Tepelné čerpadlo + fotovoltaika: Ideální kombinace pro úsporu energií

Elektřina je – a podle všeho bude i nadále – jedním z nejoblíbenějších zdrojů energie pro vytápění a ohřev vody. Je totiž spolehlivá, není závislá na dodávkách z Ruska a její cena se víceméně stabilizovala. Jako vhodné systémy se jeví zejména tepelná čerpadla a fotovoltaika.

Ještě nedávno většina domácností využívala převážně klasické elektrokotle, akumulační kamna nebo přímotopy. Ale energetická krize všechno změnila. V čele dnes stojí tepelná čerpadla, fotovoltaické systémy a bateriová úložiště pro energetické přebytky.

 

Teplo i za mrazu

Tepelná čerpadla pro vytápění využívají teplo z okolního prostředí a následně je využívají k ohřevu otopné vody. Jejich efektivita v tomto procesu přímo souvisí s jejich technologickým zpracováním a použitými komponenty. Kvalitní přístroj dokáže vytápět úsporně i v mrazech, jenže jak ho poznat? Jedním z nejdůležitějších parametrů při výběru je topný faktor COP, který v podstatě říká, kolik tepla dokáže zařízení připravit z jednoho kilowattu elektřiny odebraného ze sítě. Čím je tento poměr větší, tím lépe. Hodnota tohoto parametru se liší podle venkovní teploty vzduchu a teploty vody. Dobré je proto sledovat jak topný faktor při nízkých teplotách, tak i průměrný topný faktor za celou sezonu. Ten se označuje SCOP a prozradí vám celoroční průměr účinnosti čerpadla. Méně kvalitní přístroje se při nízkých venkovních teplotách blíží poměru 1:1, takže v nejchladnější části roku vám neposkytnou téměř žádnou úsporu.

Energetická účinnost a hlučnost

Vedle topného faktoru se vyplatí u tepelných čerpadel sledovat jejich energetickou účinnost, která u nejlepších přístrojů dosahuje třídy A+++/A+++. Také je žádoucí zjistit si hlučnost vybraného zařízení (akustický výkon by se měl pohybovat okolo 50 dB), typ chladiva (ideální je ekologické přírodní chladivo R290 – v podstatě čistý propan) a použitý kompresor (scrollový má životnost nejméně 20 let). Důležitá je i nabídka služeb výrobce – instalace, servis, délka a podmínky záruky. Moderní tepelná čerpadla se navíc hodí nejen pro novostavby, ale i pro starší rodinné domy (vhodný výkon čerpadla se odvíjí od tepelné ztráty domu). Tepelné čerpadlo lze využít jak k vytápění, tak i pro ohřev vody, v létě navíc dokáže objekt i částečně klimatizovat. Univerzálních přístrojů (takzvaných obojživelníků) je ovšem na trhu po čertech málo. Jestli chcete kvalitní, zkuste hledat u firmy Daikin.

 

Vyplatí se kombinace

Tepelné čerpadlo lze využít i v kombinaci s dalšími systémy, například s fotovoltaikou. Ta je samozřejmě omezená na slunné dny, takže v zimě a v noci nemá dostatečný výkon a musí se tedy čerpat elektřina ze sítě. Účelnou kombinací těchto dvou technologií nicméně můžete znásobit energii získanou z fotovoltaiky přibližně čtyřikrát až pětkrát. Tedy když fotovoltaika vyrobí 1 kW tepla, čerpadlo ho znásobí na 4–5 kW. Systém ovšem musíte správně vyladit, protože platí, že nejvíce potřebujete topit tehdy, když fotovoltaika vyrábí nejméně elektřiny.

 

Buďte nezávislí!

