fbpx

Jak wykorzystać prąd z fotowoltaiki do ogrzewania domu?

Przekształcanie energii słonecznej w elektryczną i korzystanie z tak wytworzonego prądu jest trzecią co do wielkości metodą pozyskiwania energii odnawialnej. Niestety, sprzedaż energii elektrycznej, której nie zużyjemy jest w Polsce niemożliwa. Posiadacze instalacji zastanawiają się jak wykorzystać prąd z fotowoltaiki, który im “nadbędzie”. Żeby zużyć cały wyprodukowany prąd, często ogrzewa się nim wodę i pomieszczenia w domu.

Jednak plusów jest więcej, a jeśli nawet ogrzewanie wyłącznie energią elektryczną nie sprawdzi się w stu procentach (z powodu choćby wymogów lokalnej sieci, częstych przerw w dostawie lub bardzo dużej powierzchni budynku), warto rozważyć opcję ogrzewania prądem jako uzupełniającą, dodatkową do bardziej tradycyjnych metod ogrzewania naszego domu. Zdobywająca coraz większą popularność metoda ogrzewania za pomocą paneli fotowoltaicznych pomoże nam w przekształceniu w cenną energię elektryczną całkowicie darmowej i dostępnej energii słonecznej. 

Dwuspadowy dach ceglanego domu pokryty ogniwami fotowoltaicznymi
Panele fotowoltaiczne zasilające pompę ciepła to czysta metoda ogrzewania domu

Nie oszukujmy się, montaż instalacji fotowoltaicznej wymaga pewnych nakładów finansowych oraz spełnienia odpowiednich warunków (między innymi wymogów lokalnej sieci energetycznej). Nie bez znaczenia jest również powierzchnia i położenie domu. W idealnej sytuacji znajdują się osoby, które żywo interesują się tym rodzajem ogrzewania, ale są dopiero na etapie planowania budowy domu. Wtedy warto zaplanować montaż instalacji już na tym etapie. Oczywiście w przypadku budynku ogrzewanego dotychczas w inny sposób, również można rozważyć panele słoneczne, wiąże się to jednak z większym nakładem prac, między innymi przebudową o dostosowaniem istniejącej instalacji.

Kiedy zainstalowanie paneli fotowoltaicznych może stanąć pod znakiem zapytania? Jeżeli sieć lokalna nie jest w stanie obsłużyć dużych mocy, a także normą są częste przerwy w dostawie energii elektrycznej, trzeba poważnie zastanowić się nad sensem instalacji fotowoltaicznej lub zdecydować się na dodatkowe źródło ogrzewania dla domu. 

W jaki sposób panele fotowoltaiczne przekształcają energię słoneczną w energię elektryczną?

Działanie instalacji fotowoltaicznej jest w zasadzie dosyć proste. Energia zostaje wytworzona z promieniowania słonecznego, które jest oczywiście całkowicie darmowe. Inaczej mówiąc: promienie padające na panele słoneczne zostają po prostu przekształcone w energię. Jak to właściwie się dzieje, że energia zostaje tak po prostu „wyprodukowana” dzięki instalacji? Tu trzeba wiedzieć, że niezbędnym nośnikiem oddziaływania elektromagnetycznego jest foton. To cząstka, wprawiająca w ruch elektrony, dzięki czemu zostaje wytworzone napięcie elektryczne. Tak wytworzona energia trafia do inwertera, gdzie przekształcana jest w prąd przemienny (AC). To niezbędne – prąd pozyskany z energii słonecznej ma „w stanie surowym” wyższe napięcie, co powoduje wypieranie prądu sieciowego i bilansowanie się jego nadwyżki w sieci. 

