivý zdroj v případě blackoutu
- Dlouhá životnost
- Dotace až 220 000 Kč
- Vysoké pořizovací náklady
- Spoléháte na počasí
- Potřebná plocha pro panely a místo pro tepelné čerpadlo
Tepelné čerpadlo potřebuje elektrickou energii pro svůj provoz. Díky fotovoltaické elektrárně tuto elektřinu nemusí čerpat z centrální distribuční sítě. V některých případech fotovoltaika zvládne vyrobit větší množství elektřiny než člověk dokáže spotřebovat.
Když dojde k přerušení dodávek proudu z centrální distribuční sítě, domácnost s fotovoltaikou může využívat elektřinu kterou vyprodukuje. Díky ostrovní elektrárně se elektřina ukládá do akumulátoru pro pozdější využití.
Většina výrobců solárních panelů garantuje životnost v délce 30 let na 80 % výkonu. Tepelná čerpadla mají testovanou životnost na více jak 20 let.
Na kombinaci fotovoltaické elektrárny a tepelného čerpadla lze získat dotaci až 220 000 Kč z programu Nová zelená úsporám.
Vysoké pořizovací náklady
I přes možnost čerpat vysoké dotace se počáteční investice ve většině případů výrazně prodraží. Jestliže chcete komplexní systém, který uspokojí všechny potřeby na teplo v domácnosti, částka za takový systém může být mezi 400 000 - 500 000Kč. Někdy i více.
Spoléháte na počasí
Oblačnost, mlha, hustý déšť, sněžení, to vše negativně ovlivňuje výkon fotovoltaických panelů. Tepelné čerpadlo se zdrojem vzduchu na tom není lépe. Jeho výkon klesá spolu s teplotou venkovního vzduchu v zimním období. Pro tento případ je ideální ponechat nebo pořídit elektrický kotel, který tepelné čerpadlo skvěle doplní.
Potřebná plocha pro panely a místo pro tepelné čerpadlo
Instalace solárních panelů vyžaduje volnou plochu střechy. Optimální na jižní straně. Pro umístění tepelného čerpadla je třeba připravit místo pro jeho venkovní jednotku, ale i pro vnitřní součásti. Ideální volbou bude technická místnost.
Často kladené otázky
Je těžké určit, co je lepší mezi tepelnými čerpadly a fotovoltaikou, protože to závisí na klimatu, nákladech na energii a konkrétních potřebách majitele domu. Tepelná čerpadla jsou účinná pro vytápění a chlazení a dobře fungují v mírných klimatických podmínkách, zatímco fotovoltaika je obnovitelný zdroj energie, který funguje nejlépe ve slunečných oblastech, ale může být předem drahý.
Náklady na tepelné čerpadlo s fotovoltaikou se pohybují od přibližně 250 000 Kč do 500 000 Kč nebo více bez dotací. Náklady na fotovoltaiku obvykle tvoří většinu nákladů, zatímco náklady na tepelné čerpadlo jsou ve srovnání s nimi relativně skromné.
Ano, je možné napájet tepelné čerpadlo fotovoltaikou, případně solárními panely. Fotovoltaiku lze využít k výrobě elektřiny, kterou lze využít s pomocí střídače k napájení tepelného čerpadla a dalších spotřebičů v domácnosti nebo firmě.
Tip na další článek: Jak vybrat ostrovní systém >>
