Ile potrzeba paneli fotowoltaicznych do ogrzania domu

Sektor ogrzewnictwa w Polsce od lat traktuje się po macoszemu, a to właśnie w nim potrzebne są pilne i szeroko zakrojone zmiany. Według raportu Polskiego Alarmu Smogowego z marca 2021 roku, w Polsce funkcjonowało około 3 mln kotłów na paliwo stałe, które nie spełniały wymogów uchwał antysmogowych. By zrealizować cele przyjęte przez nasz kraj w ramach polityki “Europejskiego Zielonego Ładu” ciepłownictwo w Polsce musi przejść gruntowną transformację. Dodatkową motywacją są rosnące ceny paliw kopalnych - m.in. węgla i gazu. Docelowo, kraje UE będą dążyć do elektryfikacji ogrzewnictwa oraz szerszego wykorzystania w tym obszarze odnawialnych źródeł energii, takich jak fotowoltaika. Pojawia się jednak pytanie, ile potrzeba paneli fotowoltaicznych do ogrzania domu wykorzystującego elektryczne ogrzewanie?

Fotowoltaika to obecnie najpopularniejszy w Polsce typ instalacji OZE. Z ponad miliona prosumentów, aż 99% stanowią ci, którzy wykorzystują panele fotowoltaiczne.
Wśród elektrycznych źródeł ciepła, coraz większym zainteresowaniem cieszą się pompy ciepła, które stanowią również jedno z najtańszych metod ogrzewania budynku.
Rosnące ceny energii sprawiają, że ogrzewanie elektryczne najlepiej połączyć z panelami fotowoltaicznymi.
Do ogrzania przeciętnego budynku o powierzchni 120 metrów kwadratowych, w zależności od źródła ciepła, potrzeba od ok. 6 do 21 paneli fotowoltaicznych o mocy 400 W.

Fotowoltaika najczęściej montowaną mikroinstalacją OZE w Polsce

Transformacja energetyczna już się rozpoczęła, czego dowodem może być liczba prosumentów (producentów i konsumentów energii elektrycznej) w Polsce. Jak wynika z danych statystycznych udostępnionych przez Agencję Rynku Energii, we wrześniu 2022 roku łączna liczba przyłączonych mikroinstalacji wyniosła 1,147 mln. Co warto podkreślić, aż około 99% z nich stanowią systemy fotowoltaiczne. To sprawia, że energia słoneczna jest najpopularniejszym odnawialnym źródłem energii.

Fotowoltaika, przekształca promieniowanie słoneczne na energię elektryczną, nie wytwarzając przy tym żadnych pyłów ani hałasu. Jest zatem idealnym uzupełnieniem nowoczesnych typów ekologicznego ogrzewania domu, opartych na energii elektrycznej.

Ogrzewanie elektryczne i pompy ciepła zyskują na popularności

Według danych Centralnej Ewidencji Emisyjności Budynków z końca listopada 2022 roku, różnego rodzaju grzewcze systemy elektryczne, z blisko 14% udziałem, były czwartym najpopularniejszym sposobem ogrzewania budynku. Jednocześnie, jak wynika z danych Polskiej Organizacji Rozwoju Technologii Pomp Ciepła (PORT PC) pierwsze trzy kwartały 2022 roku przyniosły 121% wzrost sprzedaży pomp ciepła. Szczególnym zainteresowaniem cieszyły się pompy ciepła typu powietrze-woda, gdzie odnotowano sprzedaż wyższą aż o 140%.

Ogrzewanie elektryczne, w tym ogrzewanie pompą ciepła niesie ze sobą szereg korzyści. Rozwiązania tego typu są wysoko wydajne (ich sprawność sięga 100%, a w przypadku pomp ciepła - mogą nawet przekroczyć poziom 100%), niemal bezobsługowe oraz bezpieczne dla środowiska. Same pompy ciepła należą również to najtańszych sposobów zaopatrywania budynku w ciepło. Niestety, niepewność związana z cenami energii elektrycznej sprawia, że wielu inwestorów odkłada decyzję o wymianie źródła ogrzewania na później. Rozwiązaniem problemu może być uzupełnienie ogrzewania elektrycznego o fotowoltaikę. Produkcja energii elektrycznej we własnym zakresie gwarantuje bowiem znaczną niezależność od cen energii. Warto też pamiętać, że właściwe ustawienie paneli fotowoltaicznych może zapewnić ich wysoką wydajność również w okresach zwiększonego zapotrzebowania na energię do ogrzewania.