Skutečným kapitálem se dnes stává energetická soběstačnost. Platí to pro jednotlivce i státy, ale jednotlivec, který má vlastní dům, finanční rezervu a nezbytnou dávku odvahy, to má rozhodně jednodušší. Slunce ani vítr totiž neznají hranice a nabízejí nám energii takřka zadarmo… Snad nejdostupnější cestu k nezávislosti na veřejné distribuční soustavě představuje hybridní nebo ostrovní fotovoltaický systém s následným ukládáním přebytečné energie do baterií. Akumulační bateriové články jednoznačně přinášejí nemalou úsporu – v době růstu cen energií může jít až o desetitisíce korun ročně. Jenže zatím jsou velmi drahé… Proto některé energetické společnosti nabízejí baterii virtuální. Rámcově vás seznámíme s oběma variantami.

 

Nová zelená úsporám

Pořízení fotovoltaické elektrárny na střeše vlastního domu (včetně bateriového úložiště) vám naštěstí může zlevnit státní dotace. V rámci programu Nová zelená úsporám o ni mohou požádat vlastníci stávajících rodinných domů, stavebníci nebo nabyvatelé nových rodinných domů, vlastníci řadových domků, vlastníci nebo SVJ stávajících bytových domů, pověření vlastníci bytových jednotek (kromě novostaveb) i příspěvkové organizace zřízené územními samosprávnými celky. Dotace až do výše 50 % prokazatelných nákladů se poskytuje na domácí solární fotovoltaickou elektrárnu propojenou s distribuční soustavou. Vyrobená elektrická energie se přitom přednostně využívá v domě. Výše podpory pro rodinné domy se pohybuje podle výkonu instalace od 40 000 Kč až do 140 000 Kč. Zvlášť je dotována příprava teplé vody se solárním ohřevem, a to až do výše 60 000 Kč. Žádosti se podávají výhradně přes internet. Kompletní informace včetně žádosti najdete na novazelenausporam.cz.

 

Volba ze tří systémů

Fotovoltaická elektrárna propojená s veřejnou distribuční soustavou vám vedle předpokládané dotace zajistí ještě jednu podstatnou výhodu: Kdykoli vaše instalace vyrábí přebytek energie, dodává jej do sítě. V době nedostatku vlastního výkonu může připojený solární systém naopak odebírat energii z rozvodné sítě, takže nehrozí, že by váš rodinný dům trpěl energetickou nouzí. Vhodně instalovaný solární systém může navíc elektricky ohřívat i vodu. Pro ty, kteří mají kuráž a touží po skutečné nezávislosti, je tu ostrovní fotovoltaický systém. Představuje ideální řešení všude, kde nemáte možnost levného připojení k rozvodné elektrické síti. Typickými příklady jsou chatové oblasti, obytné automobily nebo lodě. Součástí ostrovních systémů je speciální baterie, která uchovává vyrobenou energii. V době, kdy není dostupné dostatečné množství slunečního záření, jednoduše využijete energii uloženou v baterii. Kompromis představuje hybridní fotovoltaická elektrárna – systém s akumulací, který je zálohován veřejnou sítí. Součástí takové elektrárny je vždy baterie, která instalaci prodraží, ale nezbaví vás možnosti dotace. Hybridní systém vám nabídne vysokou míru nezávislosti (okamžitý přechod na ostrovní provoz při výpadku vnější sítě), takřka stoprocentní využití vyrobené energie a relativně rychlou návratnost investice.

 

Zvolte správné panely

Podle typu solárních článků se fotovoltaické panely dělí rovněž na tři varianty. Ty se liší svými vlastnostmi, výkonem a schopností proměňovat energii z rozptýleného světla. Nejvhodnější typ pro svůj domov byste měli vybírat například podle polohy pozemku. V Evropě se nejčastěji využívají monokrystalické a polykrystalické panely, které za rok vyrobí srovnatelné množství elektrické energie. Při ideálním sklonu a orientaci ke slunci naplno využijete účinnost monokrystalických článků, která je nejvyšší (rozmezí 14–21 %). Jen o málo nižší účinnost (12–17 %) a rovnoměrnější výkon nabízejí solární panely s polykrystalickými články. Hodí se tam, kde není orientace ideální (světlo přichází z boku a je více rozptýlené). Třetí možností jsou amorfní panely, které využijete tehdy, když máte k dispozici velkou plochu, avšak s nevhodnou orientací ke světovým stranám. Celková účinnost amorfních panelů je sice nejnižší, ale velmi citlivě dovedou zachytit rozptýlené sluneční záření. Navíc dosahují lepší výtěžnosti v době letních veder.

