Któż z nas nie chciałby płacić mniej za rachunki? Ceny energii elektrycznej i ogrzewania rosną w dynamicznym tempie. Wobec takiej sytuacji (nie tylko w Polsce, ale w całej Europie) coraz popularniejsze stają się alternatywne sposoby produkcji energii i ciepła. Jednym z nich są panele słoneczne i pompy ciepła.
Czytaj też: Pompy ciepła wyciągają ludzi z biedy? Zaskakujące wnioski brytyjskich badaczy
Naukowcy z niemieckiego Instytutu im. Fraunhofera ds. Systemów Energii Słonecznej opublikowali na łamach Solar Energy Advances wyniki swoich badań nad złożonym systemem ciepłowniczym, który został zamontowany w domu jednorodzinnym. W skali roku chcieli oni zaobserwować, na ile skuteczne jest inteligentne połączenie pomp ciepła z panelami fotowoltaicznymi i magazynem energii.
Pompy ciepła nie powinny pracować same. Niemcy pokazali, jak można je łączyć z fotowoltaiką
Badania były prowadzone na terenie domu jednorodzinnego we Fryburgu. Został on wybudowany w latach 60. XX wieku. Budynek miał powierzchnię 256 metrów kwadratowych, a jego roczne zapotrzebowanie na energię oszacowano na 84,3 kWg/m2a.
Czytaj też: Pompy ciepła wyrzucą na śmietnik historii. Wielka Brytania będzie grzać czymś innym
Dom był wyposażony w pompę ciepła czerpiącą energię z gruntu. Jej moc wynosiła 13,9 kW i była ona przystosowana zarówno do ogrzewania pomieszczeń, jak i wody w kranie. Pompę ciepła wspierał system fotowoltaiczny skierowany na południe i nachylony pod kątem 30 st. Moduły o powierzchni 60 metrów kwadratowych miały moc wyjściową 12,3 kW. Całość uzupełniał jest akumulator o pojemności 11,7 kWh.
Wszystkie urządzenia były połączone ze sobą za pomocą inteligentnego systemu komputerowego. Był on tak zaprogramowany, aby automatycznie dostosowywał się do warunków atmosferycznych i zapotrzebowania na energię w danym momencie. Nadwyżki energii z paneli słonecznych były gromadzone w akumulatorze. W momencie niedoboru system pobierał energię z sieci. W ten sposób starano się zagwarantować możliwe najwydajniejsze funkcjonowanie pompy ciepła.
Obserwacje działania systemu były prowadzone przez 12 miesięcy (od stycznia do grudnia 2022 roku). Wykazano, że zapotrzebowanie na energię elektryczną dla pompy ciepła zostało pokryte w 36 proc. z paneli słonecznych i akumulatora. W 51 proc. dla ogrzewania wody, a 28 proc. dla ogrzewania pomieszczeń. Cały system osiągnął zużycie własne na poziomie 42,9 proc. w skali roku.
Czytaj też: Pompy ciepła nie potrafią grzać w zimie? Na ten temat mają coś do powiedzenia nasi sąsiedzi
Ukazuje to zatem, jak bardzo kluczowe jest łączenie kilku technologii w jedno i opracowanie komputerowego sterowania, które będzie minimalizować pobór energii z sieci. Nie ma wątpliwości co do tego, że samą pompą ciepła wiele nie oszczędzimy, a łącząc ją z ogniwami fotowoltaicznymi i systemem bateryjnym, już tak.
