Gruntowa pompa ciepła a fotowoltaika: jak to połączyć?

Gruntowa pompa ciepła – co to jest i jak działa?

Gruntowa pompa ciepła to zaawansowane urządzenie wykorzystujące energię zgromadzoną w glebie jako źródło ciepła do ogrzewania i chłodzenia budynków oraz podgrzewania wody użytkowej. Jej działanie opiera się na zasadzie przekształcania niskiej temperatury pobranej z gruntu w wyższą temperaturę, odpowiednią do celów grzewczych.

Podstawowym elementem gruntowej pompy ciepła jest tzw. wymiennik gruntowy, który jest ukryty w ziemi na pewnej głębokości. Woda lub roztwór glikolu przepływa przez ten wymiennik, pobierając ciepło z gleby. Następnie uzyskane ciepło zostaje skoncentrowane i przekazane do układu grzewczego budynku poprzez sprężarkę oraz wymiennik ciepła. Proces ten odbywa się przy niewielkim zużyciu energii elektrycznej, co sprawia, że gruntowa pompa ciepła jest efektywnym i ekologicznym rozwiązaniem.

Korzyścią z zastosowania gruntowej pompy ciepła jest nie tylko obniżenie kosztów ogrzewania w porównaniu do tradycyjnych systemów opartych na paliwach kopalnych, ale także znacząca redukcja emisji CO2, co przyczynia się do ochrony środowiska naturalnego. W połączeniu z technologią fotowoltaiczną może stać się elementem kompleksowego, zrównoważonego systemu energetycznego dla budynków.

Czy gruntowa pompa ciepła może być instalowana w każdym budynku?

Gruntową pompę ciepła można z powodzeniem zainstalować w praktycznie każdym rodzaju budynku, niezależnie od jego wieku czy charakteru przeznaczenia. Wiele starych kościołów korzysta z tej technologii ogrzewania, natomiast najlepsze uzyski ekonomiczne uzyskamy jeśli zmniejszymy straty ciepła budynku przez dodanie izolacji cieplnej. Gruntowa pompa ciepła to szczególnie korzystne rozwiązanie dla obiektów, które nie mają dostępu do sieci gazowej lub ciepłowniczej. Warto zaznaczyć, że dostosowanie istniejących instalacji grzewczych do pracy z pompą ciepła nie stanowi żadnego problemu.

Kluczowym aspektem jest zagospodarowanie miejsca na wymiennik ciepła. W przypadku terenów niezagospodarowanych nie napotkamy większych trudności. Natomiast na działkach już zabudowanych, realizacja wymiennika poziomego czy pionowego może wymagać pewnych starań. W przypadków wymienników poziomych ważne jest, aby powierzchnia gruntu nad kolektorem była wolna od przeszkód, co umożliwi swobodny dostęp do energii słonecznej oraz opadów atmosferycznych, które akumulują ciepło w glebie na głębokości około 1,5 metra. Natomiast w przypadku wymienników pionowych ważne jest by zachować minimalne odległości pomiędzy odwiertami.

Kiedy planujemy instalację gruntowej pompy ciepła, warto zadbać także o to, aby obszar nad wymiennikiem był pozbawiony zarówno zabudowy, jak i gęstej roślinności, które mogą wpłynąć na uszkodzenie rur kolektora poprzez korzenie.

Fotowoltaika i pompa ciepła – czy warto łączyć te systemy?

·Instalacja PV – jak działa?

Instalacja modułów fotowoltaicznych (PV) stanowi obecnie nie tylko innowacyjne, ale również niezwykle atrakcyjne ekonomicznie rozwiązanie dla produkcji energii elektrycznej. Technologia ta pozwala przekształcać energię słoneczną w prąd elektryczny, co sprzyja minimalizowaniu wysokości zobowiązań wobec zakładu energetycznego lub korzystaniu z własnej energii (autokonsumpcja), a przy okazji ma pozytywny wpływ na środowisko.

Korzyści płynące z instalacji fotowoltaiki są liczne. Po pierwsze, umożliwia ona niezależność energetyczną, gdyż produkowana energia elektryczna może być zużywana bezpośrednio w budynku. To, jak wspomnieliśmy, przekłada się na obniżenie rachunków za prąd oraz gwarantuje mniejszą zależność od tradycyjnych dostawców energii. Co istotne, nadwyżki wytworzonej energii mogą być oddawane do sieci energetycznej i odbierane w okresie wzmożonego zapotrzebowania zgodnie z zasadami net-billingu, bądź też agregowane w przeznaczonych do tego magazynach.

·Pompy ciepła i fotowoltaika – dlaczego warto stworzyć z nich duet?

