PV and energy storage system integration in an existing single-family house
Anna Justyna Werner-Juszczuk, Piotr Rynkowski, Dorota Anna Krawczyk
Wydział Budownictwa i Nauk o Środowisku, Politechnika Białostocka
Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja, 57 (10), 10-16, DOI: https://doi.org/10.65545/COW.2026.10.02
Słowa kluczowe: emisja CO2, energia słoneczna, samowystarczalność energetyczna, budynek zeroemisyjny
Streszczenie
Zgodnie z najnowszą dyrektywą Unii Europejskiej w sprawie charakterystyki energetycznej budynków EPBD wszystkie budynki mieszkalne będą musiały być zeroemisyjne od 2050 roku. Spełnienie tych warunków będzie wymagać przeprowadzenia renowacji budynków nie tylko w zakresie izolacyjności termicznej przegród zewnętrznych i stolarki okienno-drzwiowej, ale przede wszystkim w zakresie źródeł ciepła i energii elektrycznej.
Celem pracy jest określenie jak wykorzystanie paneli fotowoltaicznych (PV) oraz magazynu energii w budynku jednorodzinnym wpłynęło na pokrycie zapotrzebowania budynku na energię elektryczną i emisję zanieczyszczeń. Źródłem danych było rzeczywiste zużycie energii elektrycznej przez budynek w wybranym roku kalendarzowym obejmujące zużycie energii elektrycznej przez źródło ciepła, oświetlenie, sprzęt RTV i AGD i inne urządzenia zasilane energią elektryczną. Analizę przeprowadzono dla istniejącego budynku jednorodzinnego zlokalizowanego w Białymstoku z mikro-instalacją PV o mocy zainstalowanej 6,24 kWp. Analiza emisji obejmowała zanieczyszczenia: CO2, NOx, SO2 oraz pyły.
Montaż systemu PV w budynku wpłynął na zmniejszenie ilości energii elektrycznej pobranej z sieci energetycznej i tym samym emisji zanieczyszczeń o 34%, zapewniając samowystarczalność budynku na poziomie 35%. Zastosowanie magazynu energii elektrycznej o pojemności 10 kWh zwiększyło samowystarczalność budynku do 63% oraz przyczyniło się do spadku emisji CO2 o 1754 kg. Analiza potwierdza istotną rolę energii słonecznej w spełnieniu wymagań dyrektywy Europejskiej EPBD w zakresie emisyjności budynków.
Pobierz artykuł w formacie PDF
Pobierz cały numer w formacie PDF
Keywords: CO₂ emissions, solar energy, energy self-sufficiency, zero-emission building
Abstract
According to the latest European Union Energy Performance of Buildings Directive (EPBD), all residential buildings are required to become zero-emission buildings by 2050. Meeting these requirements will necessitate building renovations not only in terms of improving the thermal insulation of external envelopes, windows and doors, but also, and most importantly, in relation to heat and electricity supply systems.
The aim of this study was to determine how the use of photovoltaic (PV) panels and battery energy storage in a single-family house affected the coverage of the building’s electricity demand and the reduction of pollutant emissions. The analysis was based on actual electricity consumption data recorded over a selected calendar year, including electricity used for the heating system, lighting, household appliances, consumer electronics, and other electrically powered devices. The study was conducted for an existing single-family house located in Białystok, Poland, equipped with a PV micro-installation with an installed capacity of 6.24 kWp. The emissions analysis covered CO₂, NOₓ, SO₂, and particulate matter.
The installation of the PV system reduced the amount of electricity imported from the grid and consequently lowered pollutant emissions by 34%, while increasing the building’s electricity self-sufficiency to 35%. The application of a 10 kWh battery energy storage system further increased self-sufficiency to 63% and resulted in a reduction of CO₂ emissions by 1,754 kg. The results confirm the significant role of solar energy in meeting the EPBD requirements regarding building decarbonization and emissions reduction.
Download the article in PDF format
Download the entire issue in PDF format
Bibliografia / Bibliography
GIS Białystok. (2026). https://gisbialystok.pl
GUS. (2026). Zużycie energii w gospodarstwach domowych w 2024 r. Główny Urząd Statystyczny. https://stat.gov.pl/obszary-tematyczne/srodowisko-energia/energia/zuzycie-energii-w-gospodarstwach-domowych-w-2024-r-,2,6.html
Komisja Europejska. (2019). Komunikat Komisji do Parlamentu Europejskiego, Rady Europejskiej, Rady, Komitetu Ekonomiczno-Społecznego i Komitetu Regionów: Europejski Zielony Ład [COM(2019) 640 final]. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/TXT/?uri=CELEX:52019DC0640
Komisja Europejska. (2024). Dyrektywa w sprawie charakterystyki energetycznej budynków. https://eur-lex.europa.eu/eli/dir/2024/1275/oj/pol
Siuta-Olcha, A., Babiarz, B., Święcicki, A., Stachniewicz, R. A., Cholewa, T., Lichołai, L., Krasoń, J., Miąsik, P., Bocian, M., Kłopotowski, M., & Gawryluk, D. (2025). New method of retrofitting of kindergartens resulting in increase of energy self-sufficiency. Energy and Buildings, 336, 115595. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2025.115595
Ministerstwo Klimatu i Środowiska. (2022). Kalkulator wielkości przydomowego magazynu energii [Arkusz kalkulacyjny]. https://www.gov.pl/web/klimat/kalkulator-wielkosci-przydomowego-magazynu-energii
Mój Prąd (2019). https://mojprad.gov.pl
Parlament Europejski i Rada Unii Europejskiej. (2024). Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2024/1275 z dnia 24 kwietnia 2024 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków (wersja przekształcona). Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej, L, 2024/1275. https://eur-lex.europa.eu/eli/dir/2024/1275/oj?locale=pl
PGE. (2024). Informacja dla odbiorców o strukturze paliw zużytych do wytworzenia energii elektrycznej sprzedawanej przez PGE Obrót S.A. w 2023 roku. PGE Obrót S.A. https://poc.pgelita.pl/wp-content/uploads/2024/04/Struktura-paliw-PGE.pdf
PGE. (2026). Instrukcja Ruchu i Eksploatacji Sieci Dystrybucyjnej. PGE Dystrybucja S.A. https://pgedystrybucja.pl/uslugi-dystrybucyjne/instrukcje-i-informacje-techniczne/irsed
PGIS. (2026). Photovoltaic Geographical Information System. Komisja Europejska. https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/tools.html
Przydomowe Magazyny. (2026). https://przydomowemagazyny.gov.pl
URE. (2019). Raport zawierający zbiorcze informacje dotyczące energii elektrycznej wytworzonej z odnawialnego źródła energii w mikroinstalacji (w tym przez prosumentów) i wprowadzonej do sieci dystrybucyjnej w 2018 r. (art. 6a ustawy OZE). Urząd Regulacji Energetyki. https://www.ure.gov.pl/download/3/10728/Raportzbiorczyzart6aUOZE.pdf
URE. (2025). Raport – energia elektryczna wytworzona z odnawialnego źródła energii w mikroinstalacji (w tym przez prosumentów) i wprowadzona do sieci dystrybucyjnej w 2024 r. (art. 6a ustawy OZE). Urząd Regulacji Energetyki. https://www.ure.gov.pl/download/3/19401/RaportOZEmikroinstalacjeza2024.pdf
Werner-Juszczuk, A. J. (2025). Actual performance of PV Micro-Installations in the same location: case study for single family houses. In Green energy and technology (pp. 29–37). https://doi.org/10.1007/978-3-031-99312-1_4