Pompa ciepła, fotowoltaika, magazyn energii

Wszyscy dobrze pamiętamy bum pomp ciepła szczególnie powietrznych, które w połączeniu z instalacją fotowoltaiczna w systemie rozliczeniowym net meteringu (opustów) pozwalały wygodnie ogrzewać domy i mieszkania. Mało tego koszt instalacji zarówno pompy ciepła jak i instalacji PV zwracał się w ciągu siedmiu a nawet 5 lat. Przed upływem terminu montażu paneli fotowoltaicznych na starych zasadach wzrost zleceń montażu przekraczał możliwości zarówno monterów jak i dostawców urządzeń. Dotyczyło to wszystkiego szczególnie pomp ciepła. Na taki stan złożyło się kilka elementów nie tylko gorączka upływającego terminu. Zerwane łańcuchy dostaw ze względu na obostrzenia z powodu pandemii, ale tez ceny opału innych źródeł ciepła gazu, węgla czy też pelletu. Ceny prądu były wtedy w miarę stabilne, a ciągle rozbudowujący się sektor OZE zdawał się dawać gwarancje na to, że ceny będą może nawet spadać. W końcu OZE to nie tylko zielona energia ale tez tania. Jest takie powiedzenie; „cena czyni cuda” i w tym przypadku prawdziwe. Choć nie takich cudów spodziewali się odbiorcy energii, ani dostawcy urządzeń ani firmy instalatorskie. 

Zmiana sposobu rozliczenia na net biling czyli w złotówkach zamiast w kWh spowodował nieufność i ostrożność odbiorcy. Eksperci w mediach przekonywali, że w zasadzie nic takiego się nie stało i choć system rozliczenia jest inny to okres zwrotu wydłuży się o maksimum 2 lata a fotowoltaika i tak się opłaca. I kiedy tak wydawało się, że sytuacja się stabilizuje to w zasadzie nagle gruchnęła wieść, że ceny energii wzrosną 100% może więcej. Pomińmy tutaj powody tej sytuacji w energetyce, bo polityką się nie zajmujemy. Po jakimś czasie rządzący się zorientowali, że coś z tym trzeba zrobić i wprowadzili „zamrożenie cen energii” i dwie stawki za kWh z limitem do 2000 kWh i ponad.

Czy to wszystko jeśli chodzi o niepewność w cenie prądu, systemie rozliczeń prosumetów?

Oczywiście, że nie ponieważ zamrożenie stawek ma obowiązywać do końca bieżącego roku. A co w przyszłym roku? Są przewidywania, że jeśli nie będzie zamrożenia cen od stycznia 2024 cena wzrośnie nawet do 1,37 zł za 1kWh czyli prawie dwukrotnie. Zamrożenie cen przypomina zeszła epokę gdzie o wszystkim decydowano przy biurku. Dodajmy do tego, że mamy rok wyborczy i nikt nie wie co się naprawdę stanie po jesiennych wyborach bez względu na wynik. 

Czy to nie jest wystarczający chaos aby zniechęcić budujących lub modernizujących domy? Jeśli dodamy do tego jeszcze inflację i ograniczenia w kredytach bankowych to ci, którzy mogą poczekać, aż się coś wyklaruje po prostu czekają. 

Ale życie nigdy nie stoi w miejscu i są tacy którzy musza skończyć już rozpoczęte budowy lub modernizacje. Są tacy co zmieniają miejsca pracy i miejsca na emeryturze i są tacy którzy się nie poddają i działają. Ci nie mogą czekać a rozwiązanie energetyczne dla swojego miejsca w tych skomplikowanych warunkach musza znaleźć. 

Jeśli już wybierzemy jako źródło ciepła właśnie pompę ciepła chcielibyśmy ja eksploatować długo, bezpiecznie i w jak najniższych kosztach. Głównym kosztem jest oczywiście cena energii elektrycznej. I tutaj od razu przychodzi na myśl instalacja fotowoltaiczna jako darmowe źródło energii. Wiadomo, że instalacja kosztuje ale potem przez długie lata już tylko odcinamy kupony. Dobrze to przyjrzyjmy się jak to wygląda. 