Zastanawiając się nad połączeniem instalacji fotowoltaicznej z gruntową pompą ciepła, warto zwrócić uwagę na szereg korzyści, jakie płyną z tego hybrydowego podejścia. Po pierwsze, zarówno fotowoltaika, jak i pompy ciepła są technologiami opartymi na odnawialnych źródłach energii, co wpisuje się w globalne dążenia do redukcji emisji gazów cieplarnianych.

Po drugie, zastosowanie obu tych systemów może prowadzić do bardziej efektywnego wykorzystania wytworzonej energii. W okresach, gdy panele fotowoltaiczne generują nadwyżki energii, która nie jest natychmiast wykorzystywana w budynku, może być wykorzystana do zasilania pompy ciepła. W ten sposób, zamiast przekazywać nadwyżki do sieci energetycznej po niskiej cenie, możemy wykorzystać je do magazynowania jej w postaci ciepła, co przekłada się na oszczędności.

Warto również zauważyć, że połączenie tych dwóch systemów może być atrakcyjne z perspektywy inwestycyjnej. Coraz więcej państw oferuje zachęty finansowe oraz ulgi podatkowe dla instalacji odnawialnych źródeł energii, co może znacząco obniżyć koszty zakupu i montażu zarówno paneli fotowoltaicznych, jak i pomp ciepła.

Bez wątpienia więc fotowoltaika i pompa ciepła to krok w kierunku zrównoważonego i ekologicznego modelu energetycznego. Dzięki synergii tych technologii możemy efektywniej wykorzystywać wytworzoną energię, oszczędzając naturalne zasoby i nasze finanse. Dziś odnawialne źródła energii stają się nie tylko wyznacznikiem dbałości o planetę, ale także rozsądnym ekonomicznie wyborem i standardem wielu polskich domów i przedsiębiorstw.

Pompa ciepła i fotowoltaika – ile to kosztuje?

Połączenie pompy ciepła i paneli fotowoltaicznych, mimo że stanowi optymalne rozwiązanie pozwalające na minimalizację rachunków energetycznych, wymaga początkowego większego nakładu finansowego.

Dla lepszego zrozumienia tego zagadnienia przyjrzyjmy się przykładowej sytuacji, w której montaż pompy ciepła ma zastosowanie w domu o powierzchni 100 m2. Zakładając, że współczynnik zapotrzebowania na ciepło wynosi 100 kWh/m2/rok, możemy łatwo obliczyć, że do ogrzewania takiej nieruchomości potrzebujemy 10 000 kWh/rok energii cieplnej.

Warto jednak pamiętać, że pompa ciepła nie tylko zapewnia ogrzewanie, ale także dostarcza ciepłą wodę użytkową. Gdy założymy, że w domu mieszkają cztery osoby, potrzebujemy dodatkowo około 4000 kWh energii cieplnej rocznie do podgrzania wody.

Sumując to z zapotrzebowaniem na ogrzewanie, otrzymujemy około 14 000 kWh rocznie, czyli średnio miesięczna produkcja ciepła przez pompę ciepła wyniesie około 1 166 kWh. Do wygenerowania tej ilości ciepła przez pompę ciepła o współczynniku COP=5, potrzebujemy około 2800 kWh energii elektrycznej z sieci energetycznej. Jest to jednak wartość orientacyjna, która ulec może zmianie w zależności od wielu czynników. Wśród nich kluczowe znaczenie mają:

• standard wykonania budynku – ważna jest izolacja budynku i eliminowanie strat ciepła, gdyż wpływa to na obniżkę kosztów ogrzewania,
• zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową – warto w tym kontekście brać pod uwagę ilość osób zamieszkujących dany budynek oraz sposób korzystania z cwu,
• rodzaj systemu ogrzewania – pompy ciepła najlepiej współpracują z niskotemperaturowymi instalacjami grzewczymi (np. ogrzewanie płaszczyznowe),
• oczekiwana temperatura powietrza w pomieszczeniach – im wyższa tym temperatura obiegu grzewczego rośnie, a pompa ciepła używa więcej energii, optymalnie jest utrzymywać ja na poziomie 20-21 stC.

Teraz zastanówmy się, jaka moc instalacji fotowoltaicznej byłaby wystarczająca do zaspokojenia potrzeb takiej pompy ciepła. W warunkach polskich, przeciętna instalacja fotowoltaiczna o mocy 1,25 kWp generuje około 1000 kWh prądu rocznie. Stąd wynika, że system fotowoltaiczny o mocy 1 kWp dostarczy nam w ciągu roku między 900 a 980 kWh energii elektrycznej. Na tej podstawie można obliczyć, że do zapewnienia ogrzewania i ciepłej wody użytkowej wystarczy instalacja PV o mocy około 2,8 – 3,2 kWp. Warto jednak pozostawić pewien zapas mocy, aby uniknąć konieczności rozbudowy instalacji fotowoltaicznej już po kilku latach użytkowania. Oczywiście w bilansie energii należy uwzględnić pozostałe potrzeby energetyczne i rozszerzyć instalację o niezbędną moc.

