Fotovoltaika s tepelným čerpadlem: Jak to funguje?

Jak funguje spojení fotovoltaiky a tepelného čerpadla?

Fotovoltaické panely vyrábějí elektřinu ze slunečního světla. Tato elektřina napájí nejen vaše domácí spotřebiče, ale i tepelné čerpadlo, které pak vytápí váš domov. Díky tomuto spojení můžete výrazně snížit náklady na energie. Pravidlo 1:4 říká, že za každou jednotku energie spotřebovanou tepelným čerpadlem dostanete čtyřikrát tolik tepla. Jak fotovoltaika tak i tepelné čerpadlo, ale především jejich kombinace, jsou nejvýhodnějším a taky nevhodnějším řešením pro novostaby a nebo domy po kompletní rekonstrukci, kde je již zabráněno tepelným únikům skrze zdivo, otvorové vyplně, střechu atd. To znamená, že tepelné čerpadlo a fovotoltaiku bychom měli zvažovat pokud máme dům rekonstuovaný a nebo stavíme nový. Ekonomicky nevýhodné je to při starších tepelně neizolovaných domech.

Výhody

Úspora nákladů a energie: Kombinace solárních panelů s tepelným čerpadlem vám umožní výrazně snížit měsíční účty za elektřinu a topení. Solární panely využívají sluneční energii k výrobě elektřiny, která pokrývá vaše běžné spotřebiče, zatímco tepelné čerpadlo využívá tuto energii k účinnému vytápění domu.
Energetická soběstačnost: Kombinace solárních panelů s tepelným čerpadlem vám umožní výrazně snížit měsíční účty za elektřinu a topení. Solární panely využívají sluneční energii k výrobě elektřiny, která pokrývá vaše běžné spotřebiče, zatímco tepelné čerpadlo využívá tuto energii k účinnému vytápění domu.
Ekologické benefity: Používání obnovitelných zdrojů energie jako jsou solární panely a tepelná čerpadla pomáhá snižovat uhlíkovou stopu a škodlivé emise do ovzduší, což přispívá k ochraně životního prostředí a udržitelnému rozvoji.

Nevýhody

Vyšší počáteční investice: Instalace solárních panelů a tepelného čerpadla vyžaduje vysoké počáteční náklady na pořízení zařízení a jejich instalaci. I když se dlouhodobě vyplatí v podobě úspor na energiích, může být počáteční investice překážkou pro některé domácnosti a firmy.
Složitější instalace: Instalace kombinace solárních panelů a tepelného čerpadla může být technicky náročná a vyžadovat odborné znalosti a dovednosti. Pravidelná údržba a servisní práce také mohou být potřebné pro optimální provoz zařízení.
Závislost na počasí: Efektivita solárních panelů je závislá na množství slunečního záření, což může omezovat jejich produkci elektřiny v obdobích s méně slunečního svitu. V těchto obdobích může být nutné více využívat elektřinu z gridu nebo z jiných zdrojů.

Grid je elektrická rozvodná síť, která distribuuje elektrickou energii z výrobních zdrojů k spotřebitelům. Slouží jako záložní zdroj elektřiny, když není k dispozici dostatek solární energie pro pokrytí veškeré spotřeby.

Typy tepelných čerpadel

Nejčastěji se uvádí podle toho, odkud berou teplo a do jaké formy jej převádí.

Vzduch/voda: Teplo ze vzduchu převádí do vody.
Vzduch/vzduch: Teplo ze vzduchu převádí do vzduchu.
Země/voda: Teplo ze země převádí do vody.
Voda/voda: Teplo z vody převádí do vody.

Většina tepelných čerpadel se skládá z vnitřní a venkovní jednotky. Vnitřní jednotka obvykle bývá umístěna v kotelny nebo technické místnosti, zatímco venkovní jednotka je instalována venku; bývá větší a často hlučnější. Typické rozměry jsou přibližně 0,5-1 m2 pro vnitřní jednotku, 2 m2 pro venkovní jednotku a kolem 1 m2 pro kombinované čerpadlo, avšak konkrétní rozměry se mohou lišit v závislosti na typu a výrobci. Pro menší domy nebo byty, kde není dostatek místa na samostatnou instalaci vnitřní a venkovní jednotky, existují kombinovaná čerpadla, která obě jednotky integrují do jediného zařízení.

