Zwiększające się zainteresowanie takim rodzajem budownictwa, które gwarantuje bardzo wysoki poziom samowystarczalności energetycznej, jest dziś faktem. O zoptymalizowanej gospodarce energią mówią już zarówno architekci nowo powstałych domów, jak i właściciele starszych budynków, którzy pragną zamienić coraz bardziej przestarzałe metody ogrzewania domu na te nowsze, ekologiczne. Dużą popularnością cieszą się rozwiązania bazujące na OZE (odnawialnych źródłach energii), a takim rozwiązaniem jest instalacja pompy ciepła oraz paneli fotowoltaicznych. Czy efekty działania tych dwóch systemów to dobry pomysł na optymalną gospodarkę energią w budynku?

Jak działa pompa ciepła?

Pompa ciepła głównie ogrzewa dom, choć niekiedy może pełnić również funkcję chłodzącego klimatyzatora oraz jest w stanie podgrzewać ciepłą wodę użytkową. Do wszystkich tych celów wykorzystuje energię, którą pobiera spod powierzchni ziemi, z wody (np. ze zbiorników głębinowych) lub z powietrza. W przypadku powietrznej pompy ciepła temperatura powietrza zewnętrznego jest wykorzystywana i przetwarzana dzięki wykorzystaniu praw fizyki i elementów takich jak parownik, skraplacz, sprężarka i zawór rozprężny, a ciepło jest zamieniane na energię służącą do ogrzania domu. Bardzo podobnie dzieje się w przypadku wodnej i gruntowej pompy ciepła, choć tutaj nośnikiem jest ciepło pochodzące nie z powietrza, lecz odpowiednio - wody lub gruntu. W tym przypadku energia pobierana jest z dolnego źródła - wykonanego np. w postaci odwiertów pionowych lub kolektorów poziomych, w których krąży płyn o niskiej krzepliwości, najczęściej roztwór alkoholu lub glikolu. Zaletą pomp ciepła jest fakt, że tak jak energia może służyć ogrzaniu budynku, tak również może pomieszczenia nieco schłodzić (wykorzystując możliwość chłodzenia pasywnego w gruntowej pompie ciepła), można również uzyskać ciepłą wodę użytkową, szczególnie w przypadku pomp gruntowych, wyposażonych w technologię gorącego gazu, opatentowaną przez markę Thermia.

Jak działają panele fotowoltaiczne?

Panele fotowoltaiczne produkują energię elektryczną, która może zasilać systemy grzewcze, w tym pompy ciepła, a także podgrzewać wodę i zasilać pracę sprzętu AGD. Montowane są jako ogniwa fotowoltaiczne, zwykle na dachach domów — panele muszą „wyłapywać” promienie słoneczne, dlatego powinny być montowane pod odpowiednim kątem, tak aby były jak najbardziej wyeksponowane na działanie promieni słonecznych. Produkowanie energii elektrycznej następuje najpierw poprzez zamianę energii słonecznej na prąd stały, a następnie (za pomocą tak zwanego falownika) poprzez przekształcenie go w prąd zmienny, czyli ten, który zasila wszystkie nasze sprzęty i który znajduje się w gniazdkach elektrycznych w każdym budynku. Energia elektryczna może być zużywana na bieżąco, ale też magazynowana do późniejszego wykorzystania.

Współdziałanie pompy ciepła i fotowoltaiki

Pompa ciepła do wytworzenia energii potrzebnej do ogrzania budynku wykorzystuje OZE, jednak do samego działania pompy i sprawnego działania procesów przemian tych źródeł energii potrzebny jest prąd. Panele fotowoltaiczne wytwarzają darmowy prąd - promienie słoneczne dostarczają go bezkosztowo i ekologicznie. To właśnie wzajemne uzupełnianie się instalacji fotowoltaiki i pomp ciepła sprawia, że wielu architektów określa połączenie tych dwóch instalacji mianem idealnego. Energia elektryczna wyprodukowana przez panele z pomocą słońca napędza pompę ciepła do tego, aby pobierała energię do ogrzewania domu ze źródeł odnawialnych. To właśnie energia odnawialna, jest wspólnym mianownikiem obu rozwiązań, co sprawia, że są w pełni ekologiczne, a ich wspólna eksploatacja nie generuje kolejnych kosztów, lecz jest w pełni darmowa. Mieszkańcy domu, dzięki połączeniu paneli fotowoltaicznych i pompy ciepła, uniezależnieni są od rosnących cen energii elektrycznej, gazu, węgla, ropy naftowej i innych surowców.

Pompy ciepła i panele fotowoltaiczne są duetem często występującym na Kaszubach i Mazurach, a więc na tych obszarach Polski, które ze względu na czyste powietrze wybierane są przez miłośników ekologii jako miejsce dla nowopowstających, ekologicznych domów. Nie jest to jednak reguła - pompy ciepła w Bielsku-Białej, Wałbrzychu czy Lublinie również zaczynają cieszyć się niemałym powodzeniem, a panele fotowoltaiczne zdecydowanie kuszą perspektywą darmowej produkcji prądu.