W skład instalacji fotowoltaicznej wchodzi kilka ważnych elementów. Przede wszystkim są to panele – każdy złożony jest z krzemowych ogniw, posiadających właściwości ułatwiające przepływ prądu, który wytwarza się w konsekwencji padania na panele promieni słonecznych i opisanych uprzednio procesów. Montowane są z reguły na dachach budynków lub na gruncie (wolnostojące), można spotkać także instalacje na elewacjach. Jednym z najistotniejszych elementów całego systemu jest inwerter, czyli falownik, który ma za zadanie przekształcenie prądu stałego w zmienny, jaki potem dostępny będzie w naszych gniazdkach. To ważna część całej instalacji, ponieważ parametry przekształcanego prądu muszą być zgodne z parametrami stanowiącymi wymóg publicznej sieci. Bez inwertera w ogóle nie byłoby możliwe zasilanie urządzeń domowych i firmowych.

Kliknij, żeby dowiedzieć się więcej o inwerterach.

Licznik dwukierunkowy to kolejna niezwykle ważna część składowa całej instalacji. Jego zadanie polega na zliczaniu energii, jaką wytworzy instalacja fotowoltaiczna oraz tej, która zostanie pobrana z publicznej sieci. Zgodnie zresztą z samą swoją nazwą – licznik dokonuje pomiaru dwukierunkowego, czyli z sieci i do sieci. Zbilansowana w ten sposób energia pomaga spożytkować wytworzoną nadwyżkę prądu z okresu ciepłych i słonecznych miesięcy, podczas jesieni i zimy. Dzięki temu energia uzyskana podczas letnich miesięcy, będzie zasilała urządzenia elektryczne oraz służyła do ogrzewania wody i budynku mieszkalnego. Nie można zapominać o zabezpieczeniach przeciwnapięciowych, chroniących instalację przed przepięciami i wyładowaniami atmosferycznymi.

Zdecydowana większość inwerterów nie jest w 100% wodoszczelna. Należy właściwie osłonić je przed deszczem.

Co oznacza on-grid i off-grid?

On-grid i off-grid to typy instalacji, na jakie mogą zdecydować się prosumenci, planujący wykorzystanie energii uzyskanej ze słońca. On-grid jest częściej wybieraną opcją, między innymi z uwagi na niższe koszty instalacji, jednak z czystym sumieniem można polecić go osobom, które mają łatwy dostęp do zewnętrznej sieci i nie zmagają się z częstymi przerwami w dostawie prądu. Jest to system przyłączony do zewnętrznej sieci za pomocą zmiennoprądowego okablowania, wychodzącego z inwertera do rozdzielni niskiego napięcia. Nadwyżka energii wyprodukowanej przez instalację trafia do publicznej sieci. Z każdej kWh, wygenerowanej przez naszą instalację, da się odzyskać maksymalnie 0,8 kWh. Nadwyżkę można odebrać w momencie, gdy instalacja nie jest w stanie wytworzyć odpowiedniej ilości prądu z powodu np. złych warunków atmosferycznych lub w przypadku większego zapotrzebowania na energię elektryczną, niż normalne. Czy sa wady instalacji tego typu? Jedyną cechą negatywną jest jej uzależnienie od zewnętrznej sieci.

Off-grid, inaczej nazywany systemem wyspowym, to instalacja, która nie jest połączona z zewnętrzną siecią. Posiada za to akumulator, którego funkcją jest magazynowanie nadwyżek wyprodukowanego przez instalację prądu. To idealna opcja dla osób, które mają utrudniony dostęp do zewnętrznej sieci lub borykają się z częstymi awariami i przerwami w dostawie prądu od zakładu energetycznego. Choć rozwiązanie to jest droższe, niezależność od zewnętrznych sieci jest kolosalną zaletą tego systemu. W przypadku budynków położonych z dala od sieci energetycznych stanowi jedyną możliwość wytwarzania oraz gromadzenia energii elektrycznej. 

Jak wykorzystać prąd z fotowoltaiki jeśli mamy jego nadprodukcję?

Pomysły na to jak wykorzystać prąd z fotowoltaiki są różne.

