Tylko 2 z 54 testowanych systemów łączących pompy i PVT były opłacalne
Tylko dwa z 54 przebadanych systemów grzewczych łączących pompy ciepła z panelami fotowoltaiczno-termicznymi (PVT) okazały się ekonomicznie opłacalne – wynika z międzynarodowego badania prowadzonego w Niemczech. Systemy te mogły pokryć do 39% rocznego zapotrzebowania na ciepło i połowę zużycia prądu w domu jednorodzinnym, ale ich opłacalność zależała ściśle od konfiguracji i lokalizacji.
Naukowcy przetestowali 54 warianty systemów SAHP
Zespół badawczy z Niemiec, Cypru i Egiptu, pod kierownictwem Karlsruhe Institute of Technology, przeanalizował 54 warianty hybrydowych systemów grzewczych opartych o pompy ciepła wspomagane energią słoneczną (SAHP). Każdy system integrował kolektory fotowoltaiczno-termiczne (PVT) z pompą ciepła w układzie pośrednim. Celem badania była ocena efektywności energetycznej, ekonomicznej i środowiskowej tych rozwiązań dla domów jednorodzinnych w Monachium, Berlinie i Hamburgu.
Jak działa testowany system SAHP?
Badany system korzystał z dwóch źródeł ciepła: ciepła pochodzącego z kolektorów PVT oraz z pompy ciepła. Oba źródła podgrzewały zasobnik wody, który następnie dostarczał ciepło na potrzeby ogrzewania pomieszczeń i ciepłej wody użytkowej. Część energii elektrycznej potrzebnej do pracy systemu była dostarczana przez moduły PVT, a nadwyżki mogły trafiać do sieci.
Do symulacji wykorzystano dane pogodowe i zużycia energii charakterystyczne dla trzech miast w Niemczech, przyjmując modelowy dom o powierzchni użytkowej 93,1 m² i ogrzewanej podłodze 89,1 m². Na dachu o powierzchni 82,4 m² umieszczono 32,9 m² kolektorów PVT.
Tylko dwa warianty miały sens finansowy
Spośród 54 wariantów tylko dwa systemy — oparte na czynnikach chłodniczych R32 i propanie — wykazały dodatnią wartość bieżącą netto (NPV) i okres zwrotu krótszy niż zakładany czas życia systemu (20 lat). Wartość NPV wyniosła odpowiednio 960 euro i 255 euro, a okres zwrotu 19,3 i 19,8 roku.
Reszta wariantów, choć niektóre osiągały wysoką efektywność energetyczną, nie była opłacalna przy obecnych cenach energii i kosztach inwestycyjnych.
Pokrycie zapotrzebowania na energię przez słońce
Systemy SAHP mogły pokryć nawet 39% rocznego zapotrzebowania na ciepło oraz ok. 50% energii zużywanej przez urządzenia elektryczne. Najlepsze wyniki osiągnięto w Monachium. Jednak zimą, gdy zapotrzebowanie na ciepło było największe, energia słoneczna nie wystarczała i system w dużej mierze opierał się na zasilaniu z sieci.
W miesiącach letnich ciepło dostarczane przez PVT w pełni pokrywało potrzeby domowników. W pozostałych miesiącach udział energii słonecznej był zmienny i zależny od konstrukcji systemu, m.in. zastosowanego czynnika chłodniczego i wydajności pompy.
Które rozwiązania sprawdziły się najlepiej?
Systemy z czynnikiem R32 osiągały najwyższe współczynniki wydajności (COP) i tym samym najlepsze wykorzystanie energii słonecznej. Podobne, choć nieco niższe wyniki osiągnęły systemy z propanem. Systemy z R410A były wyraźnie mniej efektywne.
Wszystkie analizowane konfiguracje miały tę samą powierzchnię kolektorów PVT i pojemność zasobnika (750 l). Różniły się jednak parametrami pracy, temperaturą źródła dolnego i górnego, tzw. pinch point (różnicą temperatur między czynnikiem grzewczym a medium) oraz mocą wyjściową (5,5 lub 7 kW).
SAHP kontra inne technologie grzewcze
Analiza wykazała, że SAHP może być bardziej opłacalnym rozwiązaniem niż samodzielna pompa ciepła lub kocioł gazowy — pod warunkiem, że ceny energii elektrycznej i gazu nie będą wyjątkowo niskie. W innym przypadku systemy te nie są w stanie konkurować z konwencjonalnymi technologiami pod względem kosztu jednostkowego energii (LCOE).
- Saharyjski pył zagrożeniem dla produkcji energii słonecznej w Europie – nowe badania EGU25
- Darmowe narzędzie do doboru kąta nachylenia paneli PV. Zaskakujące wyniki badań
- Włosi stawiają na SMR: Nuclitalia rusza z badaniami nad nową energią
Obserwuj
Może Cię również zainteresować
URE: pięciu wytwórców otrzyma 1,5 mld zł wsparcia z drugiej aukcji kogeneracyjnej 2025
Ponad 6 TWh energii z wysokosprawnej kogeneracji zyska wsparcie państwa – rozstrzygnięto drugą w tym roku aukcję na premię kogeneracyjną.
Qair Polska planuje 5 TWh zielonej energii rocznie do 2030 roku. Firma chce mieć 3 GW mocy i rozbudować magazyny energii
Qair Polska zapowiada ambitne cele na najbliższe lata – do 2030 roku chce dostarczać ponad 5 TWh energii odnawialnej rocznie dla odbiorców w Polsce. Kluczowe mają być rozwój magazynów energii, hybrydyzacja instalacji i zmiany legislacyjne – w tym ustawa wiatrakowa.
ESG zmienia reguły gry. Firmy przechodzą od compliance do strategii
Rosnące znaczenie ESG nie ogranicza się już do spełniania wymogów prawnych. Coraz więcej firm dostrzega w nim szansę na budowanie przewagi konkurencyjnej i długoterminowego sukcesu. Przejście od compliance do strategicznego zarządzania ESG staje się nowym standardem – także w Polsce.
Naturalny wodór w skorupie kontynentalnej – potencjał, ograniczenia i geologiczne uwarunkowania
Naturalny wodór może stać się istotnym źródłem czystej energii dla przemysłu i trudnych do dekarbonizacji sektorów. Najnowszy przegląd badawczy opublikowany 13 maja 2025 r. w Nature Reviews Earth & Environment ujawnia, w jakich warunkach dochodzi do jego powstawania i akumulacji w skorupie kontynentalnej. To pierwszy tak kompleksowy opis geologicznych procesów, które mogą zadecydować o przyszłości „białego wodoru”.
177 mld USD na energetykę. IEA o kredytach eksportowych
Rola agencji kredytów eksportowych (ECA) w finansowaniu energetyki rośnie, zwłaszcza w kontekście wsparcia transformacji energetycznej. Międzynarodowa Agencja Energetyczna (IEA) po raz pierwszy uwzględniła ich działania w swoim sztandarowym raporcie World Energy Investment 2025. Od 2014 r. ECAs udzieliły wsparcia energetycznego o wartości 177 mld USD, z czego coraz większa część trafia do projektów związanych z OZE.
Moc deszczu – nowa granica w energii odnawialnej
Deszcz może nie tylko podlewać uprawy czy zasilać rzeki, ale – jak pokazuje tekst Rose Morrison w Renewable Energy Magazine – również dostarczać energii elektrycznej. Dzięki nowatorskim technologiom, takim jak plug flow czy piezoelektryczne dyski, opady zyskują nową rolę w miksie OZE.
Komentarze