Dotace

V České republice jsou dostupné dotace na pořízení kombinace fotovoltaiky a tepelného čerpadla. Hlavním dotačním programem je „Nová zelená úsporám Standard“ nebo „Oprav dům po babičce“. Pokud máte zájem o instalaci fotovoltaických panelů a tepelného čerpadla s využitím dotací, je doporučeno konzultovat možnosti s odborníky nebo se obrátit přímo na příslušné instituce, které spravují dotační programy.

Jak systém funguje?

Zachycení slunečního světla: Fotovoltaické panely jsou navrženy tak, aby absorbovaly sluneční záření a přeměňovaly ho na elektrickou energii prostřednictvím fotoelektrického jevu. Sluneční světlo dopadá na fotovoltaické články, kde dochází k uvolňování elektronů, čímž vzniká stejnosměrný elektrický proud.
Konverze proudu: Stejnosměrný proud vyrobený fotovoltaickými panely musí být transformován na střídavý proud, který je vhodný pro běžné domácí spotřebiče. Toho se dosahuje pomocí invertoru, který převádí stejnosměrný proud na střídavý proud o určité frekvenci a napětí.
Využití tepelného čerpadla: Elektrická energie vyrobená fotovoltaickými panely se také využívá pro napájení tepelného čerpadla. Tepelné čerpadlo přebírá energii ze vzduchu, vody nebo země a pomocí kompresoru a chladicího média zvyšuje teplotu kapaliny. Tato ohřátá kapalina je poté distribuována do vytápěcího systému domu, čímž se zajišťuje účinné vytápění nebo ohřev teplé vody.

Praktické tipy

Umístění panelů: Je klíčové umístit fotovoltaické panely na střechu nebo místo, které má optimální expozici slunečnímu světlu. Ideálně by měly být umístěny na střechu orientovanou na jih, kde jsou maximálně vystaveny slunečnímu záření po většinu dne. Důležité je také minimalizovat stínění od okolních objektů, jako jsou stromy nebo stavby, které by mohly snížit jejich výkon. O tom, jak správně orientovat panely se dočtete v tomto článku.

Tip: Při plánování umístění panelů zvažte také sklon střechy, který by měl být ideálně mezi 30 a 45 stupni pro maximální efektivitu.

Pravidelná údržba: Aby byla zajištěna dlouhá životnost a optimální výkon systému, je nutné provádět pravidelnou údržbu. To zahrnuje kontrolu a čištění fotovoltaických panelů, aby se odstranily nečistoty a snížily tak ztráty výkonu způsobené špínou a prachem. Dále je důležité kontrolovat stav a funkčnost všech komponent systému, včetně invertoru a kabelů.

Tip: Doporučuje se provádět kontrolu a čištění panelů minimálně jednou ročně, ideálně na jaře nebo na podzim.

Monitorování spotřeby: Abyste mohli efektivně spravovat a optimalizovat využití energie, je vhodné používat aplikace nebo systémy pro monitorování spotřeby energie a výkonnosti fotovoltaického systému. Tyto aplikace vám umožní sledovat denní, týdenní a měsíční spotřebu elektřiny, stejně jako produkci fotovoltaických panelů.

Tip: Nastavte si cíle pro spotřebu energie a sledujte, jak se vaše chování odráží na úspoře energie a finančních nákladech. Pravidelné monitorování vám také umožní identifikovat případné problémy v systému a řešit je včas.

Závěrečné shrnutí

Spojení fotovoltaiky a tepelného čerpadla je efektivní způsob, jak snížit spotřebu energie a ušetřit peníze. Tento systém má řadu výhod, ale také některé nevýhody, jako je vyšší počáteční investice a složitější instalace. V zimních měsících, kdy je méně slunečního svitu, se také zvýší závislost na elektřině ze sítě. Celkově ale může být tato kombinace velmi výhodná pro ty, kdo hledají dlouhodobé úspory a ekologičtější řešení pro svůj domov.