Ile kosztować nas będzie taka pompa ciepła z fotowoltaiką? Koszt zakupu pompy ciepła wraz z montażem dla domu jednorodzinnego około 100 m2 wynoszą od 40 000 zł do 60 000 zł. Natomiast koszty instalacji fotowoltaicznej oscylują w granicach 5 000 - 8 000 zł za każdy 1 kWp mocy. Warto zaznaczyć, że koszty składają się głównie z cen komponentów (80% kosztów) oraz kosztów instalacyjnych (20%). Przy średniej wielkości domu jednorodzinnym, całkowity koszt inwestycji w fotowoltaikę wynosi zwykle od 12 500 zł do 28 000 zł. W przypadku połączenia pompy ciepła z fotowoltaiką koszty te sięgną od blisko 50 000 zł do nawet 100 000 zł.

Pompa ciepła z fotowoltaiką – czy można pozyskać dofinansowanie?

Istnieje kilka programów i inicjatyw wspierających inwestycje w odnawialne źródła energii, które oferują dofinansowanie instalacji fotowoltaiki i pompy ciepła. Dwa z nich, które cieszą się znacznym zainteresowaniem to program „Mój Prąd” oraz program „Czyste Powietrze”. Mój Prąd to program rządowy, który ma na celu zachęcanie do instalacji systemów fotowoltaicznych do produkcji własnej energii elektrycznej. Program ten oferuje dofinansowanie na zakup i montaż modułów fotowoltaicznych, ale nie tylko.

Dla gospodarstw domowych, które chcą zainstalować instalację fotowoltaiczną o mocy do 10 kW, dostępne są dotacje w formie zwrotu części kosztów inwestycji. W ramach programu Mój Prąd 5.0 można otrzymać dofinansowanie w wysokości nawet do 50% kosztów kwalifikowanych. Warto jednak zaznaczyć, że wysokość dotacji różni się w zależności od typu planowanych do zamontowania urządzeń.

Jak czytamy na oficjalnej stronie programu, wysokość dofinansowania w minionej edycji wynosiła:

• Mikroinstalacja fotowoltaiczna: 6 000 zł,
• Mikroinstalacja fotowoltaiczna + urządzenie dodatkowe: do 7 000 zł,
• Urządzenia dodatkowe:
  • Magazyn ciepła: 5 000 zł,
  • Gruntowe pompy ciepła – pompy ciepła solanka grunt/woda, woda/woda: 28 500 zł,
  • Pompa ciepła powietrze/woda o podwyższonej klasie efektywności energetycznej: 19 400 zł,
  • Pompa ciepła powietrze/woda: 12 600 zł,
  • Pompy ciepła typu powietrze/powietrze: 4 400 zł,
  • Magazyn energii elektrycznej: 16 000 zł
  • System zarządzania energią HEMS/EMS: 3 000 zł,
  • Kolektory słoneczne c. w. u.: 3 500 zł.

Natomiast program „Czyste Powietrze” skupia się na poprawie efektywności energetycznej budynków oraz wymianie źródeł ciepła na bardziej ekologiczne. Choć program dotyczy przede wszystkim wymiany źródeł ciepła, to w jego ramach istnieje możliwość uzyskania wsparcia finansowego również na instalację pomp ciepła oraz paneli fotowoltaicznych jeżeli pozbędziemy się dotychczasowego nieefektywnego ekologicznie źródła ciepła.

Dotacja może wynosić do 66 000 zł dla podstawowego poziomu dofinansowania, do 99 000 zł dla podwyższonego poziomu dofinansowania oraz do 135 000 zł dla najwyższego poziomu dofinansowania. Dodatkowo dla wszystkich poziomów poza wskazanymi limitami dostępna jest też dotacja do 1 200 zł na audyt energetyczny.

W przypadku gruntowych pomp ciepła pozyskać można do 55% dofinansowania poniesionych kosztów kwalifikowanych, co w podstawowym poziomie dofinansowania przekłada się na kwotę 28 000 zł, w podwyższonym – 40 700 zł, a w najwyższym – nawet 50 900 zł.

Warto również pamiętać, że montaż pompy ciepła lub fotowoaltaiki to tzw. termomodernizacja. Tu możemy liczyć na ulgę termomodernizacyjną w postaci odliczenia od podatku zgodnie z rodzajem rozliczenia z Urzędem Skarbowym. Należy pamiętać że rozliczenie dokonywane jest od kwoty inwestycji pomniejszonej przez dotację.

