Putem aborda sistemele de instalare cu care ne vom echipa casa în mai multe moduri. O opțiune este instalarea celor mai ieftine dispozitive. Cu toate acestea, pentru ca costurile de încălzire să fie și scăzute, este necesar, de exemplu, să petreceți mult timp funcționând un cazan pe combustibil solid. O altă modalitate este de a trata casa ca o investiție pentru viitor, atât în apropiere, cât și în viitor, când nu vom avea multă forță, pentru că vom îmbătrâni. Putem crea apoi propriul nostru „centru energetic” folosind instalații care utilizează energie regenerabilă gratuită obținută din mediul natural, adică din pământ, apă sau aer și din lumina soarelui.
Un sistem relativ nou pe piața noastră este o combinație de panouri fotovoltaice și o pompă de căldură. Ne vom uita cum să realizăm o astfel de instalație, cât trebuie să plătiți pentru aceasta și ce beneficii vom obține datorită acesteia.
Construirea unei instalații fotovoltaice
Într-o instalație fotovoltaică (PV pe scurt), energia radiației solare este transformată în electricitate, adică electricitate. Folosește nu numai radiația solară directă, ci și radiația difuză, care ajunge la sol în zilele înnorate. În plus, spre deosebire de colectoarele solare tradiționale, această instalație își începe funcționarea în primele ore ale dimineții, adică vara, de exemplu, „începe” la 7:00 și se termină seara, în jurul orei 20:00.
Cele mai importante elemente ale unei instalații fotovoltaice sunt:
MODULURI FOTOVOLTAICE (cunoscute și sub numele de panouri fotovoltaice, module solare sau fotovoltaice) - constau din celule mici, interconectate, realizate din siliciu, adică un material semiconductor. Mai multe module conectate din serie formează un lanț (sau șir). Numărul de lanțuri depinde de dimensiunea instalației și de posibilitatea asamblării acestora, de exemplu, pe acoperiș sau structura de susținere din grădină (pot fi folosite ca acoperiș pentru un garaj, terasă etc.)
INVERTER (cunoscut și sub numele de invertor) - toate modulele fotovoltaice sunt conectate la acesta, iar sarcina sa este de a converti curentul continuu furnizat de acestea în curent alternativ, deoarece acesta este consumat de dispozitivele electrice din casele noastre. Sunt disponibile două tipuri de invertoare:
rețea - utilizată atunci când intenționăm să vindem electricitatea neutilizată către rețeaua electrică. O instalație cu un astfel de invertor este numită în rețea de către experți. Într-un astfel de sistem, compania energetică își asumă un contor bidirecțional care măsoară atât cantitatea de energie electrică extrasă din rețea, cât și livrată către aceasta (vom fi plătiți pentru această parte).
Cu toate acestea, această soluție nu este recomandată dacă există întreruperi frecvente ale curentului electric de câteva ore în zona în care se află casa noastră. Invertorul de rețea este echipat cu protecții care, în cazul unei întreruperi de curent în rețea, ne vor împiedica să îl luăm de la instalația fotovoltaică (chiar dacă este produs de acesta). Aceasta este pentru a proteja persoanele care lucrează la repararea rețelei - electricitatea noastră le-ar putea electrocuta;
insular - se alege atunci când intenționăm să stocăm surplusul de energie electrică generată de panourile fotovoltaice în baterii. Acest tip de instalație fotovoltaică este definit ca off-grid și nu este conectat la rețeaua electrică, deci nu putem vinde electricitate. De obicei, acest sistem este ales de proprietarii caselor de vară, deoarece asigură independență totală față de furnizorii de energie electrică.
Avertizare! În cea mai extinsă și cea mai scumpă, dar în același timp optimă, versiune a unei instalații fotovoltaice, pe lângă invertorul de rețea, sunt instalate și un regulator de încărcare și mai multe baterii. Într-o astfel de soluție, electricitatea este utilizată pentru a alimenta direct dispozitivele de iluminat și electrice, iar surplusul său este stocat în baterii. Abia după ce acestea sunt complet încărcate, energia electrică este vândută rețelei.
