Ogromną popularnością w kraju cieszy się program rządowy "Mój prąd". Uczestnicy tego programu mogą otrzymać dotację do instalacji fotowoltaicznej w wysokości 5 tys. zł. Ponadto od 23 listopada 2019 r. prosumenci zapłacą 8 procentową stawkę VAT na panele słoneczne i pompy ciepła. Obliczenia mocy zainstalowanej zestawu paneli fotowoltaicznych. Dobowe zużycie energii elektrycznej przez:
Lodówka - 0,6 kWh
kuchenka elektryczna - 2,2 kWh
Podgrzanie CWU - 1,7 kWh
TV - 0,5 kWh
Oświetlenie - 0,5 kWh
Pralka - 0,4 kWh
Komputery - 0,3 kWh
Wentylacja (rekuperacja) - 0,5 kW
Inne - 0,3 kWh
Razem - 7 kWh x 365 = 2555 kWh
W słoneczne letnie miesiące ilość wytwarzanej energii w ciągu jednego miesiąca przez panel o mocy 1 kWp może osiągnąć wartość 180 kWh, podczas gdy w lutym wartość ta spada do około 60 kWh, zaś w grudniu i styczniu do 30 kWh z 1 kWp.
180kWh/30 = 6 kWh/24h z 1 KWp - w miesiącach czerwiec lipiec,
30 kWh/30 = 1 kWh/24h z 1 kWp - w grudniu i styczniu.
W miesiącach letnich dobowa produkcja energii elektrycznej przez panele fotowoltaiczne o mocy znamionowek 3,4 kW wyniesie: 6*3,4 = 20 kWh, zaś w grudniu i styczniu: 1*3,4 = 3,4 kWh, przy zapotrzebowaniu domu na poziomie 7 kWh (bez energii elektrycznej potrzebnej do zasilenia pompy ciepła). W miesiącach letnich mamy sporą nadwyżkę energii elektrycznej , a w okresie zimowym niedobór. Nadwyżki wyprodukowanej energii, możemy oddawać ("magazynować”) do zakładu energetycznego, po czym, gdy mamy większe zapotrzebowanie na prąd (np. zimą) możemy odebrać sobie 80% oddanej wcześniej energii.
Zapotrzebowanie na energię cieplną domu jednorodzinnego o powierzchni użytkowej 125 m2
Rzut parteru (salon, trzy sypalnie, garaż na dwa stanowiska) - link: https://www.extradom.pl/projekt-domu-dom-przy-rubinowej-5-KRK1480?gclid=CjwKCAiA3abwBRBqEiwAKwICA-T6PUm0s6iWWVXcEs5PEStUPGMLtCU86_T3SDaIuffwmRj5wVd8fxoCoysQAvD_BwE
Zewnętrzne ściany nośne zostaną wykonane z BLOCZKÓW POROTHERM o grubości 25 cm i współczynniku przenikania ciepła: U=0,95 W/(m²K)
Dobowe straty ciepła przez takie nieocieplone ściany dla ΔT = 15 st. C można obliczyć ze wzoru: W = U*ΔT*S*t, gdzie;
U - współczynnik przenikania ciepła,
ΔT - różnica temperatur wewnątrz i na zewnątrz budynku,
S - powierzchnia ścian(y),
t - czas,
i wyniosą:
Wm = 0,95*15*180*24 = 61,5 kWh.
Ocieplenie ścian zewnętrznych styropianem o grubości 30 cm i wspólczynniku przewodzenia λ - 0,032 W/mK zmniejszy te straty dziesięciokrotnie !!!
U = λ/d
Ws = 0.032/0,3*15*180*24 = 0,1*15*180*24 = 6,9 kWh
Gdy w obliczeniach uwzględni się izolacyjność bloczków POROTHERM z których zbudowane są ściany zewnętrzne domu, to dobowe straty energii cieplnej przez nie wyniosą 6,2 kWh/24h.
W podobny sposób można obliczyć straty ciepła przez dach (wełna mineralna 40 cm, λ - 0,032 W/mK)
Wd = 0,032/0,4*15*307*24 = 8,9 kWh/24h
oraz fundamentów:
Wf = 0,032/0,3*15*133*24 = 5,1 kWh/24h
i okien trzyszybowych o współczynniku przenikania ciepła: U=1,05 W/(m²K):
Wo = 1,05*15*16*24 = 6 kWh/24h
Razem: 6,2 + 8,9 + 5,1 + 6 = 26,2 kWh/24h
dla różnicy temperatur 15 stopni C (średnia temperatura na zewnątrz budynku plus 7 st., wewnątrz - plus 22 st. C).