Pozostaje pytanie, ile potrzeba paneli do ogrzania domu, wykorzystującego ogrzewanie elektryczne?

Ile paneli fotowoltaicznych do ogrzania domu? Najpierw trzeba poznać zapotrzebowanie na energię użytkową

Średnia moc instalacji fotowoltaicznej montowanej w Polsce wynosi około 6 kW, co w naszych warunkach geograficznych pozwala wyprodukować przeciętnie około 6.000 kWh energii ze słońca. Czy taka ilość energii wystarczy do ogrzania domu?

By odpowiedzieć na to pytanie, najpierw musimy poznać zapotrzebowanie energetyczne budynku, a konkretnie - ilość energii użytkowej, jakiej wymaga budynek do zachowania komfortu cieplnego. Energia użytkowa to ilość ciepła, którą należy dostarczyć do budynku, by utrzymać określoną temperaturę w pomieszczeniach oraz przygotować ciepłą wodę użytkową. Jednostką energii użytkowej jest kilowatogodzina na metr kwadratowy na rok (kWh/m2/rok).

Zamów świadectwo energetyczne budynku w portalu senerg.pl

Aplikacja Senerg to mobilna aplikacja, dzięki której zamówisz świadectwo charakterystyki energetycznej online dla swojej nieruchomości.

Zajrzyj na stronę senerg.pl i zamów usługę dla sobie

Senerg to profesjonalna usługa świadczona przez wykwalifikowany zespół ekspertów i inżynierów, którzy na co dzień specjalizują się w tworzeniu świadectw charakterystyki energetycznej. Specjaliści mogą poszczycić się rozległą wiedzą i bogatym doświadczeniem w obszarach energetyki, budownictwa, nieruchomości oraz informatyki.

Decydując się na skorzystanie z senerg.pl otrzymasz gwarancję najwyższej jakości. Świadectwem tego jest ponad 1200 zadowolonych klientów oraz ponad 1800 wygenerowanych świadectw energetycznych.

Informację o ilości energii użytkowej, którą należy dostarczyć do budynku, można znaleźć np. w świadectwie charakterystyki energetycznej budynku. Wiele domów w Polsce to jednak budynki termomodernizowane, które nie posiadają specyfikacji pozwalającej określić zapotrzebowanie energetyczne budynku. Właściciele takich obiektów mogą jednak przeprowadzić audyt energetyczny lub skorzystać z OZC (obliczenia zapotrzebowania cieplnego), który pomoże określić ich energochłonność.

W uproszczonych obliczeniach przyjmuje się, zapotrzebowanie na energię użytkową w budynkach:

o słabej izolacji wynosi ok. 200 kWh/m2/rok.
po termomodernizacji wynosi ok. 70 kWh/m2/rok.
nowych wynosi ok. 35 kWh/m2/rok.

Informacje na temat energii użytkowej to jednak nie jedyne, co należy wiedzieć, aby obliczyć ile paneli słonecznych potrzeba do ogrzania domu.

Ogrzewanie domu panelami fotowoltaicznymi - co jeszcze ma znaczenie?

Do obliczenia ilości paneli fotowoltaicznych potrzebnych do ogrzewania domu potrzebujemy również informacji na temat ogrzewanej powierzchni budynku, a także sprawności źródła ciepła.

W przypadku klasycznego ogrzewania elektrycznego, takiego jak np. kocioł elektryczny czy maty sprawność grzewcza oscyluje w granicach 100%. Oznacza to, że każde 1 kWh energii elektrycznej niemal w całości zostaje przekształcone na energię cieplną.

Jeśli chodzi o pompy ciepła, sytuacja wygląda nieco inaczej. Urządzenie to działa w ten sposób, że część energii elektrycznej zastępuje energią dostępną w tzw. dolnym źródle - czyli np. w wodzie, gruncie czy w powietrzu. To sprawia, że pompy ciepła charakteryzują się sprawnością wyższą niż 100%. O skuteczności pobierania przez pompę ciepła energii z dolnego źródła mówią współczynniki COP oraz SCOP.