Właściciele nowych budynków jednorodzinnych również mogą liczyć na dofinansowanie korzystając z programu „Moje ciepło”. Tu należy spełnić warunek techniczny wykonując dom w nieco lepszym standardzie niż przewidują Warunki Techniczne 2021. Dzięki temu możemy zyskać nawet 21000 zł na wykonanie instalacji z gruntową pompą ciepła.

W różnych miejscach kraju możemy spotkać również dotacje gminne czy wojewódzkie, programy te dofinansowują często na niebagatelnych poziomach 80 czy 100%. Warto zapytać w lokalnym urzędzie miasta czy starostwa o potencjalne możliwości dofinasowania inwestycji w termomodernizację przy pomocy gruntowej pompy ciepła.

Wszystkie te programy są ważnym wsparciem dla osób chcących zainwestować w odnawialne źródła energii, takie jak pompy ciepła i panele fotowoltaiczne. Dzięki dofinansowaniu można zredukować koszty inwestycji, co czyni te technologie bardziej dostępnymi i zachęcającymi dla szerokiej grupy osób. Z całą pewnością warto sprawdzać aktualne warunki oraz dostępność dofinansowania, gdy planuje się inwestycję w pompę ciepła i fotowoltaikę.

Fotowoltaika i pompa ciepła – jakie korzyści zapewnia inwestorom ten duet?

·Efektywność energetyczna i samowystarczalność

Połączenie fotowoltaiki z pompą ciepła pozwala na maksymalne wykorzystanie wyprodukowanej energii elektrycznej. W okresach, gdy panele fotowoltaiczne generują nadwyżki prądu, mogą one być wykorzystywane do zasilania pompy ciepła. To oznacza, że energia, która w przeciwnym razie byłaby oddawana do sieci energetycznej po niższej cenie, może teraz być używana do produkcji ciepła w pompie. Dzięki temu systemy te współpracują w sposób synergiczny, zwiększając efektywność energetyczną budynku i dążąc do osiągnięcia samowystarczalności energetycznej.

·Oszczędności na rachunkach za prąd

Połączenie fotowoltaiki z pompą ciepła prowadzi do realnych oszczędności na rachunkach za energię. Energia elektryczna wyprodukowana przez panele fotowoltaiczne może być wykorzystywana do zasilania pompy ciepła, eliminując lub znacznie redukując potrzebę zakupu energii elektrycznej z sieci. To szczególnie istotne w sezonie grzewczym, gdy zapotrzebowanie na ciepło jest większe. Dzięki temu łączeniu systemów użytkownicy mogą znacząco zmniejszyć wysokość rachunków za ogrzewanie i chłodzenie.

·Redukcja emisji CO2 i pozytywny wpływ na środowisko

Oba systemy – pompa ciepła i fotowoltaika – są przyjazne dla środowiska, gdyż korzystają z odnawialnych źródeł energii. Połączenie ich działania znacząco maksymalizuje korzyści dla środowiska. Wykorzystanie energii słonecznej do produkcji ciepła i prądu eliminuje bowiem potrzebę spalania paliw kopalnych, co prowadzi do znacznej redukcji emisji gazów cieplarnianych. Pompa ciepła to również urządzenie, które nie emituje odpadów spalania w postaci spalin czy popiołu w miejscu instalacji. Znacząco zmniejsza to niską emisję z budynków jednorodzinnych oraz przyczynia się do redukcji smogu. Ta synergia technologii wpisuje się w globalne wysiłki na rzecz walki ze zmianami klimatu.

·Zwiększona niezależność energetyczna

Połączenie fotowoltaiki z pompą ciepła dąży do zwiększenia niezależności energetycznej użytkowników. Generowanie własnej energii elektrycznej ze słońca oraz ciepła z gleby sprawia, że dom staje się mniej zależny od tradycyjnych dostawców energii.

·Inwestycja w przyszłość i wartość nieruchomości

Połączenie fotowoltaiki z pompą ciepła to również inwestycja w przyszłość i zwiększenie wartości nieruchomości. Budynki wyposażone w te technologie stają się bardziej atrakcyjne na rynku nieruchomości, ponieważ potencjalni nabywcy doceniają oszczędności na rachunkach oraz przyjazność dla środowiska. To przekładać się na wyższą wartość nieruchomości w przypadku ewentualnej sprzedaży lub wynajmu.

Podsumowując, połączenie fotowoltaiki z pompą ciepła przynosi liczne korzyści, takie jak większa efektywność energetyczna, oszczędności finansowe, ochrona środowiska, zwiększona niezależność energetyczna oraz inwestycja w przyszłość. To innowacyjne podejście do wytwarzania i wykorzystywania energii stanowi krok w kierunku zrównoważonego i ekologicznego modelu energetycznego. Warto więc rozważyć inwestycję, gdyż pompa ciepła z fotowoltaiką to duet idealny, przynoszący realne korzyści w długiej perspektywie.