Uma bomba de calor aumenta a percentagem de autoconsumo de uma instalação residencial fotovoltaica em cerca de 10%. O aumento da percentagem de autoconsumo oferece benefícios financeiros na ordem dos 80 a 120 €/ano, ou seja, entre 8% e 20% do consumo médio (estudo com uma instalação fotovoltaica de 5 kWp e um depósito de 250 litros, calculados com 0,293 euro/kWh para o consumo de eletricidade e 0,078 euro/kWh de tarifa de aquisição).
A combinação de uma bomba de calor com painéis solares (fotovoltaicos) é uma excelente forma de poupar energia. A bomba de calor pode funcionar parcialmente com eletricidade gratuita graças à instalação fotovoltaica. Ainda nesta secção, será citado um estudo interno da Daikin para indicar quanto se pode poupar ao combinar uma bomba de calor com a tecnologia fotovoltaica.
Bombas de calor e tecnologia fotovoltaica
Os painéis fotovoltaicos geram eletricidade através da conversão da energia solar, com a qual é possível efetuar duas coisas:
- Pode utilizar-se em casa e reduzir a fatura da eletricidade no fim do mês (autoconsumo).
- Pode devolver-se à rede, mediante o pagamento de um valor monetário (tarifa de aquisição).
As tarifas de aquisição são ferramentas para promover o investimento em painéis fotovoltaicos, que oferecem às habitações um preço acima do mercado por aquilo que é fornecido à rede. A medida que o mercado fotovoltaico se consolida, este incentivo torna-se menos necessário e as tarifas de aquisição estão a reduzir em muitos países na Europa. Tal significa que a melhoria do autoconsumo se torna cada vez mais importante para beneficiar ao máximo da instalação fotovoltaica. Aquecer a habitação e produzir água quente com uma bomba de calor em vez de gás é uma excelente forma de o fazer. Privilegia a eletricidade (parcialmente gratuita), em detrimento do consumo de gás.
Geralmente, uma habitação é aquecida apenas no inverno e em épocas intermédias, ao passo que os painéis fotovoltaicos geram a maior parte da eletricidade no verão. No entanto, as bombas de calor também são utilizadas para aquecer o depósito de água quente para os banhos. A necessidade de água quente permanece estável durante todo o ano. Além disso, o momento do reaquecimento diário do depósito pode ser otimizado. As habitações com painéis fotovoltaicos devem programar o aquecimento do depósito para o meio-dia quando, geralmente, está disponível uma elevada capacidade fotovoltaica e as necessidades de eletricidade da habitação são baixas. Deste modo, a bomba de calor utiliza a energia solar disponível. O fornecimento de água quente é mais interessante do que exportar a energia solar disponível para a rede a tarifas de aquisição desfavoráveis.
Em segundo lugar, o depósito de água quente, associado à bomba de calor, pode funcionar como "bateria de energia". A energia solar em excesso pode ser utilizada para produzir água quente adicional, mais do que a habitação costuma necessitar durante o dia, armazenando eficazmente a energia para utilizar posteriormente.
As bombas de calor Daikin têm algoritmos otimizados para maximizar a utilização da energia solar em excesso.
Um estudo da Daikin demonstra o impacto de instalar uma bomba de calor com otimização fotovoltaica. O estudo foi realizado na Bélgica em junho de 2022 e consistiu numa bomba de calor Daikin Altherma com um depósito de 250 litros e uma instalação fotovoltaica de 5 kWp.
Uma vez que as tarifas de aquisição estão a baixar, as vantagens da tecnologia fotovoltaica podem ser otimizadas aumentando a taxa de autoconsumo. A taxa de autoconsumo é a percentagem da produção fotovoltaica total utilizada pela habitação, ou seja, não exportada para a rede.
A fórmula do autoconsumo é:
= ( −)
Neste caso, a taxa de autoconsumo foi aumentada de 2 formas:
- Aumentando o consumo de eletricidade através da produção de água quente com uma bomba de calor em vez da caldeira a gás e exportando menos energia para a rede;
- Armazenando o excesso de energia no depósito de água quente sanitária através do aumento da temperatura mais 10 °C sempre que a tecnologia fotovoltaica esteja disponível. Assim, a energia térmica é armazenada no depósito e reduz a necessidade de eletricidade da rede posteriormente quando a energia fotovoltaica pode não estar disponível.
As instalações de teste demonstram uma clara melhoria da taxa de autoconsumo: de 33% sem bomba de calor a 40% com bomba de calor e o algoritmo de otimização fotovoltaico durante o mês de junho de 2022. Extrapolando estes resultados ao longo de um ano, a energia fotovoltaica gratuita pode abranger 35% a 50% da energia necessária para produzir água quente sanitária, o que resulta (atendendo aos preços de eletricidade vigentes em junho de 2023) em poupanças de energia de 90 a 120 euros, apenas para a produção de água quente sanitária. Tal corresponde a mais do que 23 euros que se poderiam ganhar com a exportação desta energia adicional para a rede. Ao considerar também o aquecimento e/ou até o arrefecimento ambiente, as poupanças de energia são superiores.
Conclusão:
Uma bomba de calor aumenta a percentagem de autoconsumo de uma instalação residencial fotovoltaica em cerca de 10%. Os benefícios financeiros para os utilizadores correspondem a 80 - 120 €/ano (estudo calculado com 0,293 euro/kWh para o consumo de eletricidade e 0,078 euro/kWh de tarifa de aquisição).
Para obter mais detalhes sobre o estudo ou uma explicação mais detalhada sobre como funciona a otimização da bomba de calor. consultar o documento.