Stąd moc cieplna pompy 26,2/24 = 1,1 kW
Przy temperaturze na zewnątrz minus 18 st. C dobowe zapotrzebowanie na energię cieplną się podwoi do 52 kWh, a wymagana moc cieplna wzrośnie do 2,2 kW. Te wymagania spełnia np. pompa cieplna powietrze woda NIBE AMS 10-8, która ma zakres mocy grzewczej od 3,0 do 8 kW.
Jeżeli przyjmiemy czas trwania sezonu grzewczego 200 dni, to pompa cieplna wytworzy przez ten czas:
1,1*24*200 = 5280 kWh energii cieplnej (26 kWh/24h).
Współczynnik sprawności pompy COP A7/W35 (AIR - temp..powietrza na zewnątrz 7 st.C, ogrzewanie podłogowe temp. na wyjściu z pompy 35 st. C) wynosi 4,65.
Stąd zużycie energii elektrycznej:
5280/4,65 = 1135 kWhe
Czyli roczne zużycie energii elektrycznej przez dom wyniesie:
2555 + 1135 = 3690 kWh ≈ 3700 kWh
Dodatkowym źródłem ciepła jest kuchenka elektryczna, która dostarcza do wnętrza budynku w ciągu doby 2,2 kWh energii cieplnej, lodówka, TV, oświetlenie i komputery, które dostarczają odpowiednio: 0,6, 0,5, 0,5 i 0,3 kWh energii cieplnej oraz domownicy. Razem: 2,2 + 0,6 + 0,5 + 0,5 + 0,3 = 4,1 kWh + ciepło wytworzone przez domowników.
4 kWh * 200 dni = 800 kWh
Stąd mamy roczne zużycie energii cieplnej.
5280 - 800 = 4480 kWh
Stąd roczne zużycie energii elektrycznej przez pompę cieplną dla COP 4,65 wyniesie:
4480/4,65 = 963 kWh,
a roczne zużycie energii elektrycznej:
2555 + 963 = 3518 kWh
Zestaw fotowoltaiczny o mocy 3,42 kWp jest w stanie wytworzyć 3400 kWh energii elektrycznej. Przy założeniu, że w okresie letnim przekaże się się do sieci elektroenergetycznej 2000 kWh, to w rocznym rozliczeniu zakładowi energetycznemu, przy cenie kilowatogodziny 0,6 zł zapłacimy:
2200*0,6 - 2200*0,6*0,80 = 1320 - 1056 = 264 zł/rok.
Mam nadzieję, że notka ta pomoże każdemu oszacować zapotrzebowanie na energię cieplną i elektryczną domku o dowolnej kubaturze, dobrać optymalny zestaw paneli fotowoltaicznych i odpowiednią do tej kubatury pompę cieplną. Przy mniejszym budżecie można wybrać projekt bardzo atrakcyjnego architektonicznie domku o powierzchni użytkowej 75 m2 (dwie sypialnie). https://www.galeriadomow.pl/projekty-domow/projekt-dom-przy-niezapominajek-3.html Ważne, żeby w fazie projektowania zadbać o dobre jego ocieplenie (styropian/wełna mineralna o grubości 25...40 cm). To się w dłuższej perspektywie bardzo opłaci.
Ps. I nie zapominajmy na etapie projektowania o prawidłowej wentylacji budynku - rekuperacja, która w okresie letnim może stanowić ekologiczną i energooszczędną alternatywę dla klasycznych energochłonnych klimatyzatorów. Rekuperacja, co to takiego? Zasada działania jest wyjaśnona na tych filmikach: https://youtu.be/-MWp48-C5l8 https://youtu.be/BUjISmaqnRk
Przypisy:
1. Podstawowe wzory i definicje: λ - współczynnik przewodzenia ciepła W/mK, U - Współczynnika przenikania ciepła dla ścian W/m2K, U = λ/d, R - d/λ opór cieplny m2K/W
2. Mój prąd http://nfosigw.gov.pl/moj-prad/
3. Czy panele fotowoltaiczne są wydajne zimą? https://skomat-fotowoltaika.pl/fotowoltaika-zima/
4. Kierunek ustawienia paneli fotowoltaicznych https://lmvgroup.pl/aktualnosci/kierunek-ustawienia-paneli-fotowoltaicznych/
5. Współczynnik przewodzenia ciepła λ. Od czego zależy przewodnictwo cieplne materiałów? https://www.muratorplus.pl/technika/izolacje/wspolczynnik-przewodzenia-ciepla-od-czego-zalezy-przewodnictwo-cieplne-materialow-aa-ft7i-XYum-5Wij.html
6. Styczeń był w normie https://meteoprognoza.pl/2019/02/08/styczen-byl-w-normie/
