Ce este o pompă de căldură solară termică: funcționare, criterii de selecție și preț

Pompa de căldură solară termică este combinația a două tehnologii care respectă mediul înconjurător fără a compromite eficiența și confortul termic al ocupanților: pompa de căldură și energia solară.

Acest ghid practic explorează în detaliu pompa de căldură solară termică: cum funcționează, tipurile de panouri solare, avantajele și dezavantajele, criteriile de alegere, procesul de instalare, ajutorul și feedback-ul utilizatorilor.

Ce este o pompă de căldură solară termică?

Pompa de căldură solară termică, denumită uneori pompă de căldură solară sau PAC solar, este un sistem de încălzire și răcire care combină acțiunea panourilor solare termice (STP) și a unei pompe de căldură aer-apă (sau apă-apă).

ObiectivScopul este de a asigura confortul termic al ocupanților, optimizând în același timp consumul de energie și reducând emisiile de gaze cu efect de seră (GES) prin utilizarea unei surse de energie regenerabile și gratuite.

Pompa de căldură solară termică: cum funcționează?

Pompa de căldură termosolară combină mecanismul pompei de căldură clasice și energia solară. Funcționarea sa poate fi rezumată în 7 etape: 

1. Ciclul începe cu captarea energiei solare. Panourile solare termice sunt instalate pe acoperiș sau într-un spațiu deschis expus la soare. Realizate din materiale absorbante, aceste panouri convertesc energia solară în căldură, care este apoi transferată către un fluid de transfer de căldură (de obicei apă sau un amestec de apă și antigel) în interiorul tuburilor panourilor;
2. Încălzită, fluidul de transfer de căldură trece printr-un schimbător. Căldura este apoi transferată către un alt fluid care încălzește aerul sau apa din clădire; 
3. Apa încălzită de schimbător este distribuită în interior printr-un circuit de încălzire sau răcire, de obicei un radiator, încălzire prin pardoseală, ventiloconvectoare, etc. ; 
4. Excesul de energie termică solară poate fi stocat într-un rezervor termic pentru a fi utilizat ulterior, atunci când lumina solară este insuficientă; 
5. În acest sistem, rolul pompei de căldură este de a prelua energia termică solară atunci când aceasta nu este suficientă pentru a satisface nevoile locatarilor. Pompa de căldură extrage căldura din aerul exterior, din sol sau din apă, în funcție de tipul său, pentru a o transfera în interior (încălzire) sau extrage căldura din interior pentru a o respinge în exterior (răcire).

Pentru a se asigura că sistemul funcționează corect, există un sistem de control și de reglare care monitorizează temperatura camerei și necesarul de energie al clădirii.

Pompa de căldură termică solară: ce panouri solare să folosiți?

Pompa de căldură solară termică utilizează panouri solare termice care absorb căldura din razele soarelui și o transferă către un fluid de transfer de căldură care circulă în sistem. Pompa de căldură solară termică nu trebuie confundată cu sistemele de tip "pompă de căldură - panouri fotovoltaice". În acest caz, panourile fotovoltaice alimentează pompa de căldură și alte aparate din casă cu energie electrică, prin intermediul unui invertor care transformă curentul continuu în curent alternativ.

În cele din urmă, trebuie remarcat faptul că o pompă de căldură solară termică poate utiliza panouri hibride, în măsura în care acestea combină acțiunea panourilor solare termice (partea din spate) și a panourilor solare fotovoltaice (partea din față).

Tipul de panou solar	Cum funcționează	Beneficii	Dezavantaje
Panouri solare termice	Panourile solare termice absorb căldura din razele soarelui și o transferă către un fluid de transfer de căldură care circulă prin sistem.	Eficiență energetică ridicată pentru producerea de căldură. Mai puțin costisitoare decât panourile fotovoltaice și panourile hibride. Posibilitatea de a stoca energia termică pentru utilizare ulterioară.	Nu generați direct energie electrică. Performanța depinde în mare măsură de condițiile meteorologice și de lumina soarelui.
Panouri solare hibride (PVT)	Panourile solare hibride combină tehnologiile fotovoltaice și termice într-un singur panou.  Acestea produc simultan energie electrică și termică, ceea ce permite ca o pompă de căldură să fie alimentată în timp ce generează energie electrică pentru alte utilizări.	Producerea combinată de energie electrică și termică. Eficiență energetică mai mare decât cea a panourilor fotovoltaice sau termice. Utilizarea optimă a spațiului de pe acoperiș.	Costuri de instalare mai mari decât cele ale panourilor solare termice și fotovoltaice. Creșterea complexității sistemului, care necesită o întreținere mai riguroasă.

Pompa de căldură termică solară: avantaje și dezavantaje

Avantajele sunt numeroase: economii de energie și emisii reduse de gaze cu efect de seră, mai ales dacă pompa de căldură este cuplată cu panouri solare hibride. Această combinație utilizează o sursă de energie regenerabilă și gratuită pentru a încălzi sau răci.

