Korzystanie z odnawialnych źródeł energii (OZE) pozwala zaoszczędzić pieniądze i obniżyć koszty utrzymania domu. To także świetny sposób na uniezależnienie się od dostawców energii, ponieważ w ten sposób stawiamy na samowystarczalne technologie, które zasilają gospodarstwo w prąd lub ciepło. 

Jednym z najczęściej wybieranych rozwiązań jest fotowoltaika. Okazuje się jednak, że inwestycję w OZE można zaplanować w jeszcze bardziej przemyślany sposób. Jaki? Przyjrzyjmy się zestawowi pompa ciepła + panele fotowoltaiczne i zobaczmy, czy taki wybór się opłaca.

Dlaczego warto zainwestować w pompę ciepła zasilaną fotowoltaiką?

Za połączeniem tych dwóch rozwiązań przemawia kilka względów. Przede wszystkim obie inwestycje szybko się zwrócą (w ciągu kilku lat), a rachunki za prąd i ciepło nie wyniosą więcej niż kilka złotych miesięcznie.

Bardzo często ta sama firma, która zajmuje się montażem instalacji fotowoltaicznych, podejmuje się także wykonania innych prac związanych z OZE, w tym montuje pompy ciepła. Taka połączona usługa będzie tańsza, niż gdybyśmy decydowali się na każdą instalację oddzielnie.

Na pierwszy rzut oka wydaje się, że pompa ciepła jest droższym rozwiązaniem od standardowego pieca. Szybko jednak zobaczymy, że początkowo wyższe wydatki oznaczają tańszą eksploatację, a dodatkowe wsparcie ze strony fotowoltaiki jeszcze bardziej obniży koszty takiej inwestycji. Nawet nie biorąc pod uwagę wzrostu cen paliw, łatwo wyliczyć, że dla niewielkiego domu o powierzchni 100 m² zamieszkałego przez dwoje dorosłych ludzi, możemy osiągnąć nawet kilkadziesiąt tysięcy złotych oszczędności, jeżeli uwzględnimy:

• koszt instalacji,
• koszt instalacji grzewczej,
• rachunki za prąd,
• rachunki za ogrzewanie oraz serwis instalacji.

Koszt pompy ciepła i fotowoltaiki (oba systemy o przeciętnej wydajności) to wydatek rzędu 70 tysięcy złotych. Dla porównania sam piec gazowy kosztuje około 20 tysięcy złotych. Skąd wziąć brakujące 50 tysięcy?

Wiele banków udziela kredytów na mocno preferencyjnych warunkach w związku z inwestycjami w OZE. Dodatkowo zawsze możemy starać się o dofinansowanie w ramach jednego z działających programów rządowych, które promują ekologiczne rozwiązania.

Oparcie gospodarki domowej na energii słonecznej pozwala uniezależnić się od zmiany cen prądu i gazu, a obie kwestie na przestrzeni ostatnich lat najczęściej pojawiają się w mediach w kontekście podwyżek opłat.

Jak działa pompa ciepła?

Stosowanie pompy ciepła pozwala odwrócić znany w fizyce proces przekazania ciepła z ośrodka ciepłego do zimnego. Dzięki temu obszar, gdzie panuje niższa temperatura, oddaje ciepło tam, gdzie temperatura jest wyższa. Można powiedzieć, że powietrzne pompy ciepła działają na zasadzie dokładnie odwrotnej niż klimatyzatory. Niektóre modele pozwalają również na odwrócenie przepływu powietrza. Wtedy otrzymujemy instalację działającą bardzo podobnie do zwykłej klimatyzacji – latem powietrze jest chłodzone, zimą zaś, ogrzewane.

W praktyce w domach jednorodzinnych spotyka się dwa rodzaje pomp ciepła – powietrzne oraz gruntowe. Co je różni, a co łączy?

Zestaw pompa ciepła plus fotowoltaika – jak dobrać instalację grzewczą?

