Inwestycja w kolektory słoneczne - sprawdzony sposób na najtańsze ciepło

Kolektory słoneczne a fotowoltaika. Jak wygląda porównanie kolektorów i fotowoltaiki? Ostatnia dekada w wielu krajach charakteryzowała się wysokim zainteresowaniem fotowoltaiką (PV). Powodów tego było wiele: wzrost cen energii elektrycznej, zwiększające się zużycie energii w budynkach na skutek nowych urządzeń w gospodarstwach, większa dostępność i znaczące spadki cen systemów PV, a przede wszystkim atrakcyjne warunki wspierania inwestycji. Obecnie jednak widoczne są wyraźnie zmiany rynkowe i powrót do stosowania systemów wytwarzających nie prąd, a ciepło ze Słońca.

fot.: Kolektory słoneczne i fotowoltaikę łączy wykorzystanie energii ze Słońca, ale różni sposób jej przetworzenia – odpowiednio na ciepło i na energię elektryczną. Obydwa systemy mogą z powodzeniem współistnieć w tym samym budynku, co też często ma miejsce

Dlaczego rachunki za ciepło są tak istotne w budżecie domowym?

Po pierwsze - pomimo, że standardy izolacji cieplnej budynków zdecydowanie się zmieniły, to nadal ciepło stanowi największy udział w bilansie energetycznym domu. Według danych statystycznych  GUS, ponad 83% tego bilansu stanowią potrzeby cieplne związane z ogrzewaniem domu i podgrzewaniem ciepłej wody użytkowej. Tutaj więc rozsądnie jest szukać możliwości obniżenia całkowitych kosztów eksploatacyjnych naszego domu.

fot.: Bilans energetyczny gospodarstwa domowego na podstawie danych GUS (raport z 2014 r. dla 4576 obiektów). Widoczny jest dominujący udział ciepła w bilansie energetycznym budynku

Po drugie – wytwarzanie ciepła ze Słońca jest absolutnie bezkonkurencyjne pod względem ekonomicznym i ekologicznym. Jest do tego niezbędna jedynie śladowa ilość energii elektrycznej. Przykładowo typowa domowa instalacja solarna z 3 kolektorami słonecznymi, wytwarzając w słoneczny dzień 3,5 kW ciepła, zużywa zaledwie 30-40 W energii elektrycznej na pracę pompy obiegowej. Wskaźnik efektywności energetycznej sięga wtedy COP = 100. Taką efektywnością nie charakteryzuje się żadne inne urządzenie grzewcze (COP dla drugich pod względem efektywności urządzeń, to jest pomp ciepła, wynosi „zaledwie” nie więcej niż 5-6). Z tego faktu wynikają zarówno minimalne koszty wytwarzania ciepła przez kolektory słoneczne, jak też śladowy wpływ na środowisko naturalne.

Ciepła woda użytkowa coraz ważniejsza…

Istotny jest dodatkowo fakt, że o ile straty cieplne nowych lub modernizowanych budynków są coraz niższe, to potrzeby ciepła dla podgrzewania wody użytkowej są niezmienne. Nie zależą one od standardu izolacji cieplnej budynku, ale od ilości mieszkańców i ich oczekiwań. A więc o ile w starym budynku zużycie ciepła i koszty podgrzewania wody użytkowej miały marginalne znaczenie (10-20%), to już w nowym mogą być wyraźnie widoczne w całkowitych kosztach eksploatacyjnych (nawet 40-50%). Tak więc efektywne podgrzewanie wody użytkowej CWU przekłada się wyraźnie na obniżenie całkowitych eksploatacyjnych wydatków domowych. Dlatego należy poświęcić temu nie mniej uwagi niż na przykład przy wyborze okien, izolacji cieplnej ścian, itp.

fot.: Choć zmniejsza się całkowite zużycie energii w budynku mieszkalnym wraz ze stosowaniem coraz wyższych standardów izolacji cieplnej, rosną nasze oczekiwania względem komfortu użytkowania ciepłej wody – zużywamy jej coraz więcej.

Najtańsze ciepło? Bezkonkurencyjna energia ze Słońca.