Pompa de căldură solară termică este, de asemenea, foarte versatilă și poate fi utilizată pentru încălzire, răcire și producerea de apă caldă menajeră (ACS). În cele din urmă, pompa de căldură solară termică este un echipament dovedit și fiabil, cu o durată de viață lungă.

Partea proastă este că randamentul fluctuează în funcție de sezon, dar autonomia rămâne foarte interesantă, aproape de 80 %... cu condiția ca instalația să fie realizată în conformitate cu regulile meseriei și ca locuința să fie izolată impecabil (RE 2020).

De asemenea, trebuie deplâns costul inițial ridicat al instalării, care este în medie de 13 000 de euro, fără a include instalarea. Cu toate acestea, această investiție este atenuată de subvenții și scheme de finanțare, precum și de economiile de energie realizate pe termen lung.

Ce criterii ar trebui să folosesc pentru a alege pompa de căldură solară termică?

Alegerea componentelor individuale ale sistemului dumneavoastră solar termic (pompă de căldură - panouri solare - sistem de control) necesită anumite cunoștințe prealabile.

În cazul în care nu sunteți bine familiarizat cu acest subiect, vă recomandăm călduros să apelați la serviciile unui profesionist care vă poate analiza nevoile și vă poate sfătui cu privire la cel mai potrivit echipament. Cu toate acestea, iată totuși 6 criterii esențiale, date cu titlu orientativ, pentru a face o alegere în cunoștință de cauză:

1. Tipul de panou solar Vă rugăm să consultați tabelul de mai sus pentru a decide ce tip de panou solar să utilizați cu sistemul dumneavoastră solar termic;
2. Tipul de fluid de transfer de căldură Unele sisteme folosesc apă, altele folosesc un amestec de apă și glicol (antigel). Dacă locuiți într-o regiune în care temperaturile scad în mod regulat sub zero grade, vă recomandăm un lichid de transfer de căldură antigel pentru a preveni înghețarea țevilor;
3. Tipul de pompă de căldură Alegeți între pompele de căldură aer-apă, aer-aer, apă-apă și sol-apă, în funcție de sursa de căldură disponibilă (aer, apă, sol) și de utilizarea dorită (încălzire, răcire, producerea de apă caldă menajeră). Notă: pompa de căldură aer-apă este potrivită pentru regiunile calde sau temperate, în timp ce pompa de căldură geotermală vă va oferi performanțe mai bune în regiunile reci;
4. Coeficientul de performanță COP: COP este un indicator al eficienței energetice a unei pompe de căldură. Cu cât COP este mai mare, cu atât pompa de căldură este mai eficientă în convertirea energiei electrice în energie termică. Căutați o pompă de căldură cu un COP ridicat pentru a maximiza economiile de energie (și pentru a profita de subvențiile guvernamentale);
5. Sistem de reglementare și control Acesta ar trebui să permită monitorizarea și reglarea temperaturii în funcție de condițiile meteorologice și de cerințele de încălzire sau răcire;
6. Compatibilitate cu alte sisteme de încălzire Dacă aveți deja un sistem de încălzire (boiler, radiatoare, încălzire prin pardoseală), verificați dacă pompa de căldură solară termică planificată este compatibilă cu acest echipament;
7. Garanția În general, este foarte lung pentru panourile solare (până la 25 de ani) și între 5 și 10 ani pentru pompa de căldură.

Cum îmi dimensionez pompa de căldură solară termică?

Numai un profesionist calificat va putea să vă dea un răspuns precis... ceea ce nu vă împiedică să vă faceți o idee despre ordinul de mărime. Amintiți-vă următorul principiu: foarte aproximativ, un metru pătrat de panouri solare termice va încălzi o suprafață de 10 m². Să presupunem că un panou solar termic mediu are 2 m² (în realitate, acesta poate varia de la 1,5 la 4 sau chiar 5 m², cu o medie de 2 m²): 

Suprafața de locuit (m²)	Zona panoului solar termic (m²)	Numărul de panouri solare termice (2 m²/panou)
50	5	2,5 (rotunjit la 3)
75	7,5	3.75 (rotunjit la 4)
100	10	5
125	12,5	6.25 (rotunjit la 6)
150	15	7,5 (rotunjit la 8)
200	20	10

Ce trebuie să știți despre instalarea unei pompe de căldură solare termice

Instalarea pompei de căldură solară termică trebuie să fie efectuată de un profesionist calificat, cu certificările și expertiza necesare. În Franța, apelați la un profesionist care este recunoscut ca garant de mediu (RGE).

Instalarea pompei solare termice de căldură

Acesta va începe cu o evaluare a amplasamentului pentru a determina locația optimă a panourilor solare și a pompei de căldură. Panourile solare trebuie să fie orientate spre sud și să fie înclinate pentru a maximiza expunerea la soare. Pompa de căldură ar trebui instalată într-o locație accesibilă pentru a facilita întreținerea și repararea.