Oba rodzaje pomp ciepła mogą być zasilane z odnawialnych źródeł energii. Oznacza to, że zarówno model powietrzny, jak i gruntowy sprawdzi się w połączeniu z fotowoltaiką. Nie musimy także przewidywać w projekcie domu kotłowni i kominów (w przeciwieństwie do zwykłego pieca grzewczego). Dodatkowo możliwość programowania urządzeń pozwala ustawić cykl obiegu powietrza i temperaturę dokładnie w taki sposób, jaki aktualnie jest potrzebny. Możemy skonfigurować inną temperaturę w dni powszednie oraz weekendy, jak również włączyć tryb oszczędzania energii, kiedy wyjeżdżamy na wakacje.

Pompy powietrzne montuje się jak zwykłe klimatyzatory, a prace przebiegają szybko i sprawnie. Urządzenie nadaje się do podgrzewania wody bieżącej oraz tej, która znajduje się w instalacji C.O. Musisz jednak zdawać sobie sprawę, że w przypadku powietrznych pomp ciepła efektywność energetyczna spada wraz z temperaturą, a przy wartościach poniżej zera stopni Celsjusza niezbędne może okazać się dodatkowe ogrzewanie powietrza wlotowego energią elektryczną. 

Przyjmuje się, że powietrzna pompa ciepła jest w stanie czerpać do 75% ciepła z otoczenia, jeżeli funkcjonuje w sprzyjających warunkach. Pozostałe 25% musi zapewnić jej sprawnie działająca instalacja fotowoltaiczna.

Nie jest to jednak rozwiązanie idealne. Tańsze modele generują hałas, który – zwłaszcza podczas wielogodzinnej ekspozycji – może być uciążliwy. Co więcej, o ile system C.O. dobrze przejmuje ciepło z pompy powietrznej, o tyle do wody użytkowej lepiej sprawdza się drugi rodzaj urządzeń, czyli pompy gruntowe.

Gruntowe pompy ciepła są droższe, a ich montaż jest trudniejszy i bardziej czasochłonny (konieczność użycia ciężkiego sprzętu i wykonania odwiertów). Wiąże się to najczęściej również ze zniszczeniem powierzchni trawnika, powstaniem odprysków w ścianach i koniecznością głębokiego kucia. To dlatego specjaliści radzą, aby tego rodzaju rozwiązania planować już na etapie projektu architektonicznego. Gruntowe pompy ciepła mają jednak tę niezaprzeczalną zaletę, że ich wydajność nie jest uzależniona od zmian temperatury zewnętrznej (nawet kiedy spada ona poniżej zera stopni). Wyższa efektywność energetyczna oznacza także lepsze ogrzewanie C.O. oraz wody użytkowej.

Dlaczego efektywność energetyczna jest tak istotna?

Kiedy mówimy o efektywności energetycznej pompy ciepła, mamy na myśli wskaźnik COP (ang. Coefficient of Performance), czyli stosunek mocy chłodniczej do mocy pobieranej z sieci energetycznej. Innymi słowy, im wyższy COP, tym więcej energii cieplnej urządzenie wygeneruje, pobierając 1 kW mocy. 

Dla przykładu COP równe 4 oznacza, że każdy 1kW energii elektrycznej pozwala na wygenerowanie 4 kW energii cieplnej.

Wartość COP wzrasta im mniejsze różnice temperatur występują na wejściu i wyjściu systemu. To dlatego pompy powietrzne tracą efektywność, kiedy używamy ich zimą lub nadają się wyłącznie do podgrzania C.O. – utrzymanie temperatury wody użytkowej byłoby zbyt mało opłacalne kosztowo.

Jak pogodzić fotowoltaikę z pompami ciepła?

Oczywiste jest, że instalacje fotowoltaiczne większość energii generują latem ze względu na lepsze nasłonecznienie paneli. Wtedy też prosument „zbiera nadwyżki prądu”, który następnie w 70% lub 80%, w zależności od mocy systemu, może odebrać zimą.

