O pompă de căldură crește procentul de autoconsum al unei instalații fotovoltaice rezidențiale cu aproximativ 10%. Creșterea procentului autoconsumului aduce beneficii financiare pentru utilizatori de ordinul a 80-120 €/an ~intre 8% și 20% din consumul mediu (studiu de caz cu o instalație fotovoltaică de 5 kWp și un rezervor de 250 l, calculat cu 0,293 €/kWh pentru consumul de energie electrică și de 0,078 €/kWh tarif de introducere în rețea).
Combinația dintre o pompă de căldură și panouri solare fotovoltaice este o modalitate excelentă de a economisi energie. Pompa de căldură poate funcționa parțial cu electricitate gratuită datorită instalației fotovoltaice. Mai departe, în această secțiune, va fi citat un studiu de caz intern Daikin pentru a indica cât de mult se poate economisi atunci când se combină o pompă de căldură cu tehnologia fotovoltaică.
Pompe de căldură și panouri fotovoltaice
Panourile fotovoltaice generează energie electrică prin conversia energiei solare cu care se pot face două lucruri:
- se poate utiliza în locuință și reduce factura de energie electrică la sfârșitul lunii (autoconsum);
- se poate introduce înapoi în rețeaua de alimentare pentru care se va plăti o taxă bănească (tarif de introducere în rețea).
Tarifele de introducere în rețea reprezintă un instrument de politică pentru promovarea investițiilor în panouri fotovoltaice, oferind gospodăriilor un preț superior pieței pentru ceea ce este livrat în rețea. Deoarece piața fotovoltaică se maturizează, acest stimulent este mai puțin necesar, iar tarifele de introducere în rețea se reduc în multe țări din Europa. Acest lucru înseamnă că autoconsumul optimizat devine din ce în ce mai important pentru a beneficia în mod optim de instalația fotovoltaică. Încălzirea casei și a apei calde cu o pompă de căldură în loc de gaz este o modalitate excelentă de a face acest lucru. Astfel, se trece de la consumul de gaz către energie electrică (parțial gratuită).
În mod obișnuit, o casă este încălzită numai pe timp de iarnă și în sezonul de umăr, în timp ce panourile fotovoltaice generează cea mai mare parte a energiei electrice pe timp de vară. Cu toate acestea, pompele de căldură sunt utilizate și pentru a încălzi un rezervor de apă caldă menajeră pentru dușuri și băi. Cererea de apă caldă rămâne stabilă pe tot parcursul anului. Mai mult, timpul de reîncălzire zilnică a rezervorului se poate optimiza. Gospodăriile cu panouri fotovoltaice ar trebui să programeze încălzirea rezervorului la ora prânzului, când, de obicei, este disponibilă o mare capacitate fotovoltaică și cererea de energie electrică a gospodăriilor este scăzută. În acest fel, pompa de căldură utilizează energia solară disponibilă atunci când este disponibilă. Furnizarea de apă caldă gratuită este mai interesantă decât exportul energiei solare disponibile către rețea la tarife nefavorabile de introducere în rețea.
În al doilea rând, rezervorul de apă caldă cuplat cu pompa de căldură poate acționa ca o „baterie de energie”. Excesul de energie solară poate fi utilizat pentru a produce apă caldă suplimentară, mai mult decât consumă în mod obișnuit o gospodărie în timpul zilei, stocând în mod eficient energia pentru o utilizare ulterioară.
Pompele de căldură Daikin au algoritmi optimizați pentru a maximiza utilizarea energiei solare în exces.
Un studiu de caz Daikin arată impactul instalării unei pompe de căldură cu optimizare fotovoltaică. Acest studiu de caz a fost realizat în Belgia în iunie 2022 și a constat dintr-o pompă de căldură Daikin Altherma cu rezervor de 250 l și o instalație fotovoltaică de 5 kWp.
Deoarece tarifele de introducere în rețea se reduc, beneficiile panourilor fotovoltaice pot fi optimizate prin creșterea raportului de autoconsum. Raportul de autoconsum este procentul din totalul producției fotovoltaice care este utilizat de gospodărie și, prin urmare, nu este exportat în rețeaua de alimentare.
Formula pentru autoconsum este:
= ( −)
În acest studiu de caz, raportul de autoconsum a fost crescut în 2 moduri:
- s-a crescut consumul de energie electrica prin producerea de apă caldă cu pompa de căldură în locul centralei termice pe gaz și astfel s-a exportat mai putina energie în rețea;
- S-a stocat surplusul de energie în rezervorul de apă caldă menajeră prin creșterea temperaturii cu încă 10 °C ori de câte ori era disponibilă energia fotovoltaică. Astfel, se stochează energia termică în rezervor și se reduce cererea de energie electrică de la rețea la un moment ulterior, când energia fotovoltaică ar putea să nu fie disponibilă.
Locul de testare arată o îmbunătățire foarte clară a raportului de autoconsum: de la 33% fără pompa de căldură la 40% cu pompa de căldură și algoritmul său de optimizare fotovoltaică în luna iunie 2022. La extrapolarea acestor rezultate pe un an întreg, 35% până la 50% din energia necesară pentru producerea apei calde menajere poate fi acoperită cu energie fotovoltaică gratuită, rezultând (cu prețurile la energie din iunie 2023) economii de energie de 90 până la 120 €, doar pentru producerea de apă caldă menajeră. Acesta este mai mult decât cei 23 € care ar fi putut fi câștigați din exportul acestei energii suplimentare în rețeaua de alimentare. Când luăm în considerare și încălzirea și/sau chiar răcirea spațiului, economiile de energie sunt mai mari.
Concluzie
O pompă de căldură crește procentul de autoconsum al unei instalații fotovoltaice rezidențiale cu aproximativ 10%. Beneficiile financiare pentru utilizatori sunt de ordinul a 80-120 €/an (studiu de caz calculat cu 0,293 €/kWh pentru consumul de energie electrică și de 0,078 €/kWh tarif de introducere în rețea).
Pentru mai multe detalii despre studiul de caz sau o explicație mai detaliată a modului în care funcționează optimizarea pompei de căldură, consultă lucrarea completă.