 

Výroba a spotřeba

Doba, kdy solární panely vyrábějí nejvíce energie, je logicky během dne, kdy stojí slunce nejvýše na obloze. To je však zároveň doba, kterou většina z nás tráví mimo svůj domov, a proto nemůže vyrobenou elektřinu plně využívat. Jak tedy využít veškerou energii, kterou vyrobí solární panely? Část energie může ohřívat užitkovou vodu pro domácnost, případně i vodu v rodinném bazénu. Ale ať se budete snažit sebevíc, všechnu energii z letního slunce do vody neuložíte. Jediný skutečně efektivní způsob představuje akumulace energie do baterií. Toto řešení je sice vcelku snadné, jenže pořízení fyzického bateriového úložiště zatím znamená vstupní investici v řádu statisíců. Návratnost vám zkrátí dotace z Nové zelené úsporám a výrazná provozní úspora, kterou instalace přinese. Běžný provoz domácího bateriového úložiště je již zcela bez poplatků a poskytne vám vysokou míru svobody. Úložiště vyžaduje pouze instalaci, pravidelné kontroly a drobnou údržbu. Může fungovat také v ostrovním režimu – tedy zcela nezávisle na rozvodné elektrické síti.

 

Chytré a ekologické úložiště

Průkopníkem technologie moderních domácích baterií u nás je česká společnost AERS, součást holdingu Fenix Group se sídlem v Jeseníku. Její první vlaštovkou byl modulární systém AES 10 s výkonem 10 kVA a kapacitou od 7,6 kWh do 30 kWh, dnes představuje vlajkovou loď firmy domácí bateriové úložiště HES (Home Energy Station), které využívá vysloužilé baterie z elektromobilů s životností nejméně osm let. Díky tomu jde o skutečně moderní produkt pro cirkulární ekonomiku. Je lhostejné, jestli vlastníte elektromobil, nebo ne. Stanice HES může mít dvě až šest second-life baterií a tomu odpovídající kapacitu od 13,7 kWh až do 41,1 kWh. Stanice vyrovnává asymetrickou zátěž a dokáže energii zároveň odebírat i dodávat. Tím vytváří silný (stabilní) energetický zdroj, který umožňuje plynulý provoz v síťovém i ostrovním režimu. Navíc může využívat inteligentní software z dílny Univerzitního centra energeticky efektivních budov ČVUT a díky tomu výhodně obchodovat s energií na spotovém trhu.

 

Virtuální baterie

Nechcete fyzické úložiště? Alternativu vám nabízejí baterie virtuální, které vás nenutí vlastnit bateriové články. Uživatelé mohou uložit svou vyrobenou energii jen virtuálně a využít ji kdykoli později. Jak to funguje? Reálně se nevyužitá elektřina odesílá zpět do sítě, kde ji využívá někdo, kdo ji zrovna potřebuje. Elektroměr, který je nainstalován během zavádění systému virtuální baterie, měří, kolik jste do sítě skutečně odeslali. Tuto energii si pak můžete vzít zpět, až ji budete potřebovat vy. Data o využívání služby si můžete živě promítnout ve webovém prostředí a díky tomu máte neustále přehled o tom, kolik energie váš systém vyrobil, kolik ihned spotřeboval, kolik poslal do distribuční sítě a kolik zase odebral zpět. Poplatek za využívání služby je minimální a zákazník jej platí zpravidla na jedné faktuře s elektřinou. A kdyby se vám zachtělo zkombinovat virtuální úložiště s fyzickým, je to klidně možné!

 

 

text Vít Straňák

foto se souhlasem firem Daikin, Acond, Samsung, Columbus Energy, Vaillant Group, Yello, S-Power Energies, AC-heating

Datum vydání: 20. 5. 2025

Edit: Andrea Moudrá