Najpierw rozważmy stary system opustów. Prosument miał licznik dwukierunkowy. Produkował prąd i z całej puli w ciągu roku mógł odzyskać 80%. 20% zostawało dla zakładu energetycznego jako koszty magazynowania w sieci energetycznej.

Załóżmy dom 150 m², poma ciepła, zużycie roczne na poziomie 12.000 kWh. Pompa ciepła około 8.000 na cele bytowe około 4.000. Fotowoltaika do 10 KwP wyprodukowała około 10.000 kWh a w dobrych warunkach nawet więcej. Ale przy tym poziomie produkcji energia do ogrzewania domu była gratis. Wymieniamy kocioł na pompę, który spalał 3–4 ton węgla, trochę drewna przy tym. Koszt montażu pompy wtedy to około 30.000–35.000 zł – dotacja 12.500 = 22.500zł. Koszt montażu instalacji PV 30.000–35.000 – dotacja 7000 =28.000 zł. 4 tony węgla + drewno to koszt około 5.000 zł nie licząc etatu palacza. Czyli licząc przy najmniejszej wydajności instalacji PV i najwyższych stawkach za pompę ciepła 10 lat wynosił okres zwrotu inwestycji. Instalacja 10kWp potrafi wyprodukować nawet 13.000 kWh/rok. Oczywiście sprawność jej spada stad przyjęta wartość do obliczeń 10.000 kWh/rok. Niemniej jednak przy produkcji powiedzmy 12.000 kWh/rok zwrot inwestycji byłby krótszy. 

Weźmy te same warunki i net biling. Koszt montażu powietrznej pompy ciepła wzrósł do około 50.000 zł instalacji PV 50.000 zł. Instalacja PV wyprodukuje 10.000 kWh/rok. Rozliczenie w net bilingu jest gotówkowe. Prosument płaci za 1kWh cenę od 1 października do 3000 kW 0,71 zł a powyżej 1,22 zł. Czyli 3000x 0,71= 2130 zł i 5000 x 1,22 zł= 6100 zł łącznie 8230 zł. Teraz sprawdźmy ile prosument zarobi produkując prąd. Cena giełdowa energii 2023 styczeń 0,59 zł, luty 0,68 zł, marzec 0,51, kwiecień 0,50, maj 0,38 zł, czerwiec 0,45zł, lipiec 0,44zł. Odpowiednio miesiącami produkcja PV począwszy oz stycznia 258, 452,862,1003, 1253,1538,1273 kWh. Wymnożymy ceny prze produkcję i mamy kwotę 3112 zł i podzielimy przez produkcje czyli 6639kWh = 0,46 zł za 1kwH sprzedanej energii do sieci, Przyjmując te średnia z 7 miesięcy czyli 0,46 zł x10.000 kWh dostajemy kwotę 4600 zł. Czyli oddajemy 45% produkcji. Koszt inwestycji 100.000 zł minus dotacja zostaje 70.500 zł. Koszt prądu prze 10 lat to 36.300 zł Koszt węgla i drewna przez 10 lat 70.000 zł. Okres zwrotu inwestycji i eksploatacji w porównaniu do ceny opału instalacji z kotłem stałopalnym wynosi 15 lat. 

Ktoś może powiedzieć, że to nie jest dobre odniesienie albo, że inwestycja w dom nigdy się nie zwraca jak kupno samochodu. Niestety nie jest to dobre porównanie.

Po pierwsze w samochodzie się bywa a w domu się żyje. Dom jest miejscem gdzie musi być ciepło, spokojnie, bezpiecznie i jest to centralne miejsce w naszym, życiu. Samochód nie jest koniecznością, a miejscem do życia jakim jest dom niestety tak. Jeśli mam instalacje z rur stalowych, może jeszcze grawitacyjną i zwykły kocioł, który spali wszystko i przez 20 lat spełniał swoje zadanie to być może dalej będzie spełniał swoje zadanie i niczego nie będę musiał zmieniać. Nawet w razie klęski czy zaniku prądu takie centralne ogrzewanie będzie działać i zagrzeje wodę.

Bardzo wielu ludzi tak myśli i trudno odmówić im racjonalności w takim myśleniu. Transformacje energetyczne ostatnich lat pokazały, że nie wszystko poszło tak jak by tego należało się spodziewać. 

