Faz sentido combinar uma bomba de calor com um sistema fotovoltaico? Os construtores de casas têm razão em colocar-se esta questão, porque se confiarem num sistema de aquecimento sustentável, só pode ser correcto produzir você mesmo alguma da electricidade necessária para o funcionamento, certo?
Dependendo da situação inicial
A resposta curta é: Sim, claro que faz sentido. E ainda assim muitos fatores precisam ser levados em consideração que influenciam a resposta detalhada:
- Quanto espaço eu tenho?
- Quantas pessoas moram na casa (necessidade de água quente)?
- Quanto espaço disponível no telhado?
- Qual inclinação/orientação do telhado está disponível?
- Decisão: “investimento” vs. “custos operacionais mais elevados”
Uma empresa especializada pode oferecer conselhos e cálculos confiáveis para sua situação.
Deseja reformar uma bomba de calor em um prédio antigo? Isso requer mais perguntas:
- Há piso aquecido?
- A casa tem bom isolamento térmico?
- Há espaço suficiente na casa/na propriedade?
Estudo de caso: Bombas de calor de água salgada em combinação com PV
2x bombas de calor de água salgada (WP) foram instaladas, cada uma com uma potência de 6 kW e um consumo de energia de aproximadamente 1,2 kW + 1,6 m³ de armazenamento temporário. As pequenas bombas de calor têm um menor consumo de energia, pelo que consomem eficientemente a sua própria eletricidade, mesmo com baixo rendimento fotovoltaico. O sistema fotovoltaico é dividido em duas superfícies de telhado com inclinação de 25° e atinge aproximadamente 16 kWp. O sistema será complementado com um sistema de armazenamento de eletricidade de 12 kWh, a fim de atingir um nível ainda mais elevado de autoconsumo e autossuficiência.
16 kWp é superdimensionado?
Sim e não. Quanto maior a potência em kWp, maior será:
- menor porcentagem de autoconsumo no verão (=você produz eletricidade mais cara do que a alimenta)
- Maior cobertura de necessidades pessoais no inverno
Situação: Casa, família de 4 pessoas
Geração de água quente através de bomba de calor de água quente, sem armazenamento de eletricidade
No corrente ano, foi alcançado um nível de autossuficiência de 71% desde que entrou em operação em junho. Um total de 16% da energia eléctrica foi autoconsumida, valor que já subiu para 45% em Outubro (grau de auto-suficiência 70%) e para mais de 70% em Novembro (grau de auto-suficiência 60%).
Quando o sistema fotovoltaico produz eletricidade, os consumidores ligam assim que os valores limite definidos são atingidos. Eles são deliberadamente ajustados para operação no inverno, de modo que o uso de sua própria eletricidade seja maximizado e a compra de eletricidade da rede elétrica seja reduzida.
Gamechanger Buffer
Se o sol estiver brilhando, a bomba de calor pode aquecer o armazenamento temporário. Embora a eficiência diminua à medida que o número de graus no armazenamento tampão aumenta, isto ajuda - dependendo da relação com o espaço habitacional - a passar a noite seguinte ou o dia seguinte completamente sem energia eléctrica para o aquecimento. Mesmo na época em que o sol não aparece com tanta frequência, um armazenamento tampão é importante para que não seja necessário utilizar eletricidade externa para operar a bomba de calor. Adicionar um sistema fotovoltaico só faz sentido com um buffer de armazenamento dimensionado corretamente.
Quando quais consumidores serão ativados:
- a partir de 400 watts de potência fotovoltaica: bomba de calor de água quente com 0,5 kW
- a partir de 1.000 watts de saída fotovoltaica: WP Master 1,2 kW (=consumo de 1,7 kW=0,7 kW de alimentação da rede)
- de 1.900 watts de saída fotovoltaica: WP escravo 1,2 kW (=consumo de 2,9 kW=1,0 kW de alimentação da rede)
Resultado
A necessidade de água quente e energia de aquecimento pode até agora ser completamente coberta por energia fotovoltaica em aproximadamente80% de todos os dias. Somente em dias nublados no inverno e quando há neve o PV não produzirá eletricidade suficiente para operar as bombas de calor por um período de tempo suficiente.
Aproximadamente 500 kWh de produção são esperados em dezembro. É claro que estes não são suficientes para cobrir a água quente e a energia de aquecimento, mas ajudam a reduzir os custos de produção e aquecimento de água quente. As bombas de calor no exemplo são fornecidas com um valor COP (ver caixa de informações) de 4,81.
Coeficiente de desempenho COP (EN14511)
O COP indica o valor da potência térmica em relação à energia elétrica utilizada em determinadas condições. Quanto maior o valor do COP, mais eficientemente funciona a bomba de calor. Um valor COP de 4 significa que 1 kWh de eletricidade é convertido em 4 kWh de energia térmica.
Supondo que 400 kWh dos 500 kWh esperados sejam usados com um valor COP de 4,5, pelo menos1.800 kWh de energia térmica podem ser gerados.
Conclusão
O período de observação é muito curto para poder tirar uma conclusão bem fundamentada, porque o período de aquecimento escuro está pendente.
No entanto:
Investir em um sistema fotovoltaico faz mais sentido,quanto maior for o seu próprio consumo. Outra vantagem: uma bomba de calor criaindependência dos combustíveis fósseise o sistema fotovoltaico ajuda a reduzir adependência da eletricidade da redeAlém de um sistema de armazenamento de energia, o sistema foi significativamente melhorado. Claro que no início existeminvestimentos, que têm um impacto significativo no financiamento, especialmente na construção de uma casa, mas o resultado“menores custos de funcionamento”vale a pena para muitos. Isso significa que os altos custos de investimento são amortizados novamente.