COP pompy ciepła to parametr mówiący o chwilowej sprawności urządzenia. Z kolei SCOP to wskaźnik określający sezonową sprawność pompy ciepła - w okresie grzewczym. Wysoki współczynnik SCOP jest wyznacznikiem jakości pompy ciepła i bezpośrednio przekłada się na ilość energii elektrycznej zużywanej przez urządzenie. Przy wyborze urządzenia warto przeanalizować karty katalogowe pod kątem SCOP. Można również skorzystać z gotowych rankingów pomp ciepła: https://enerad.pl/pompy-ciepla/ranking-pomp-ciepla/.

Na pobór energii elektrycznej przez pompę ciepła wpływ ma również dopasowanie urządzenia do budynku i warunków klimatycznych. Pompa ciepła o zbyt małej mocy będzie musiała wspomagać się w pracy grzałkami elektrycznymi, co może znacząco zwiększyć zużycie prądu. Dla optymalnej pracy moc urządzenia powinna zostać obliczona przez osobę posiadającą odpowiednie kwalifikacje np. certyfikat EUCERT lub certyfikat instalatora OZE. W tym celu można skorzystać m.in. z bazy instalatorów posiadających certyfikat EUCERT: https://portpc.pl/baza-instalatorow/ czy rankingu firm montujących pompy ciepła: https://enerad.pl/pompy-ciepla/montaz-pomp-ciepla-ranking/.

Ile paneli fotowoltaicznych do ogrzania domu kotłem elektrycznym?

By obliczyć, ile potrzeba paneli fotowoltaicznych do ogrzania domu kotłem elektrycznym wystarczy przemnożyć wartość parametru energii użytkowej przez ogrzewaną powierzchnię. Przykładowo, budynek o powierzchni 120 metrów kwadratowych, którego zapotrzebowania na energię użytkową wynosi 70 kWh/m2/rok, w ciągu roku zużyje 8.400 kWh energii.

Jako że analiza nasłonecznienia dla instalacji PV wykazuje, że 1 kW fotowoltaiki wyprodukuje przeciętnie 1.000 kWh energii, do ogrzania takiego budynku potrzebny będzie system o mocy ok. 8,4 kW.

Oznacza to, że ogrzanie przeciętnie energochłonnego budynku, wykorzystującego kocioł elektryczny, będzie wymagało zamontowania ok. 21 paneli fotowoltaicznych o mocy 400 W każdy.

Ile paneli słonecznych potrzeba do ogrzania domu z pompą ciepła?

Nieco inaczej sytuacja będzie wyglądała w przypadku ogrzewania budynku pompą ciepła. By obliczyć, ile paneli słonecznych potrzeba do ogrzania domu z pompą ciepła, należy przemnożyć zapotrzebowanie energetyczne budynku przez jego powierzchnię, a otrzymany wynik podzielić przez sezonową sprawność pompy ciepła (tzw. współczynnik SCOP). Dane na temat SCOP można znaleźć m.in. w karcie katalogowej urządzenia.

Budynek o powierzchni 120 metrów kwadratowych, o przeciętnym zapotrzebowaniu energetycznym wynoszącym 70 kWh/m2/rok, w ciągu roku będzie potrzebował 8.400 kWh energii do ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej. Jednak wykorzystując pompę ciepła o współczynniku SCOP 3,5 pobierze jedynie około 2.400 kWh energii elektrycznej.

Do ogrzania domu o przeciętnej energochłonności, wyposażonego w pompę ciepła potrzebne będzie zatem ok. 6 paneli fotowoltaicznych 400 W, o sumarycznej mocy ok. 2,4 kW.

Zapotrzebowanie na energię użytkową, a co za tym idzie, ilość paneli słonecznych potrzebnych do ogrzewania domu może się zmieniać. Przeprowadzając termomodernizację, można ograniczyć ilość energii dostarczanej na potrzeby ogrzewania, C.W.U i wentylacji. Z kolei złe nawyki (np. otwieranie okien przy odkręconych zaworach termostatycznych), mogą znacząco podnieść zapotrzebowanie energetyczne.

Artykuł powstał we współpracy z portalem enerad.pl