Pompa de căldură solară termică poate fi utilizată pentru a completa un sistem de încălzire existent, cum ar fi un cazan pe gaz sau pe ulei. Instalatorul trebuie să se asigure că cele două sisteme sunt integrate corespunzător și funcționează în mod optim. Pentru dimensionare, instalatorul va trebui să țină cont de spațiul de locuit, de izolația clădirii, de climatul din regiunea dumneavoastră și de cerințele de încălzire.

Acesta va instala apoi panourile solare, pompa de căldură, rezervorul de apă caldă și alte componente în conformitate cu specificațiile producătorului și cu reglementările locale. După ce instalarea este finalizată, acesta va pune în funcțiune sistemul și va efectua verificările obișnuite. De obicei, instalarea durează puțin peste o săptămână (este multă muncă!).

În general, colectoarele solare termice necesită puțină întreținere. Cu toate acestea, trebuie să planificați verificări regulate pentru a asigura performanța și longevitatea sistemului și pentru a evita defecțiunile majore care amenință rentabilitatea investiției dumneavoastră. Instalatorul dvs. vă va furniza instrucțiuni de îngrijire și întreținere și vă va informa cu privire la frecvența verificărilor.

Pompa de căldură termică solară: costul de instalare și durata de viață 

După cum s-a explicat mai sus, costul unei pompe de căldură solare termice este de aproximativ 13 000 EUR, la care se adaugă costul de instalare, care este cuprins între 4 000 și 6 000 EUR. Întreținerea anuală (obligatorie în unele țări, cum ar fi Franța) variază între 150 și 300 de euro pe an.

În ceea ce privește speranța de viață, panourile solare termice pot dura peste 30 de ani, față de 15-20 de ani pentru pompa de căldură.

Pompe de căldură solare termice: aveți dreptul la ajutor pentru finanțarea proiectului dumneavoastră

Mai multe țări din UE oferă scheme de sprijin și de finanțare pentru a încuraja gospodăriile să treacă la energie curată, în conformitate cu obiectivul de neutralitate a emisiilor de dioxid de carbon pentru 2050. De exemplu, Franța: 

• Bonusul pentru energie, în valoare de 5 000 - 10 000 de euro pentru cele mai modeste gospodării, pentru finanțarea lucrărilor de renovare sau de înlocuire a unui sistem de încălzire în cadrul tranziției energetice;
• MaPrimeRénov", un program destinat proprietarilor-ocupanți și proprietarilor de locuințe (și coproprietarilor în anumite condiții) pentru finanțarea lucrărilor de îmbunătățire energetică a locuințelor: izolarea, schimbarea sistemului de încălzire, instalarea de pompe de căldură sau de ventilație mecanică etc. Suma variază în funcție de nivelul de venit al gospodăriilor, de tipul de lucrări efectuate și de performanța energetică ulterioară lucrărilor. Pentru pompa de căldură termică solară, valoarea primei poate ajunge până la 10.000 de euro;
• Eco-împrumut cu dobândă zero: este un împrumut fără dobândă de până la 30.000 EUR;
• Ajutor din partea autorităților locale, în funcție de regiune și de municipalitate.

În cele din urmă, rețineți că guvernul francez aplică o cotă redusă de TVA (10 %) pentru echipamentele pentru pompe de căldură solare termice.

Opinii și mărturii: ce cred utilizatorii despre pompa de căldură solară termică?

Nu este ușor să se ofere o imagine de ansamblu a opiniilor și mărturiilor utilizatorilor de pompe de căldură solare termice, deoarece experiențele pot varia în funcție de model, de producător, de calitatea instalației și de condițiile climatice din regiune. 

Cu toate acestea, iată câteva puncte comune întâlnite în feedback-ul utilizatorilor de colectoare solare termice:

Pe partea pozitivă :

1. Economii de energie obținută prin utilizarea energiei solare pentru încălzirea casei și producerea de apă caldă, cu facturi energetice reduse și o mai mare independență față de furnizorii de energie;
2. Ecologie Mulți utilizatori sunt mulțumiți de impactul pozitiv al pompei lor de căldură cu energie termică solară asupra mediului. Prin utilizarea energiei solare, aceștia reduc consumul de combustibili fosili și contribuie la lupta împotriva schimbărilor climatice... chiar dacă procesul de fabricație a panourilor solare este criticat de unii utilizatori ca fiind nefiind ecologic;
3. Fiabilitate Pompele solare de căldură: În general, utilizatorii declară că pompele lor solare de căldură sunt fiabile și necesită puțină întreținere. Dacă sunt proiectate și instalate în mod corespunzător, sistemele durează câteva decenii.

Pe partea negativă :

1. Cost inițial ridicatCu toate acestea, subvențiile și economiile de energie realizate în timp vor accelera perioada de amortizare;
2. Dependența de lumina soarelui Unii utilizatori raportează performanțe insuficiente în timpul iernilor aspre. De obicei, aceștia trebuie să recurgă la un sistem de încălzire suplimentar pentru a-și satisface nevoile energetice;
3. Complexitatea instalației.