Napelem méretezése hőszivattyúval

Egy kWp napelem déli tetőn évente 1 100⁠–⁠1 250 kWh-⁠t termel, ennek nagyobb része áprilistól szeptemberig. Nyáron a havi termelés a decemberinek négy-ötszöröse. Egy 120 m²-⁠es ház levegő-víz hőszivattyúja meleg vízzel együtt évi 5 500 kWh körül fogyaszt, és a fűtési rész kétharmada novembertől februárig jelentkezik. Éves összegben egy 8⁠–⁠10 kWp-⁠os rendszer a hőszivattyú és a háztartás fogyasztását is fedezheti, havi bontásban viszont nyáron nagy többlet, télen nagy hiány marad.

Szaldós rendszernél ez a különbség az éves elszámolásban kiegyenlítődik. Bruttó elszámolásban a nyári többlet alacsony áron megy a hálózatba, a téli hiányt teljes áron kell megvenni, ezért a méretezésnél a havi mérleget és a napközbeni fogyasztást nézzük. A PVGIS adatbázis havi termelési adataiból és a hőszivattyú havi fogyasztásából táblázatot készítünk, ez mutatja meg, mekkora rendszer adja a legjobb saját felhasználást.

A hőszivattyú fogyasztásának egy része időben eltolható. A használati meleg víz tárolóját napközben, a termelési csúcsban fűtjük fel, a puffertárolót és a padlófűtés hőtároló képességét a délutáni órákban töltjük, a nyári hűtés pedig eleve a termeléssel egy időben jelentkezik. A hőszivattyúk egy része SG Ready bemenettel vagy gyártói interfésszel fogadja a napelemes többlet jelzését, és ilyenkor magasabb hőmérsékletre fűt.

A H tarifás, külön mért áramkör fogyasztását a napelem betáplálása nem ellentételezi, ezért H tarifánál a hőszivattyú téli fogyasztása a kedvezményes mérőn, a nyári hűtés és a meleg víz a napelemes fő mérőn számolható el. A két megoldás együttes kialakítását az elosztó szabályai korlátozhatják, ezt az igénylés előtt egyeztetjük.

Az e-autó akkor használja a napelemes áramot, ha napközben otthon áll, és a töltő a termelési többlethez igazítja a töltőáramot. A napelemes többlettöltésre képes fali töltők a ház fogyasztásmérőjének adatai alapján csak annyit töltenek, amennyi a többlet, egyfázisú üzemben kisebb, háromfázisúban nagyobb minimális teljesítménnyel. A tavaszi és nyári hónapokban így egy autó heti töltése szinte teljesen napelemről mehet.

Ha az autó napközben nincs otthon, a napelemes töltés csak hétvégén működik, a hétköznapi esti töltést a hálózat, egy tároló vagy az olcsóbb éjszakai, zónaidős tarifa adja. Egy tároló az autótöltést csak részben fedezi, mert egy 10 kWh-⁠s tároló egy hosszabb ingázás energiáját sem tárolja el.

Tároló nélkül egy átlagos háztartás a termelés 30⁠–⁠35 százalékát használja fel helyben. A nagy, vezérelhető fogyasztók ezt az arányt jelentősen emelhetik, ha a termeléshez igazodnak.

• A melegvíz-tároló fűtése napközben, a hőszivattyúval vagy villanybojlerrel.
• A puffertároló és a padlófűtés feltöltése délután, a fűtési idény elején és végén.
• Klíma és hőszivattyús hűtés nyáron, amely a termelési csúccsal egy időben jár.
• Az autó töltése napközben, többlettöltésre beállított fali töltővel.
• Energiamenedzsment, amely a fogyasztókat sorrendben, a többlet nagysága szerint kapcsolja.

Hőszivattyúval, töltővel és napelemmel a ház csatlakozása sokszor kevés. Egy 11 kW-⁠os háromfázisú töltő egy 3×16 A-es csatlakozásnál a teljes rendelkezésre álló teljesítményt lefoglalja, ezért dinamikus terheléskezelés vagy teljesítménybővítés kell. A napelem inverterének teljesítménye sem lehet nagyobb a csatlakozás által megengedettnél.

A háromfázisú bővítést, a mérőhely átalakítását és a napelem igénybejelentését egy ütemben a legolcsóbb intézni, egy mérőcserével és egy elosztói eljárással. A háromfázisú inverter a betáplálást a fázisok között osztja szét, az aszimmetrikus típus a fázisok fogyasztásához is igazodik, ami egyfázisú nagy fogyasztóknál előny.

A tároló a nappali többletet estére viszi át, a téli hiányt nem pótolja. Hőszivattyús háznál ezért a tároló a tavaszi, nyári és őszi hónapokban dolgozik, a decemberi fogyasztást nem fedezi. Akkor éri meg leginkább, ha a ház esti fogyasztása nagy, ha az autó este tölt kis napi futással, vagy ha zárolt körzetben nincs betáplálás. A tárolót a napelem teljesítményéhez, kWp-⁠enként 1,1⁠–⁠1,4 kWh-⁠val méretezzük.

A méretezéshez a tavalyi havi fogyasztási adatok, a hőszivattyú adatlapja vagy a tervezett gép, az autó éves futása és a töltési szokások kellenek. Ha a hőszivattyú vagy az autó még csak terv, a fogyasztását a hőigényből és a futásból becsüljük.

1. A háztartás alapfogyasztásának szétválasztása a hőszivattyú és az autó fogyasztásától, havi bontásban.
2. A hőszivattyú havi fogyasztásának becslése a hőigényből és a gép szezonális jóságfokából, a meleg vízzel együtt.
3. Az autó havi töltési igénye, és hogy ebből mennyi eshet nappalra.
4. A tetőfelület és a tájolás alapján a lehetséges rendszerméretek havi termelése a PVGIS adatbázisból.
5. A saját felhasználás és a betáplálás kiszámítása rendszerméretenként, vezérléssel és anélkül.
6. Döntés a rendszerméretről, a vezérlésről, a tárolóról és a csatlakozás bővítéséről, írásos javaslattal.