Rzeczywiste koszty energii w budynku z fotowoltaiką, pompą ciepła i magazynem

Właściciele domów wyposażonych w instalacje odnawialnych źródeł energii często zadają sobie pytanie o realną efektywność ekonomiczną takich systemów w skali roku. Prezentujemy szczegółową analizę oparta na rzeczywistych danych z faktur za energię elektryczną z gospodarstwa domowego, które dysponuje kompleksowym zestawem: instalacją fotowoltaiczną, powietrzną pompą ciepła do ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz stacjonarnym magazynem energii.

Metodologia i charakterystyka instalacji

Analiza obejmuje pełny rok kalendarzowy, z podziałem na miesiące. Dom jest zamieszkany przez czteroosobową rodzinę, o standardowym zapotrzebowaniu na energię. Instalacja PV ma moc 10 kWp, zorientowana głównie na południe. Magazyn energii ma pojemność użytkową 10 kWh. Pompa ciepła jest głównym źródłem ciepła, pracującym w trybie monowalentnym.

Kluczowym wskaźnikiem jest nie tylko produkcja PV, ale poziom autokonsumpcji, czyli bezpośredniego zużycia wyprodukowanej energii na potrzeby własne, co maksymalizuje oszczędności.

Porównanie okresu letniego i zimowego

Miesiące letnie (maj

• sierpień)

W tym okresie system wykazuje najwyższą samowystarczalność. W lipcu, przy wysokiej irradiacji słonecznej, produkcja z instalacji PV znacząco przewyższa zapotrzebowanie gospodarstwa domowego. Nadwyżki energii są magazynowane, a następnie wykorzystywane w godzinach wieczornych. W efekcie, rachunek za energię aktywną (pobraną z sieci) może spaść do opłat stałych lub minimalnych kwot związanych z poborem w ciągu kilku wyjątkowo pochmurnych dni. Dominuje zjawisko autokonsumpcji na poziomie przekraczającym 70%.

• Lipiec: Rachunek netto często ogranicza się do opłaty abonamentowej i ewentualnych opłat sieciowych.
• Sierpień: Podobnie wysoka autokonsumpcja, choć nieco niższa produkcja pod koniec miesiąca.

Miesiące przejściowe (kwiecień, wrzesień, październik)

Okresy te charakteryzują się równowagą. Produkcja PV jest nadal znacząca, ale zapotrzebowanie na energię, zwłaszcza na cele grzewcze, zaczyna rosnąć. Magazyn energii odgrywa kluczową rolę w przesuwaniu energii z godzin szczytu produkcyjnego na godziny poranne i wieczorne. Rachunki za energię pobraną z sieci są niskie, ale już zauważalne.

Miesiące zimowe (listopad – luty)

To okres największego wyzwania dla systemu. W styczniu produkcja fotowoltaiczna jest kilkukrotnie niższa niż latem, przy jednoczesnym szczytowym zapotrzebowaniu na energię do zasilania pompy ciepła. Magazyn energii jest ładowany tylko częściowo w słoneczne dni i szybko się rozładowuje. Autokonsumpcja energii z PV spada, a udział energii kupowanej z sieci gwałtownie rośnie.

• Styczeń: Rachunek odzwierciedla konieczność zakupu znacznej ilości energii z sieci. Koszty są najwyższe w skali roku, choć nadal niższe niż w domu bez OZE, dzięki pracy pompy ciepła o wysokim współczynniku COP.
• Grudzień/Luty: Podobny profil, z nieco lepszymi warunkami nasłonecznienia w lutym.

Podsumowanie i wnioski

Roczny bilans energetyczny takiego domu jest dodatni – wyprodukowano więcej energii niż zużyto (licząc rozliczenie w systemie opustów lub net-billingu). Jednak miesięczne rachunki wykazują dużą sezonową zmienność. Lato to okres niemal zerowych kosztów energii aktywnej, podczas gdy zima generuje wyraźne, choć ograniczone, wydatki. Inwestycja w magazyn energii łagodzi tę dysproporcję, zwiększając autokonsumpcję w okresach przejściowych, ale jego pojemność jest niewystarczająca, by całkowicie zniwelować różnicę zimową. Finalnie, system OZE z pompą ciepła zapewnia przewidywalne, niskie średnioroczne koszty energii oraz niezależność, ale wymaga świadomości sezonowej zmienności produkcji i odpowiedniego zarządzania popytem.

Foto: www.pexels.com