Solar termal ısı pompası nedir: çalışma, seçim kriterleri ve fiyat

Solar termal ısı pompası, bina sakinlerinin verimliliğinden ve termal konforundan ödün vermeden çevreye saygılı iki teknolojinin birleşimidir: ısı pompası ve güneş enerjisi.

Bu pratik kılavuz, solar termal ısı pompasını ayrıntılı olarak incelemektedir: nasıl çalıştığı, güneş paneli türleri, avantajları ve dezavantajları, seçim kriterleri, kurulum süreci, yardım ve kullanıcılardan gelen geri bildirimler.

Solar termal ısı pompası nedir?

Bazen solar ısı pompası veya solar PAC olarak da adlandırılan solar termal ısı pompası, solar termal panellerin (STP) ve havadan suya (veya sudan suya) ısı pompasının etkisini birleştiren bir ısıtma ve soğutma sistemidir.

AmaçAmaç, enerji tüketimini optimize ederken ve yenilenebilir ve ücretsiz bir enerji kaynağı kullanarak sera gazı (GHG) emisyonlarını azaltırken, bina sakinleri için termal konfor sağlamaktır.

Solar termal ısı pompası: pratikte nasıl çalışır?

Solar-termal ısı pompası, klasik ısı pompası mekanizması ile güneş enerjisini birleştirir. Çalışması 7 adımda özetlenebilir: 

1. Döngü güneş enerjisinin yakalanması ile başlar. Solar termal paneller çatıya veya güneşe maruz kalan açık bir alana kurulur. Emici malzemelerden yapılan bu paneller güneş enerjisini ısıya dönüştürür ve daha sonra panel tüplerinin içindeki bir ısı transfer sıvısına (genellikle su veya su-antifriz karışımı) aktarılır;
2. Isıtılmış, ısı transfer sıvısı bir eşanjörden akar. Isı daha sonra başka bir eşanjöre aktarılır. Binadaki havayı veya suyu ısıtan akışkan; 
3. Eşanjör tarafından ısıtılan su, genellikle bir radyatör, yerden ısıtma, fan coil üniteleri vb. gibi bir ısıtma veya soğutma devresi aracılığıyla içeriye dağıtılır; 
4. Fazla güneş termal enerjisi, yetersiz güneş ışığı olduğunda daha sonra kullanılmak üzere bir termal tankta depolanabilir; 
5. Bu sistemde ısı pompasının rolü, güneş termal enerjisinin bina sakinlerinin ihtiyaçlarını karşılamak için yeterli olmadığı durumlarda devreye girmektir. Isı pompası, türüne bağlı olarak dışarıdaki havadan, topraktan veya sudan ısı çekerek içeriye aktarır (ısıtma) veya içeriden ısı çekerek dışarıya atar (soğutma).

Sistemin düzgün çalıştığından emin olmak için, oda sıcaklığını ve binanın enerji gereksinimlerini izlemek üzere bir kontrol ve düzenleme sistemi mevcuttur.

Solar termal ısı pompası: hangi güneş panelleri kullanılmalı?

Solar termal ısı pompası, güneş ışınlarından gelen ısıyı emen ve sistemde dolaşan bir ısı transfer akışkanına aktaran termal güneş panelleri kullanır. Solar termal ısı pompası "ısı pompası - fotovoltaik paneller" tipi sistemlerle karıştırılmamalıdır. Bu durumda fotovoltaik paneller, doğru akımı alternatif akıma dönüştüren bir invertör aracılığıyla ısı pompasına ve evdeki diğer cihazlara elektrik sağlar.

Son olarak, bir solar termal ısı pompasının, termal güneş panelleri (arka yüz) ve fotovoltaik güneş panellerinin (ön yüz) etkisini birleştirdikleri ölçüde hibrit paneller kullanabileceği belirtilmelidir.