Care sunt tipurile de module
Prima generație - sunt fabricate din siliciu mono sau policristalin. Datorită eficienței ridicate a transformării energiei solare în energie electrică, durabilității lungi și prețului relativ scăzut, acestea sunt cele mai utilizate;
A doua generație - se numește film subțire, deoarece grosimea celulelor este de doar 1-3 micrometri. Acestea sunt fabricate nu din siliciu, ci din oxid de cadmiu sau dintr-un amestec de indiu, galiu și seleniu, sau cupru, indiu și seleniu. Producția lor este mai ieftină decât modulele de prima generație, dar generează mai puțină energie electrică din soare, ceea ce înseamnă că trebuie folosite multe altele;
A treia generație - sunt formate din celule fotochimice (imită procesul de fotosinteză) sau organice. Avantajul lor este producția simplă și ieftină, dezavantajul este eficiența redusă și durata de viață scurtă, astfel încât acestea sunt rareori utilizate.
Câtă energie electrică vom obține de la soare
Cea mai mare intensitate a radiației solare are loc vara și poate atinge chiar și 1000 W / m2 de suprafață. Iarna va fi mult mai mică, până la 500 W / m2 într-o zi însorită și doar până la aproximativ 150 W / m2 în zilele înnorate. Din acest motiv, instalația fotovoltaică produce cea mai mare energie electrică (până la 70%) din aprilie până în septembrie.
Din păcate, acest lucru nu corespunde cu cea mai mare cerere de energie electrică din casa noastră, mai ales dacă va fi încălzită de o pompă de căldură. Mai mult, și în timpul zilei, cantitatea de electricitate produsă de panourile fotovoltaice ar putea să nu satisfacă cererea noastră pentru aceasta. Acest lucru poate fi văzut în diagrama de mai jos, unde câmpul portocaliu arată cantitatea de energie electrică produsă la un moment dat de instalația fotovoltaică, câmpul albastru închis - cantitatea de electricitate solară utilizată pentru alimentarea receptorilor de electricitate de uz casnic și câmpul albastru - consumul total de energie electrică din gospodărie în acest moment (pentru iluminat) , alimentarea aparatelor electrocasnice și electronice).
Avertizare! Iarna, pompa de căldură poate utiliza și energie solară. Nu are nevoie de mult, de exemplu un model de sol cu o capacitate de încălzire de 10 kW consumă doar 2 kW de energie electrică.
Cum să alegem puterea instalațiilor fotovoltaice în casa noastră?
Profesioniștii determină puterea unei instalații fotovoltaice având în vedere mai mulți factori:
- cantitatea de energie electrică consumată în casă pe parcursul anului (cel mai simplu mod de a o determina se bazează pe facturile primite de la compania energetică; de obicei într-o familie de 4 persoane variază între
3.000 și 5.000 kW pe an);
- spațiul disponibil necesar pentru instalarea panourilor fotovoltaice;
- costul investiției;
- condiții tehnice care determină posibilitatea conectării la rețea.
Pentru funcționarea și controlul instalației, sunt necesare un invertor, contoare și siguranțe și deconectori corespunzătoare / Foto: Konlusto
De asemenea, este important să poziționați modulele în raport cu direcția radiației solare. În mod ideal, acestea ar trebui să fie la un unghi de 30-40 ° față de orizontală și orientate spre sud. De asemenea, trebuie să verificați dacă antena, coșul de fum, copacii înalți etc. nu vor umbri panourile. Acest lucru se aplică atât perioadei de vară, când soarele este înalt, cât și lunilor de iarnă, când soarele este scăzut la orizont. Într-o astfel de situație, eficiența întregii instalații va scădea și uneori poate chiar să o deterioreze.
Modulele pot fi instalate nu numai pe acoperiș, ci și pe o structură de susținere din grădină. Interesant este că randamentul energetic din radiația solară va fi apoi mai mare cu aproximativ 2-5%. Acest lucru se datorează unei ventilații mai bune și unei răciri mai eficiente a modulelor de către aerul înconjurător decât atunci când sunt așezate pe acoperiș (răcirea lor este atunci mai dificilă).
Puterea instalației fotovoltaice este dată în kWp - unde litera „p” înseamnă vârf, adică puterea de vârf atinsă în anumite condiții specifice, în STC (Standard Test Conditions), adică cu intensitatea radiației solare de 1000 W / m2 și temperatura celulei de 25 ° C. Se presupune că poate produce din 950
până la 1000 kWh de energie electrică de la fiecare kilowatt instalat de putere.
Pentru a determina puterea aproximativă a instalației noastre fotovoltaice, presupunem că:
- casa este locuită de o familie de 4 persoane care consumă anual 4.000 kWh de energie electrică;
- factorul de corecție pentru gama optimă de putere a instalației fotovoltaice este de la 0,9 la 1,2;
- producția de energie electrică de către instalația fotovoltaică este de 980 kWh / kWp din capacitatea instalată.
