Panele fotowoltaiczne: ogrzewanie domu za darmo!

31 paź Panele fotowoltaiczne: ogrzewanie domu za darmo!

Czy panele fotowoltaiczne i folia grzewcza należą do opłacalnych rozwiązań? Zobaczmy to na przykładzie. Właściciele domu zdecydowali się na ogrzewanie go energią elektryczną. Nic ich to nie kosztuje, bo zainwestowali w panele fotowoltaiczne i folię grzewczą. Dzięki bilansowaniu energii pobieranej z sieci tą wytwarzaną we własnej mikroelektrowni właściciele w ogóle nie płacą za ogrzewanie.

Instalacja fotowoltaiczna. Wielkość i jej koszt

Ustalając optymalną wielkość instalacji fotowoltaicznej, w opisywanym przypadku oprócz typowego zapotrzebowania na energię elektryczną, które w gospodarstwie domowym wynosi mniej więcej 3000 kWh/rok, trzeba było uwzględnić także energię potrzebną do ogrzewania pomieszczeń. Dom został bardzo dobrze ocieplony – na ścianach jest 20-centymetrowa warstwa styropianu grafitowego. Inwestorzy wiedzieli, że ogrzewanie z wykorzystaniem energii ze źródeł odnawialnych może być efektywne i opłacalne tylko pod warunkiem dobrego zabezpieczenia pomieszczeń przed stratami ciepła. Dzięki temu roczne zapotrzebowanie budynku na energię do ogrzewania jest niskie i moc urządzeń grzewczych może być stosunkowo niewielka, a co za tym idzie – kosztują mniej.

Zastosowane ocieplenie poskutkowało uzyskaniem niskiego wskaźnika rocznego zapotrzebowania na energię końcową (tę, za którą płacimy) do ogrzewania, wentylacji i przygotowywania ciepłej wody – na poziomie 50 kWh/(m²·rok), czyli o połowę niższym od przeciętnego we współczesnych domach. Powierzchnia użytkowa tego domu to 134 m², więc do jego ogrzewania potrzeba 6700 kWh/rok. Zatem można było przyjąć, że całkowite roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną, z uwzględnieniem działania oświetlenia i innych urządzeń elektrycznych w domu, wynosi około 10 MWh/rok. Ta wartość była podstawą do określenia niezbędnej mocy szczytowej instalacji fotowoltaicznej. Obliczając ją, uwzględnia się jeszcze szereg innych parametrów: lokalizację (potencjał energii słonecznej jest nieco inny w zależności od regionu) oraz kąt nachylenia i orientację względem stron świata paneli fotowoltaicznych. Ze względu na koszty najlepiej przymocować je do połaci dachowej. W tym wypadku nachylenie dachu było korzystne – 35^o, ale panele można było skierować jedynie na wschód albo zachód. Z tego powodu, w celu uzyskania założonego uzysku energii, ich powierzchnia (i wynikająca z niej moc szczytowa instalacji) musiała być o 20% większa, niż gdyby były zorientowane na południe. W rezultacie obliczona wymagana moc szczytowa instalacji wyniosła 12 kWp.

Zastosowano więc 48 paneli fotowoltaicznych, każdy o mocy 0,255 kWp, które niemal w całości pokryły połać dachu o wymiarach 12 x 6,4 m. Koszt instalacji wraz z trójfazowym falownikiemzamieniającym prąd stały na przemienny, niezbędnym do połączenia jej z siecią elektroenergetyczną, akcesoriami montażowymi i montażem, wyniósł 60 tys. zł – tylko trochę więcej niż samego przyłącza gazu.

Ciepła woda w domu a instalacja fotowoltaiczna

Woda do mycia oczywiście także miała być podgrzewana dzięki energii dostarczanej przez instalację fotowoltaiczną, więc zastosowano do tego elektryczny pojemnościowy podgrzewacz wody z grzałką o mocy 2 kW. W domu mieszkają 4 osoby. Wynika z tego, że dobowe zużycie ciepłej wody nie powinno przekraczać 200 l, ale żeby nie trzeba było uzupełniać jej zapasu w nocy, kiedy instalacja fotowoltaiczna nie działa, potrzebna jest nadwyżka. Dlatego zbiornik podgrzewacza ma pojemność aż 300 l. Dzięki temu wystarczy włączać grzałkę tylko wtedy, gdy prąd jest za darmo.

Panele fotowoltaiczne. Sterowanie ogrzewaniem elektrycznym

Do kontrolowania działania ogrzewania elektrycznego wystarczają proste termostaty, jednak skoro największy zysk z instalacji fotowoltaicznej przynosi wykorzystywanie dostarczanej przez nią energii na własne potrzeby, duże znaczenie ma sterowanie czasowe.Natężenie promieniowania słonecznego docierającego do paneli fotowoltaicznych zmienia się w ciągu doby – darmowej energii jest najwięcej w południe, po zmroku nie ma jej wcale. Warto więc zsynchronizować godziny włączania i wyłączania ogrzewania z porami największego nasłonecznienia. Rozgrzane w tym czasie podłogi i ściany grzeją jeszcze przez długi czas, w bardzo dobrze zaizolowanych pomieszczeniach ciepło utrzymuje się długo, więc nawet kilkugodzinne przerwy w zasilaniu mat grzewczych nie powodują znacznego spadku temperatury.Znalezienie optymalnego ustawienia, przy którym pobór energii elektrycznej z sieci jest maksymalnie zredukowany bez utraty komfortu cieplnego domowników, zajęło trochę czasu – trzeba to było zrobić metodą prób i błędów. Umożliwiający to system sterowania kosztował 14 tys. zł.

Źródło: Piotr Laskowski / https://muratordom.pl/