W słoneczny dzień, podgrzewanie wody użytkowej może odbywać się całkowicie bez pracy dodatkowego źródła ciepła jakim jest najczęściej kocioł na gaz, czy paliwo stałe. Koszty dzienne pracy tzw. „solarów” na wodę są minimalne. To jedynie kilkanaście groszy za energię zużywaną przez małą pompę obiegową.
W skali roku zakładane pokrycie potrzeb ciepła dla podgrzewania wody CWU  energią ze Słońca, czyli kolektorami słonecznymi, powinno optymalnie wynosić 50-60%. Nie więcej, tak by nie narażać się na niepełne (nieefektywne) wykorzystanie kolektorów latem, gdy energii ze Słońca jest najwięcej. Pozostałą część energii w skali roku uzupełni kocioł gazowy lub inne konwencjonalne źródło ciepła jakim dysponujemy. Dla przykładu, w takim schemacie z kotłem gazowym, koszt całorocznego podgrzewania 300 litrów wody, codziennie do temperatury 45oC, nie powinien przekroczyć 570 zł/rok brutto, wliczając w to już koszt pracy kolektorów słonecznych, około 40 - 50 zł/rok brutto

ot.: Szacunkowe porównanie rocznych kosztów podgrzewania ciepłej wody użytkowej CWU (300 litrów dziennie, 10/45oC). Założone sprawności średnioroczne dotyczą trybu pracy CWU. Koszty paliw i energii aktualne na dzień 15.02.2022.

Montaż i cena „solarów” na ciepłą wodę i fotowoltaiki

Kolektory słoneczne nazywane często „solarami”, najchętniej kupowane są w kompletnych zestawach. Koszty inwestycji dla takiej instalacji kolektorów słonecznych (dalej zwanej „SOL”) będą niższe niż dla instalacji fotowoltaicznej (dalej zwanej „PV”). Kompletna instalacja SOL dla potrzeb 4 osób o mocy 3,5 kW może być zainstalowana już za około 11 - 12 tys. zł brutto, czyli za około 3300 zł/kW. Z kolei instalacja PV o mocy 3 kWpel to wydatek rzędu 15 - 17 tys. zł brutto czyli aż 5300 zł/kWpel. Ta różnica może być inna, jeżeli uwzględni się dostępne w danym momencie dofinansowanie, obniżające realną ceną zakupu instalacji, jednakże niemal każde dofinansowanie wiąże się z pewnymi warunkami do spełnienia, które warto dokładnie przeanalizować zanim po nie sięgniemy.

fot.: Cena „solarów” będzie korzystniejsza przy zakupie kompletnego zestawu. Montaż jest nieskomplikowany, a w ofercie znajdują się różne rodzaje mocowań, odpowiednie do niemal każdego typowego miejsca zainstalowania kolektorów: dach budynku, elewacja, grunt.

Wytwarzanie ciepła przez solary, czy fotowoltaikę?

Ponieważ systemy PV stały się popularne w ostatnich latach, z uwagi na źle dobrane ich wielkości do potrzeb i przewymiarowanie – najczęściej na skutek dostępnych dotacji, nadwyżki energii zaczęto wykorzystywać do wytwarzania ciepła. Trzeba tutaj jednak zaznaczyć, że jest to opcja zwykle mniej opłacalna niż przy zastosowaniu kolektorów słonecznych, które są do tego celu zaprojektowane. W optymalnie dobranej pod względem ekonomicznym instalacji PV podgrzewanie wody użytkowej prądem powinno się traktować jedynie jako doraźne zagospodarowanie nadwyżki energii elektrycznej, która nie jest możliwa do oddania do sieci.

Przeznaczeniem fotowoltaiki powinno być wytwarzanie energii elektrycznej dla potrzeb urządzeń elektrycznych, w tym także dla zasilania pomp ciepła czy klimatyzacji domu. Ukierunkowanie się, bowiem, na stałe podgrzewanie wody prądem z paneli fotowoltaicznych to konieczność zainstalowania naprawdę sporej ich powierzchni, kilkukrotnie większej niż w przypadku kolektorów słonecznych, co wynika ze nieporównywalnie wyższej sprawności tych drugich urządzeń.

fot.: Wytwarzanie ciepła z wysoką efektywnością zapewniają jedynie kolektory słoneczne. Wytwarzają one ciepło w sposób bezpośredni, bez dodatkowej przemiany z energii elektrycznej. Powierzchnia zajęta na dachu przez te urządzenia będzie znacznie mniejsza, co wpłynie na niższe koszty zakupu i montażu.

Ponad 30 lat doświadczenia firmy Hewalex w branży OZE

Rodzinna firma Hewalex już w 1990 roku rozpoczęła produkcję pierwszych kolektorów słonecznych. Były to pierwsze polskie kolektory, które przeszły wszystkie badania certyfikujące Pierwsze kolektory słoneczne były produkowane przez rodzinną firmę Hewalex już w 1990 roku i jako pierwsze kolektory z Polski przechodziły pełne badania certyfikujące(AEIOU Austria, 1994 r.)  oraz uzyskiwały certyfikaty Solar Keymark (od 2007 r.) Dzisiejsza szeroka oferta urządzeń z zakresu instalacji solarnych, fotowoltaicznych oraz pomp ciepłato wynik konsekwentnego, nieprzerwanego rozwoju w obszarze odnawialnych źródeł energii (OZE).