Sylwia Wciślik, Alicja Kokosza
Wydział Inżynierii Środowiska, Geodezji i Energetyki Odnawialnej, Politechnika Świętokrzyska
Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja, 2026 (4), 16-25, DOI: https://doi.org/10.65545/COW.2026.04.03
Keywords: ground-source heat pump, photovoltaic installation, building energy performance, energy self-consumption, carbon footprint, useful energy
Abstract
The aim of the study is to determine the annual electricity demand of a boiler room equipped with a ground‑source heat pump in a single‑family house, and to assess the extent to which a photovoltaic installation can cover this demand. The methodology is based on calculations of useful, final, and auxiliary energy in accordance with applicable standards, as well as an analysis of the technical parameters of the building and the heat pump.
The results show that the building has a low useful energy demand (68.6 kWh/m²·year) and high efficiency of its technical systems. The annual final energy consumption of the boiler room is approximately 6900 kWh. To cover 50% of this demand, four PV modules with a capacity of 450 Wp each are sufficient. The use of photovoltaics reduces the EP indicator from 67.6 to 33.4 kWh/(m²·year) and lowers CO₂ emissions by around 50%.
The conclusions confirm that integrating a heat pump with a PV installation significantly improves energy efficiency, reduces emissions, and increases the building’s energy independence.
Download the article in PDF format
Download the entire issue in PDF format
Bibliography
AFRISO (2024) Katalog schematów, Instalacje grzewcze do 70kW (za zgodą Afriso Sp. z o.o.)
European Environment Agency (EEA). (2021). Average CO₂ emissions from new passenger cars. https://www.eea.europa.eu/en/analysis/indicators/co2-performance-of-new-passenger/average-co2-emissions-from (Dostęp z 23.02.2026)
Geoportal Kielce – Fotowoltaika Kielce. (n.d.). https://ongeo.pl/geoportal/kielce/fotowoltaika
Geoportal Polski, wszystkie działki na mapie | Geoportal360.pl. (n.d.). Geoportal360.pl. https://geoportal360.pl/ (Dostęp z 23.02.2026)
Gramwzielone.pl. (2023). Jak dobrać moc instalacji fotowoltaicznej dla domu jednorodzinnego.
https://www.gramwzielone.pl/energia-sloneczna/20340680/dobor-mocy-instalacji-fotowoltaicznej-dla-domu-jednorodzinnego (Dostęp z 23.02.2026)
Hsu, D. D., O’Donoughue, P., Fthenakis, V., Heath, G. A., Kim, H. C., Sawyer, P., Choi, J., & Turney, D. E. (2012). Life cycle greenhouse gas emissions of crystalline silicon photovoltaic electricity generation. Journal of Industrial Ecology, 16(s1). https://doi.org/10.1111/j.1530-9290.2011.00439.x
International Energy Agency Photovoltaic Power Systems Programme (IEA PVPS). (2024). Task 12 – LCA of Photovoltaic Systems. https://iea-pvps.org/wp-content/uploads/2020/01/IEA-PVPS_Task_12_LCI_LCA.pdf (Dostęp z 23.02.2026)
International Organization for Standardization. (2006a). ISO 14040:2006 Environmental management — Life cycle assessment — Principles and framework. ISO.
International Organization for Standardization. (2006b). ISO 14044:2006 Environmental management — Life cycle assessment — Requirements and guidelines. ISO.
JRC Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS) – European Commission. (2016, January 11). https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/
Kłobus, U. (2025). PL: Ekonomiczne i ekologiczne uwarunkowania użytkowania zintegrowanego systemu pompy ciepła i mikroinstalacji fotowoltaicznej. EN: Economic and Ecological Benefits of Using an Integrated Heat Pump and Photovoltaic Micro System. https://agris.fao.org/search/en/providers/125456/records/68b6deba68d9e6806700b695 (Dostęp z 23.02.2026)
Kwestarz, M., & Kostrzewska, W. (2023). Koncepcja hybrydowego OZE dla domu jednorodzinnego. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, (5), 27-33. https://doi.org/ 10.15199/17.2023.5.5
Luthander, R., Widén, J., Nilsson, D., & Palm, J. (2015). Photovoltaic self-consumption in buildings: A review. Applied energy, 142, 80-94. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2014.12.028
Minister Infrastruktury i Rozwoju. (2015). Rozporządzenie z dnia 27 lutego 2015 r. w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku lub części budynku oraz świadectw charakterystyki energetycznej (Dz. U. 2015 poz. 376)
Minister Rozwoju i Technologii. (2022). Obwieszczenie z dnia 15 kwietnia 2022 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. 2022 poz. 1225).
Perzyński, M., Knaga, J., & Nęcka, K. (2024). Autokonsumpcja energii elektrycznej na przykładzie domu jednorodzinnego wyposażonego w instalację fotowoltaiczną ogrzewanego pompą ciepła. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 19.
Polski Komitet Normalizacyjny. (2017a). PN-EN 15316-4-2:2017-01 Systemy ogrzewania w budynkach – Metoda obliczania zużycia energii i sprawności systemów – Część 4-2: Systemy wytwarzania ciepła – Pompy ciepła. PKN.
Polski Komitet Normalizacyjny. (2017b). PN-EN 378-1:2017-03 Układy chłodnicze i pompy ciepła – Wymagania bezpieczeństwa i ochrony środowiska – Część 1: Wymagania podstawowe, definicje, klasyfikacja i kryteria doboru. PKN.
Polski Komitet Normalizacyjny. (2019). PN-EN IEC 60335-2-40:2019-02 Bezpieczeństwo użytkowania urządzeń elektrycznych do użytku domowego i podobnego – Część 2-40: Wymagania szczegółowe dotyczące elektrycznych pomp ciepła, klimatyzatorów i osuszaczy powietrza. PKN.
Siergiejuk, J., & Gajewski, A. (2012). Wybór źródła zasilania pomiędzy kotłownią na biopaliwo a pompą ciepła dla obiektów w zabudowie szeregowej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska, 3(2), 95-102.
Stokowiec, K., Berezowska-Kominek, P. (2025). Odzysk ciepła ze ścieków – przegląd literatury. Gaz Woda i Technika Sanitarna, 1(9), 24–30. https://doi.org/10.15199/17.2025.9.4
Ustawa z dnia 20 lutego 2015 r. o odnawialnych źródłach energii. (2015). Dziennik Ustaw, 2015, poz. 478. https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id=wdu20150000478
Wciślik, S. (2025) Materiały dydaktyczne do przedmiotu Ogrzewnictwo z elementami OZE opracowane w ramach realizacji Projektu „Dostosowanie kształcenia w Politechnice Świętokrzyskiej do potrzeb współczesnej gospodarki, FERS.01.05-IP.08-0234/23, Kielce, 2025 https://dkpsk.tu.kielce.pl/wp-content/materialy-dydaktyczne/Ogrzewnictwo%20z%20elementami%20OZE.pdf (Dostęp z 23.02.2026)
Wciślik, S., & Kotrys-Działak, D. (2021). Thermal building upgrade with off-grid PV system: a Polish case. Energy Efficiency, 14(7). https://doi.org/10.1007/s12053-021-09980-x