Güneş paneli tipi	Nasıl çalışır	Avantajlar	Dezavantajlar
Güneş termal panelleri	Solar termal paneller güneş ışınlarından gelen ısıyı emer ve sistem içinde dolaşan bir ısı transfer sıvısına aktarır.	Isı üretimi için yüksek enerji verimliliği. Fotovoltaik ve hibrit panellerden daha ucuzdur. Daha sonra kullanmak üzere termal enerji depolama imkanı.	Doğrudan elektrik üretmeyin. Performans büyük ölçüde hava ve güneş ışığı koşullarına bağlıdır.
Hibrit güneş panelleri (PVT)	Hibrit güneş panelleri fotovoltaik ve termal teknolojileri tek bir panelde birleştirir.  Aynı anda elektrik ve ısı üreterek bir ısı pompasının diğer kullanımlar için elektrik üretirken çalıştırılmasına olanak tanır.	Kombine elektrik ve ısı üretimi. Tek başına fotovoltaik veya termal panellerden daha yüksek enerji verimliliği. Çatı alanının optimum kullanımı.	Tek başına solar termal ve fotovoltaik panellerden daha yüksek kurulum maliyetleri. Sistemin karmaşıklığının artması ve daha titiz bakım gerektirmesi.

Solar termal ısı pompası: avantajları ve dezavantajları

Özellikle ısı pompası hibrit güneş panelleriyle birleştirilirse, enerji tasarrufu ve düşük sera gazı emisyonları gibi birçok avantajı vardır. Bu kombinasyon, ısıtmak veya soğutmak için yenilenebilir ve ücretsiz bir enerji kaynağı kullanır.

Solar termal ısı pompası aynı zamanda çok yönlüdür ve ısıtma, soğutma ve kullanım sıcak suyu (DHW) üretimi için kullanılabilir. Son olarak, solar termal ısı pompası uzun hizmet ömrüne sahip, kendini kanıtlamış ve güvenilir bir ekipmandır.

Olumsuz tarafı, verim mevsime göre dalgalanıyor, ancak özerklik çok ilginç olmaya devam ediyor, 80 %'ye yakın... kurulumun ticaret kurallarına göre yapılması ve evin kusursuz bir şekilde yalıtılması şartıyla (RE 2020).

Kurulum dahil olmayan ortalama 13.000 € ile yüksek ilk kurulum maliyeti de üzücüdür. Ancak bu yatırım, hibeler ve finansman programlarının yanı sıra uzun vadede elde edilen enerji tasarrufu ile hafifletilmektedir.

Solar termal ısı pompamı seçmek için hangi kriterleri kullanmalıyım?

Solar termal sisteminizin münferit bileşenlerinin (ısı pompası - güneş panelleri - kontrol sistemi) seçimi bazı ön bilgiler gerektirir.

Konuya hakim değilseniz, ihtiyaçlarınızı analiz edebilecek ve size en uygun ekipman konusunda tavsiyelerde bulunabilecek bir profesyonelin hizmetlerinden yararlanmanızı içtenlikle tavsiye ederiz. Bununla birlikte, burada bilinçli bir seçim yapmak için bir gösterge olarak verilen 6 temel kriter bulunmaktadır:

1. Güneş paneli tipi Solar termal sisteminizle hangi tip güneş panelini kullanacağınıza karar vermek için lütfen yukarıdaki tabloya bakın;
2. Isı transfer akışkanının tipi Bazı sistemlerde su, bazılarında ise su ve glikol (antifriz) karışımı kullanılır. Sıcaklıkların düzenli olarak sıfırın altına düştüğü bir bölgede yaşıyorsanız, boruların donmasını önlemek için antifrizli bir ısı transfer sıvısı kullanmanızı öneririz;
3. Isı pompası tipi Mevcut ısı kaynağına (hava, su, toprak) ve istenen kullanıma (ısıtma, soğutma, kullanım sıcak suyu üretimi) bağlı olarak havadan suya, havadan havaya, sudan suya ve topraktan suya ısı pompaları arasından seçim yapın. Not: havadan suya ısı pompası sıcak veya ılıman bölgeler için uygunken, jeotermal ısı pompası soğuk bölgelerde size daha iyi performans sağlayacaktır;
4. Performans katsayısı COP: COP, bir ısı pompasının enerji verimliliğinin bir göstergesidir. COP ne kadar yüksekse, ısı pompası elektrik enerjisini termal enerjiye dönüştürmede o kadar verimlidir. Enerji tasarrufunu en üst düzeye çıkarmak (ve devlet hibelerinden yararlanmak) için yüksek COP değerine sahip bir ısı pompası arayın;
5. Düzenleme ve kontrol sistemi Sıcaklığın izlenmesine ve hava koşullarına ve ısıtma veya soğutma gereksinimlerine göre ayarlanmasına izin vermelidir;
6. Diğer ısıtma sistemleri ile uyumluluk Halihazırda bir ısıtma sisteminiz varsa (kazan, radyatörler, yerden ısıtma), planlanan solar termal ısı pompasının bu ekipmanla uyumlu olup olmadığını kontrol edin;
7. Garanti Bu süre genellikle güneş paneli için çok uzun (25 yıla kadar), ısı pompası için ise 5 ila 10 yıldır.