Wróćmy jeszcze do naszej fotowoltaiki i nieszczęsnego net bilingu póki co. Dlaczego jest taka rozbieżność pomiędzy cenami zakupu i zbytu? Otóż to zamrożenie cen jak się okazuje nie jest wcale dobrym rozwiązaniem. Przy tej ilości instalacji fotowoltaicznych w Polsce można się spodziewać nadprodukcji w okresie letnim i w godzinach w których domownicy pracują. Naturalnym procesem rynkowym jest podaż i popyt. Kiedy podaż jest duża, szczególnie z OZE taniej energii trzeba by szybko ograniczyć produkcje z innych źródeł droższych np. z elektrowni węglowych. Nie jest to proste ponieważ proces ograniczenia i następnie wzmożenia produkcji w tego typu elektrowniach trwa godzinami. Można by powiedzieć, że fotowoltaika jest własną ofiarą. Niedostosowany system produkcji i dystrybucji energii w Polsce do tak szybkich zmian w strukturze energetycznej kraju jest źródłem problemu. Gdyby cena zakupu prądu była uzależniona od ceny giełdowej podobnie jak cena sprzedaży system net bilingu by się sprawdził. Ale mamy ceny gwarantowane, które maja bronić gospodarstw domowych, a jak się okazuje w praktyce zatrzymały rozwój fotowoltaiki jako taniej energii i oczywiście ekologicznej. 

Czy to już wszystkie problemy dotyczące instalacji PV? Niestety nie. Co raz częściej spotykamy się z podniesieniem napięcia w przeciążonych sieciach energetycznych. Dzieje się tak również za sprawa nieodebranej energii z instalacji fotowoltaicznej. Podniesienie napięcia powoduje wyłączenie falowników celem ochrony i równocześnie zatrzymanie produkcji. Pobieramy wtedy energię z sieci zamiast ja produkować. Nasza kalkulacja znowu zmienia się na niekorzyść. Rozwiązaniem problemu jest zwiększenie auto konsumpcji poprzez zastosowanie magazynów energii. 

Przykładowy magazyn 10 kWh to koszt rzędu nawet 50.000 zł. Dotacja to kwota rzędu 16.000 zł. Magazyn energii możemy zastosować pod warunkiem posiadania hybrydowego falownika w instalacji PV. Raczej w istniejącej instalacji wymieć falownika za kilka tysięcy złotych nie będziemy. W nowej instalacji możemy taki założyć i z 20% auto konsumpcji bez magazynu zwiększymy auto konsumpcję do około 55%. Zmniejszy to koszty zakupu energii około 2000 zł rocznie ale inwestycja sięgnie już 150.000 zł( 105.000 zł z dotacją) (pompa + PV + magazyn). Możemy szukać tańszych rozwiązań ale musimy pamiętać o bezpieczeństwie. Prąd stały o dużym napięciu w instalacji PV i w magazynie może być przyczyną groźnego łuku elektrycznego i przyczyną pożaru. Trzeba o tym pamiętać. 

W starym systemie net meteringu pompa ciepła + instalacja PV wręcz idealnie do siebie pasowały. Najlepiej to wiedza prosumenci, którzy rozliczają się w tym systemie z zakładami energetycznymi. Co przyniesie przyszłość nie wiadomo, a co możemy zrobić dzisiaj aby obniżyć rachunki za energię przy zastosowaniu pompy ciepła? 

Jest jeszcze jedno rozwiązanie i z wszystkich wyliczeń, które prowadziliśmy w specjalnym arkuszu wynika, że najbardziej opłacalnym jest zastosowanie dużego UPS-a np. falownik hybrydowy z funkcja UPS i dopasowanego magazynu energii ale bez instalacji PV. Źródłem energii byłaby sieć i taryfa G12W jako gwarancja zakupu energii zawsze za pół ceny. W taryfie G12W mamy droższy prąd 6–13 i 15–22. Reszta jest obniżona łącznie z całym weekendem. To rozwiązanie okazuje się najtańsze i najbardziej stabilne, a poza tym eliminuje wszystkie wady instalacji PV. Skoro z instalacji mamy do oddania 45 % energii za darmo to może lepiej kupować taniej o połowę?

Ricom Energy właśnie pracuje nad takim rozwiązaniem UPS z magazynem energii, który na dodatek mógłby być objęty dotacją rządowa.