Fotovoltaické vytápění a ohřev teplé užitkové vody v rodinném domě

Abstract

Cílem diplomové práce je posouzení návratnosti fotovoltaického systému pro ohřev vody a částečného vytápění rodinného domu. Zvolený dům o podlahové ploše více než 250 m2 by bylo značně náročné zcela vytápět pomocí fotovoltaického systému. Z tohoto důvodu je práce zaměřena primárně na ohřev teplé vody. Fotovoltaický systém slouží pouze jako doplňkový zdroj vytápění. K analýze zvoleného fotovoltaického systému je použita simulace v programu TRNSYS. Výpočet tepelných ztrát uvažovaného rodinného domu je realizován pomocí sešitu vytvořeného v programu Excel. Výsledné hodnoty simulace jsou poté ověřeny výpočtovým nástrojem na webových stránkách TZB-info. Provedenou simulací se zjistilo, že je fotovoltaický systém schopný pokrýt celkové množství energie k ohřevu užitkové vody během letních měsíců a to dokonce s přebytky. Na jaře a na podzim systém stále poskytuje většinu potřebné energie pro ohřev teplé vody a částečně doplňuje kotel na tuhá paliva, který slouží jako primární zdroj vytápění. Během hlavní topné sezóny se fotovoltaický systém podílí na ohřevu teplé vody přibližně z poloviny. Na základě získaných výsledků se pořízení fotovoltaického systému jeví jako ekonomicky efektivní s rychlou mírou návratnosti.

The main goal of this thesis is to evaluate the return on investment of a photovoltaic system designed for water heating and partial space heating in a family house. The selected house with a floor area of more than 250 m2 would be very difficult to heat completely using a photovoltaic system. For this reason, the work is primarily focused on heating hot water. The photovoltaic system serves only as an additional source of heating. To analyse the selected system, a simulation was carried out using the TRNSYS software. Heat loss calculations for the house were performed using a custom Excel spreadsheet. The simulation results were then verified using an online calculator available on the TZB-info website. The simulation showed that during the summer months, the photovoltaic system is capable of fully covering the energy demand for domestic hot water, even generating surplus energy. In spring and autumn, the system still provides most of the necessary energy for heating hot water partially and supports the solid fuel boiler, which remains the main heating source. During the main heating season, the photovoltaic system contributes roughly half of the energy needed for water heating. Based on the results, investing in the photovoltaic system appears to be economically advantageous, with a relatively short payback period.