Puterea necesară a instalației = factorul x consumul de energie electrică / randamentul specific al energiei din instalația fotovoltaică. Astfel, puterea optimă este între 3,7 și 4,9 kWp (0,9 x 4000/980 = 3,7 kWp; 1,2 x 4000/980 = 4,9 kWp). Pe această bază, am presupus că instalația noastră va avea o putere de 4 kWp. Dacă alegem module de 250 Wp, vom avea nevoie de 16 panouri care să ocupe aproximativ 33 m2 de spațiu.
Costuri de instalare PV
Costul realizării unei instalații fotovoltaice complete depinde de puterea sa (kWp), de echipament și de tipul de panouri utilizate. Interesant este că principiul conform căruia cu cât este mai mare puterea, cu atât costul investiției este mai mic, funcționează bine aici.
Costuri de executare. Ele pot fi determinate într-un mod simplificat, ținând seama de conversia în kWp a puterii instalate. Apoi, costul unei instalații fotovoltaice cu o capacitate de 1 până la 3 kWp va fi de aproximativ 6000-8000 / kWp și de la 3 la 10 kWp - 5000-6000 / kWp. Astfel, pentru o instalație cu o capacitate de 2 kWp, vom plăti aproximativ 14.000 bruti (2 kWp x 8.000 = 16.000).
Costuri de operare. Acestea sunt legate în principal de necesitatea curățării modulelor. Acest lucru trebuie făcut cel puțin o dată pe an, deoarece eficiența lor scade atunci când sunt praf. Această lucrare ar trebui încredințată unei firme specializate.
De asemenea, merită să asigurați instalarea. Domeniul de aplicare al asigurării acoperă cel mai adesea daunele externe cauzate, de exemplu, de: fulgere, vânt puternic, grindină, incendiu, inundații, precum și furt și devastare. În plus, asigurarea poate acoperi și daunele legate de defecțiunile mecanismelor individuale ale instalației fotovoltaice. Acest lucru se aplică în special invertorului sau defecțiunii dispozitivelor de protecție, precum și apariției unui scurtcircuit sau a supratensiunii în instalație și chiar a erorilor legate de proiectarea sau implementarea întregului sistem.
Unde să găsiți finanțare
Investitorii interesați de surse de energie regenerabile pot conta pe diferite tipuri de sisteme de sprijin pentru microinstalații. Unul dintre cele mai populare programe este Prosumer al Fondului Național pentru Protecția Mediului și Gestionarea Apelor (NFOSiGW). Ca parte a acestuia, puteți obține finanțare, printre altele pentru o instalație fotovoltaică, o pompă de căldură sau ambele. Cofinanțarea pentru achiziționarea și asamblarea instalației se calculează din așa-numitul cantitate calificată, care este: de exemplu, pentru o pompă de căldură cu sursă de aer de până la 3000 / kW, instalații fotovoltaice de până la 5 kWp: 7000 / kWp. În funcție de această sumă eligibilă, se calculează o subvenție, care în 2016 se ridică la: 40% pentru o instalație fotovoltaică și 20% pentru o instalație cu pompă de căldură.Cofinanțarea este legată de necesitatea contractării unui împrumut de la o bancă, a cărei rată a dobânzii este fixă și se ridică la 1% pe an, iar perioada maximă a împrumutului este de 15 ani. Dacă alegem programul Prosument, nu vom putea profita de tarifele de alimentare. Cu toate acestea, vom putea profita de echilibrarea energiei în conformitate cu principiile măsurării rețelei (vezi pagina următoare).
Ce înseamnă?
Net-contering (cunoscut și sub numele de net metering) - este o metodă de decontare a conturilor de către un prosumer cu un furnizor de energie electrică. Ca parte a acestuia, el are opțiunea de a stabili diferența dintre energia colectată din rețea (pentru iluminat, electrocasnice și RTV, încălzire) și energia introdusă în ea de instalația fotovoltaică la fiecare șase luni. Datorită acestui fapt, rețeaua electrică devine un fel de stocare a energiei - vom putea folosi excesul de energie electrică produsă de o instalație fotovoltaică la domiciliu în lunile de iarnă. Cu toate acestea, acest lucru se aplică numai prețului electricității în sine - fără taxa de transport.