Można przykładowo:

  • Zasilić nim kopalnię kryptowalut
  • Postawić przydomową stację ładowania samochodów elektrycznych

Lub stworzyć system ogrzewania domu energią elektryczną

Pompa ciepła, kolektor słoneczny, panel fotowoltaiczny – sposoby na ciepło w naszym domu

Przejdźmy do sedna. Wciąż zastanawiasz się jak wykorzystać prąd z fotowoltaiki. Częstym zastosowaniem dla nadwżki produkowanej energii elektrycznej jest ogrzewanie domu. Istnieją trzy rozwiązania, zaprzęgające energię elektryczną do ogrzewania domu. Przy każdym z nich pojawiają się zazwyczaj dwa istotne pytania: czy ogrzewanie domu za pomocą tych rozwiązań się sprawdza? Czy rzeczywiście będzie nam ciepło, jeśli zainwestujemy w te metody wykorzystania energii? 

Odpowiadamy: z pewnością możemy ogrzewać dom za pomocą tych urządzeń, nawet jeśli będzie to ogrzewanie wspomagające. Na ich efektywność wpływ ma wiele elementów, jednak z pewnością dodanie tego rodzaju ogrzewania będzie znaczną ulgą dla portfela, co zauważymy po jakimś czasie ich użytkowania. 

Pompa ciepła – jest rozwiązaniem bezpiecznym, ale stosunkowo dość drogim, dlatego nie każdy decyduje się na jej montaż. Zalety? Nie wymaga dużej ilości miejsca, a poniesione koszty zwrócą się w miarę użytkowania. Cechą charakterystyczną dla pompy ciepła jest to, że nie grzeje ona bezpośrednio prądem, tylko – używając prądu z fotowoltaiki – pobiera energię cieplną z otoczenia. To aż trzykrotnie zmniejsza zapotrzebowanie na energię elektryczną, a co za tym idzie – instalacja fotowoltaiczna może mieć o wiele mniejszą moc. Pompa ciepła jest niskotemperaturowym urządzeniem grzewczym, działa na zasadzie pobierania ciepła ze źródeł o niższej temperaturze i przekazywania do źródła o temperaturze wyższej. Czynnik roboczy w pompie ciepła paruje w parowniku, następnie para jest sprężana w kompresorze, skraplana w skraplaczu i rozprężana.

Pompa ciepła nie wymaga dużej ilości miejsca

Kolektory słoneczne – zadaniem tej instalacji solarnej jest zmiana promieniowania słonecznego w ciepło, które potem możemy wykorzystać w naszym domu. Na instalację składają się następujące elementy: 

  • bateria – która na ogół jest umieszczana na dachu;
  • podgrzewacz – znajduje się w środku budynku, zwykle obok kotła centralnego ogrzewania;
  • instalacja pompowo-sterownicza.

Dzięki tym elementom promieniowanie słoneczne zmieniane jest na ciepło. Nośnikiem jest tu roztwór glikolu propylenowego, który krąży w instalacji przy pomocy pracy urządzenia pompowo-sterowniczego. To dlatego ciepło z kolektorów jest przenoszone do wężownicy, ogrzewającej wodę w podgrzewaczu. Bateria i wężownica są połączone hydraulicznie rurami. Ciepło uzyskane dzięki kolektorom słonecznym może być wspomagająco używane do ogrzewania budynku mieszkalnego. Idealnie, jeżeli  dom posiada już ogrzewanie podłogowe, a jeżeli nie – należy liczyć się z przebudową instalacji. Rodzaje kolektorów dzielą się ze względu na ich konstrukcję. Kolektory słoneczne dzielimy na płaskie, próżniowe rurowe, próżniowe płaskie.