Z kolei pompy ciepła działają odwrotnie i raczej ich dodatkowe zasilanie prądem przyda się podczas zimniejszych miesięcy. Dzięki temu latem cieszysz się darmowym prądem, a zimą odbierasz z sieci nadwyżki, które zasilą pompę ciepła. W efekcie z obu energii możesz korzystać niemal za darmo.

Cena pompy ciepła i fotowoltaiki na wybranym przykładzie

Załóżmy, że chcemy połączyć obie technologie w domu jednorodzinnym o powierzchni około 160-170 m², ale wyposażonym w standardowe grzejniki i kocioł węglowy. Budynek został postawiony ponad dwie dekady temu, więc nie przechodził jeszcze gruntownego procesu termomodernizacji.

Często wymiana klasycznej instalacji C.O. obejmuje kilka etapów – likwidację grzejników i ich wymianę na ogrzewanie podłogowe oraz ocieplenie budynku i wymianę kotła na pompę ciepła zasilaną przez instalację fotowoltaiczną. 

Z jakimi wydatkami musiałbyś się liczyć przy takich założeniach?

Montaż powietrznej pompy ciepła oraz ogrzewania podłogowego to wydatek od 40 do 50 tysięcy złotych. Prosta instalacja fotowoltaiczna, która zapewni wystarczająco dużo prądu dla czteroosobowej rodziny, kosztuje około 35 tysięcy złotych. Łącznie należy więc liczyć się z wydatkiem rzędu od 85 do 90 tysięcy złotych. 

Te koszty możesz jednak obniżyć. W jaki sposób?

Jak optymalizować koszty zestawu fotowoltaika + pompa ciepła?

Przede wszystkim możesz skorzystać z programu „Czyste Powietrze”, który pozwala ubiegać się o dofinansowanie inwestycji termomodernizacyjnych. Im lepszą klasę energooszczędności posiada pompa ciepła, tym wysokość wsparcia będzie większa. Dla urządzeń o klasie A++ to nawet 45% wartości inwestycji, jednak nie więcej niż 13 500 złotych. Dofinansowanie przysługuje także dla instalacji fotowoltaicznych oraz ogrzewania podłogowego. 

Maksymalna kwota wsparcia, jaką podatnik może otrzymać w ramach programu, wynosi 30 tysięcy złotych. Według wstępnych założeń rządu kampania „Czyste Powietrze” ma obowiązywać do 2029 roku, zostało więc jeszcze kilka lat, aby ubiegać się o zwrot wydatków związanych z wkładem w ochronę środowiska. Na ten moment jednak nie wiadomo, czy inicjatywa będzie dalej kontynuowana.

To jednak nie wszystko. Fiskus przewidział również ulgę podatkową (tzw. ulgę termomodernizacyjną), o którą umożliwi obniżyć należny podatek. Korzystając z niej, obniżysz podstawę opodatkowania o koszty inwestycji pomniejszone o kwotę otrzymanej dotacji. Ostatecznie może się więc okazać, że koszt planowanej inwestycji wyniesie między 50 a 60 tysięcy złotych.

Połączenie fotowoltaiki z pompami ciepła pozwala na obniżenie kosztów ogrzewania nawet o 80% w stosunku do typowych instalacji opartych na kotle grzewczym, przy jednoczesnym utrzymaniu rachunków za prąd na bardzo niskim poziomie. Musisz jednak pamiętać, aby podczas projektowania instalacji fotowoltaicznej wziąć pod uwagę moc niezbędną do zasilania pomp ciepła. Niedomiarowanie instalacji będzie skutkowało niską efektywnością połączenia źródeł OZE.

Wszystko wskazuje na to, że Odnawialne Źródła Energii stanowią przyszłość w krajach rozwiniętych i rozwijających się. Samodzielność energetyczna, obniżenie rachunków i oszczędność paliw kopalnych wszystkim wyjdą na zdrowie – zarówno nam, jak i środowisku.