Tarife garantate - acesta este un preț fix pentru energia electrică care este alimentată în rețeaua electrică de către proprietarul microinstalației. În conformitate cu legea privind sursele de energie regenerabile, prețurile de revânzare a energiei electrice din instalațiile fotovoltaice începând cu 01.01.2016 urmau să fie de 0,75 / kWh pentru instalațiile de până la 3 kWp, iar pentru instalațiile mai mari de până la 10 kWp: 0,65 / kWh. Tarifele garantate vor fi valabile 15 ani.
Costul instalării fotovoltaice cu pompă de căldură
Pentru a profita la maximum de energia electrică furnizată de instalația fotovoltaică, merită să o combinați cu alte sisteme, de exemplu ventilație mecanică cu recuperare de căldură, adică recuperare sau instalarea unei pompe de căldură. Această din urmă soluție are din ce în ce mai mulți susținători.
Dacă, în timpul unei astfel de cooperări, panourile fotovoltaice furnizează mai multă energie electrică decât aparatele electrocasnice utilizate în acest moment, pompa de căldură pornește automat. În funcție de nevoi, încălzește casa sau apa de spălat sau răcește camerele din clădire. Surplusul de căldură poate fi stocat într-un rezervor tampon mare suplimentar și utilizat mai târziu.
Pe piața noastră, puțini producători oferă seturi de fabrică gata făcute. Cel mai adesea, antreprenorii oferă panouri fotovoltaice de la o companie și o pompă de căldură - de la alta. Indiferent de opțiunea selectată, sistemul necesită selecție și instalare de către specialiști. În plus, la cumpărarea unui dispozitiv de încălzire cu asamblare, vom plăti 8% TVA. Mai jos vă prezentăm evaluările seturilor oferite de producătorii care oferă atât pompe de căldură, cât și panouri fotovoltaice. Setul este destinat unei case noi, bine izolate, locuită de o familie de 4 persoane. Casa are o suprafață de 160 m2. Cererea de căldură pentru încălzire este de 8 kW. Consum estimat de energie electrică 4.000 kWh pe an (iluminat, electrocasnice, RTV).
O evaluare a companiei Immergas
1. Selectarea dispozitivelor
Pompă de căldură cu aer AUDAX TOP 12 ERP, COP 3.03 (în conformitate cu EN 14511 temperatura apei de încălzire 45 ° C și temperatura aerului exterior 7 ° C, putere nominală (temperatura de alimentare 55 ° C) 13,67 kW;
Instalare fotovoltaică - gata IMMERPOWER on-grid set format din 10 panouri fotovoltaice IPV250Wp cu o putere totală de 2,5 kWp, invertor, conexiuni de priză, conexiuni de priză
2. Prețuri aproximative de cumpărare (catalog net)
- 22 372 - pompă de căldură sursă de aer
- 11 952 - set fotovoltaic
3. Costuri totale aproximative pentru materiale și asamblare
- aproximativ 45.000 (net) - sistem de încălzire cu pompă de căldură sursă de aer
- aproximativ 20.000 (net) - instalații fotovoltaice
4. Producția de energie de către sistemul fotovoltaic - 2722 kWh / an
5. Consumul propriu de energie - 1207 kWh
6. Energie alimentată în rețea - 1.515 kWh
Evaluarea companiei Stiebel Eltron
1. Selectarea dispozitivelor
Pompa de căldură - aer, invertor WPL 15 ACS cu o capacitate de 3,10 / 7,09 kW, cu un rezervor de apă caldă de 300 l și un controler,
Instalație fotovoltaică - un set cu o putere de 8,06 kW, constă din 31 de celule TEGREON 260P, un invertor, un cablu electric solar de 100 m lungime, conector
2. Prețul de achiziție indicativ (catalog net)
- 43.000 - kit pompă de căldură sursă de aer
- 51.000 - set fotovoltaic
3. Costurile totale ale materialelor și asamblării
- 61 600 (net) - cazan, încălzire prin pardoseală
- 59.000 (net) - sistem fotovoltaic cu suporturi de acoperiș înclinate
4. Producția de energie de către sistemul fotovoltaic - 8812 kWh / an
5. Economii în costurile energiei electrice după instalarea instalației fotovoltaice
- 3119 / an *
* Economiile anuale în costurile cu energia electrică (iluminat, electrocasnice și electronice, precum și funcționarea pompei de căldură) includ măsurarea rețelei și prețul de vânzare al surplusului de energie electrică în rețea 0,18 / kWh