Panele fotowoltaiczne – tym razem podejście do tego jak wykorzystać prąd z fotowoltaiki jest zgoła inne. To rozwiązanie najlepiej się sprawdzi w domach, które są ogrzewane prądem. Panele służą do jego wytwarzania, zaś ogrzewanie nim domu jest niezwykle wygodnym sposobem na ogrzewanie w ogóle. Instalacja najefektywniej działa latem, co jest oczywiste, ale oszczędności, jakie dzięki niej uzyskamy sprawią, że docenimy własną mikroelekrownię na dachu lub w przydomowym ogrodzie. 

Jesteś zainteresowany którymś z powyższych rozwiązań?
Umów się z nami na bezpłatny audyt

Czy w naszym klimacie kolektory lub ogrzewanie domu prądem z fotowoltaiki mają sens?

Nasza aura bywa bardzo kapryśna, to oczywiste. Ilość słonecznych dni nie jest tak imponująca jak w krajach południowych. Dlatego też wiele osób mocno zastanawia się, czy wybrać tę metodę ogrzewania. Jakkolwiek zdania nie byłyby podzielone, warto zwrócić uwagę na znaczną oszczędność w corocznym budżecie, nawet jeśli ogrzewanie panelami nie zastąpi w stu procentach tradycyjnych metod. Jeżeli system solarny, jaki zdecydujemy się zamontować na naszym domu, będzie optymalnie dobrany, możemy spodziewać się, że w miesiącach marzec –październik powinien zapewnić nawet około 80 procent zapotrzebowania (np. na ciepłą wodę), i nawet do 100 procent w czasie trwania ciepłych, letnich miesięcy. Systemy solarne najlepiej sprawdzają się przy ogrzewaniu podłogowym, jeżeli dom jest odpowiednio ocieplony. Chociaż opinie na ich temat są podzielone, to większość skłania się ku twierdzeniu, że ten rodzaj pozyskanej energii sprawdzi się głównie do dogrzewania, a nie ogrzewania. 

Jeżeli dom jest odpowiednio ocieplony to system solarny najlepiej sprawdzi się przy ogrzewaniu podłogowym.

Jak wiemy, wydajność pracy systemu solarnego jest uzależniona od wielu elementów, w tym choćby sprawnie przeprowadzonego montażu. Celem zmaksymalizowania wydajności pracy panelu słonecznego, jest skierowanie go na południe. Im większy kąt odchylenia panelu, tym mniejsza będzie jego wydajność. Najczęściej montuje się je na dachach, gdzie kąt odchylenia wynosi zazwyczaj około 45 stopni. W przypadku gdy dach jest płaski, kolektor solarny najlepiej zamontować na podporach.

Plusy i minusy ogrzewania domu prądem z fotowoltaiki

Instalacje produkujące energię elektryczną z promieni słonecznych mają swoje mocniejsze i słabsze strony. Do plusów z pewnością możemy zaliczyć to, że nie ingerują w szkodliwy sposób w środowisko naturalne. Wykorzystanie do domowych celów energii odnawialnej to także przejaw dbałości o nasze naturalne środowisko. Oczywiście niższe rachunki za prąd są ogromnym atutem korzystania z instalacji, ponieważ w pierwszej kolejności prąd na użytek domowy czerpiemy z własnej mikroelektrowni, co pozwala na zaoszczędzenie pieniędzy. W przypadku instalacji off-grid mamy jeszcze uniezależnienie od zewnętrznej sieci, a co za tym idzie zakłóceń i przerw w dostawach prądu. 

Systemy fotowoltaiczne mają niewiele wad i są to głównie koszty instalacji – jeżeli instalacja ma zaspokoić potrzeby jednorodzinnego domu – są dość wysokie. Większe systemy potrafią generować nawet 9000 do 10000 kWh rocznie, ale są oczywiście stosunkowo droższe. Innym minusem jest klimat, od którego zależy efektywność systemu.

W Voltu oferujemy wszystkie powyższe rozwiązania
Skontaktuj się z naszym konsultantem aby przestać płacić za ciepło w Twoim domu.

/**/