Solar termal ısı pompamı nasıl boyutlandırabilirim?

Yalnızca kalifiye bir profesyonel size kesin bir yanıt verebilir... ancak bu, büyüklük sırası hakkında bir fikir sahibi olmanızı engellemez. Şu prensibi hatırlayın: çok kabaca konuşmak gerekirse, bir metrekarelik güneş termal panelleri 10 m²'lik bir alanı ısıtacaktır. Ortalama bir güneş termal panelinin 2 m² olduğunu varsayalım (gerçekte, ortalama 2 m² olmak üzere 1,5 ila 4 hatta 5 m² arasında değişebilir): 

Yaşam alanı (m²)	Panel alanı termal güneş enerjisi (m²)	Termal güneş paneli sayısı (2 m²/panel)
50	5	2,5 (3'e yuvarlanmıştır)
75	7,5	3,75 (4'e yuvarlanmıştır)
100	10	5
125	12,5	6,25 (6'ya yuvarlanmıştır)
150	15	7,5 (8'e yuvarlanmıştır)
200	20	10

Solar termal ısı pompası kurulumu hakkında bilmeniz gerekenler

Solar termal ısı pompasının kurulumu, gerekli sertifikalara ve uzmanlığa sahip kalifiye bir profesyonel tarafından gerçekleştirilmelidir. Fransa'da çevre garantörü (RGE) olarak tanınan bir profesyonelden yardım alın.

Solar termal ısı pompasının kurulumu

Güneş panellerinin ve ısı pompasının en uygun konumunu belirlemek için bir saha değerlendirmesi ile başlayacaktır. Güneş panelleri güneye bakmalı ve güneşe maruz kalmayı en üst düzeye çıkarmak için açılı olmalıdır. Isı pompası, kolay bakım ve onarım için erişilebilir bir yere kurulmalıdır.

Solar termal ısı pompası, gaz veya yağ kazanı gibi mevcut bir ısıtma sistemini tamamlamak için kullanılabilir. Montör, iki sistemin uygun şekilde entegre edilmesini ve en iyi şekilde çalışmasını sağlamalıdır. Boyutlandırma için kurulumcunuzun yaşam alanını, binanın yalıtımını, bölgenizin iklimini ve ısıtma gereksinimlerini dikkate alması gerekecektir.

Ardından güneş panellerini, ısı pompasını, sıcak su tankını ve diğer bileşenleri üreticinin spesifikasyonlarına ve yerel yönetmeliklere uygun olarak kuracaktır. Kurulum tamamlandıktan sonra sistemi devreye alacak ve olağan kontrolleri yapacaktır. Kurulum genellikle bir haftadan biraz fazla sürer (çok iş var!).

Genel olarak, solar termal kolektörler çok az bakım gerektirir. Ancak, sistemin performansını ve uzun ömürlülüğünü sağlamak ve yatırımınızın karlılığını tehdit eden büyük arızalardan kaçınmak için düzenli kontroller planlamalısınız. Kurulumcunuz size bakım ve onarım talimatlarını verecek ve kontrollerin sıklığı hakkında sizi bilgilendirecektir.