Evaluarea companiei Viessmann
1. Selectarea dispozitivelor
Pompa de căldură - aer split tip Vitocal 222-S, putere de încălzire nominală 5,6 kW (A2 / W35), interval de modulare a puterii de încălzire 1,3-7,7 kW; dispozitiv compact cu rezervor de apă caldă menajeră încorporat de 170 l; echipat cu un regulator de vreme, un încălzitor cu putere reglabilă de 3,6 și 9 kW, cu posibilitatea de cooperare cu un recuperator, cu funcție de răcire;
Instalație fotovoltaică - kit de rețea de 4 kWp, format din 16 module Vitovolt 300 (255 kWp), invertor, conectori și cabluri electrice, kit de montare pentru acoperișuri cu gresie; producție electrică presupusă: 955 kWh / kWp, energie electrică anuală furnizată: 3.820 kWh
2. Prețuri aproximative de cumpărare (catalog net)
- 25 080 - pompă de căldură
- 21 600 - set fotovoltaic
3. Costuri totale aproximative pentru materiale și asamblare
- aprox 34.000 * (brut) - camera cazanului completă cu pompă de căldură cu aer
- aproximativ 27 700 (brut) - instalație fotovoltaică
4. Producția de energie de către sistemul fotovoltaic - 3820 kWh / an
5. Consumul de energie electrică la domiciliu (iluminat, încălzire, electrocasnice, RTV, pompă de căldură) - 8.800 kWh / an; cost - 5280 / an (brut)
6. Costul energiei electrice după utilizarea instalației fotovoltaice - brut 3600 / an (inclusiv sistemul de facturare cu contorizare netă)
* Subvenția nu este inclusă în costurile de investiții
Ipoteze suplimentare: casa a fost construită în Wrocław, calculată la temperatura exterioară -18 ° C (zona climatică II), parametrii sistemului de încălzire 35/28 ° C
Merita?
Rentabilitatea investițiilor într-o pompă de căldură și o instalație fotovoltaică ar trebui întotdeauna abordată individual. Dacă folosim aproximativ 1500 kWh de energie electrică anual, tarifele totale pentru consumul său nu depășesc 900 . Apoi, instalarea PV nu va fi profitabilă. Va fi similar cu pompa de căldură. Pentru cei care nu se tem să funcționeze un cazan pe combustibil solid, nu este o soluție atractivă din cauza costurilor mai mari de achiziție.
Dacă consumăm relativ multă energie electrică și dorim să avem încălzire fără întreținere, de asemenea, cu funcția de răcire în zilele caniculare, atunci merită luată în considerare cooperarea unei pompe de căldură și a panourilor fotovoltaice.
Instalație fotovoltaică de 4 kWp - proiectată pentru a furniza iluminat, electrocasnice, electronice și pompe de căldură. Costul total al energiei electrice consumate de la rețeaua electrică (decontare netă) - 3 360 / an (brut) Comparativ cu instalația cu cazan de încălzire, profitul este de 2760 (brut) / Fig. mat. ed.
Să verificăm exemplul unei case noi, bine izolate, cu o suprafață de 140 m2, cât de multă energie electrică poate fi economisită și, astfel, cât costurile de încălzire pot fi reduse în diferite variante de instalare. Presupunem că locuința este locuită de 4 persoane care consumă anual 5.200 kWh de energie electrică (iluminat, electrocasnice, RTV). Aceasta înseamnă o cheltuială de 3.120 / an (brut). Energia termică necesară pentru încălzirea casei și a apei de spălare este de 11.200 kWh / an.
Instalație fotovoltaică de 8 kWp - proiectată pentru alimentarea iluminatului, a aparatelor electrocasnice, electronice și a pompelor de căldură Costul total al energiei electrice consumate din rețeaua electrică (decontare net-contorizare) - 1800 / an (brut). Comparativ cu instalația cu cazan de încălzire, profitul este de 4300 (brut) ./ Fig.: mat. ed.
Dacă casa noastră de exemplu este încălzită cu un cazan pe gaz, tarifele anuale pentru combustibil vor fi 3000. Electricitatea costă 3120. Deci, tarifele totale sunt de 6120 (brute). Când căutăm economii, înlocuim cazanul pe gaz cu o pompă de căldură și adăugăm o instalație fotovoltaică cu o putere nominală de 4 kWp sau 8 kWp. În prima opțiune, în comparație cu un sistem tipic de încălzire cu un cazan pe gaz, vom câștiga cel puțin 2.760 pe an, în a doua - 4.300.