Güneş enerjili termal ısı pompası: kurulum maliyeti ve kullanım ömrü 

Yukarıda açıklandığı gibi, bir solar termal ısı pompasının maliyeti yaklaşık 13.000 €, artı 4.000 ila 6.000 € arasında olan kurulum maliyetidir. Yıllık bakım (Fransa gibi bazı ülkelerde zorunludur) yılda 150 ila 300 € arasındadır.

Ömür beklentisi açısından, ısı pompası için 15 ila 20 yıl ile karşılaştırıldığında, güneş termal panelleri 30 yıldan fazla dayanabilir.

Güneş enerjili ısı pompaları: Projenizi finanse etmek için yardım alma hakkınız var

Birçok AB ülkesi, 2050 karbon nötrlüğü hedefi doğrultusunda hane halklarını temiz enerjiye geçmeye teşvik etmek için destek ve finansman programları sunmaktadır. Örneğin Fransa'yı ele alalım: 

• Enerji dönüşümünün bir parçası olarak yenileme çalışmalarını veya ısıtma sisteminin değiştirilmesini finanse etmek için en mütevazı haneler için 5.000 ila 10.000 Avro arasında değişen enerji bonusu;
• MaPrimeRénov', konut sahibi ve ev sahipleri için (ve belirli koşullar altında ortak mülkiyetler için) konutlarda enerji iyileştirme çalışmalarını finanse etmek için bir programdır: yalıtım, ısıtma sisteminin değiştirilmesi, ısı pompalarının veya mekanik havalandırmanın kurulması vb. Miktar, hanelerin gelir düzeyine, yapılan işin türüne ve iş sonrası enerji performansına göre değişmektedir. Solar termal ısı pompası için prim miktarı 10.000 €'ya kadar çıkabilmektedir;
• Sıfır faizli eko-kredi: 30.000 €'ya kadar faizsiz bir kredidir;
• Bölgeye ve belediyeye bağlı olarak yerel makamlardan gelen yardımlar.

Son olarak, Fransız hükümetinin solar termal ısı pompası ekipmanlarına indirimli bir KDV oranı (10 %) uyguladığını unutmayın.

Görüşler ve referanslar: Kullanıcılar solar termal ısı pompası hakkında ne düşünüyor?

Deneyimler modele, üreticiye, kurulumun kalitesine ve bölgedeki iklim koşullarına bağlı olarak değişebileceğinden, solar termal ısı pompası kullanıcılarının görüş ve tanıklıklarına kapsamlı bir genel bakış sunmak kolay değildir. 

Bununla birlikte, güneş enerjisi kolektörü kullanıcılarının geri bildirimlerinde bulunan bazı ortak noktalar şunlardır:

Olumlu tarafından bakarsak:

1. Enerji tasarrufu Evi ısıtmak ve sıcak su üretmek için güneş enerjisi kullanarak, daha düşük enerji faturaları ve enerji tedarikçilerinden daha fazla bağımsızlık elde edilir;
2. Ekoloji Birçok kullanıcı solar termal ısı pompasının çevre üzerindeki olumlu etkisinden memnun. Güneş enerjisi kullanarak fosil yakıt tüketimlerini azaltmakta ve iklim değişikliğiyle mücadeleye katkıda bulunmaktadırlar... güneş panellerinin üretim süreci bazı kullanıcılar tarafından çevre dostu olmamakla eleştirilse bile;
3. Güvenilirlik Güneş enerjili ısı pompaları: Kullanıcılar genellikle güneş enerjili ısı pompalarının güvenilir olduğunu ve çok az bakım gerektirdiğini bildirmektedir. Düzgün bir şekilde tasarlanıp kurulursa, sistemler birkaç on yıl dayanır.

Olumsuz tarafı :

1. Yüksek başlangıç maliyetiAncak, zaman içinde sağlanan sübvansiyonlar ve enerji tasarrufu geri ödeme süresini hızlandıracaktır;
2. Güneş ışığına bağımlılık Bazı kullanıcılar sert kışlarda yetersiz performans bildirmektedir. Enerji ihtiyaçlarını karşılamak için genellikle ek bir ısıtma sistemine başvurmak zorunda kalıyorlar;
3. Kurulumun karmaşıklığı.