Aurinkosähkötuotannon mahdollisuudet ja kehityspotentiaali Suomessa

Transkriptio

1 Aurinkosähkötuotannon mahdollisuudet ja kehityspotentiaali Suomessa

2 Energian primäärilähteet 2012 & käytämmekö kestäviä energialähteitä? Yhteensä Öljy (tuonti fossiili) 24 24% 92 TWh Hiili (tuonti fossiili) % 37 TWh Maakaasu (tuonti fossiili) 10 8 % 32 TWh Ydinvoima (tuonti uraani) % 67 TWh Sähkön nettotuonti (tuonti) 3 5 % 17 TWh Tuontienergian osuus yhteensä: ~50 60 % Vesi ja tuulivoima 3 4 % vesi 17 TWh Turve 7 5 % 18 TWh Puu % 89 TWh Muut 2 3 % 11 TWh Yhteensä: 363 TWh

3 Perinteinen energiantuotanto ja -kulutus Huomattava osa primäärienergiasta menee harakoille (ja kuluttaja joutuu maksamaan tästäkin!)

4 Vuosittainen säteily vaakatasolle Vuotuinen auringonsäteily kwh/m2 (vaakatasopinnalle) kwh/m 2a Lähde: Aurinko-opas; aurinkoenergiaa rakennuksiin. ATY. 2001

5 Asennettua aurinkosähköä - suhteessa asukaslukuun Euroopassa

6 Auringonsätely / kk / paikkakunta kwh/månad Solstrålningen i Finland Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec 50 % Touko - heinä 70 % Huhti - elo 90 % Maal- syys Helsingfors Jokioinen Jyväskylä Sodankylä Utsjoki-Kevo Kokonaissäteily noin 1000 kwh/m2 / v Etelä-Suomessa

7 Aurinkoenergian käyttökohteita Aurinkoenergia Sonnenenergie Aktiivinen Aktive Systeme järjestelmä Passiivinen Passiv järjestelmä e Systeme Thermische Nutzung Aurinkolämpö Aurinkosähkö Elektrische Nutzung Pienimuotoista Photov oltaik sähköntuotantoa Hochtemperatur Korkeita Lämpötiloja Matalia Niedertemperatur lämpötiloja Käyttöveden lämmitys: astetta Schwimmbadwassererwärmung Kohdistuva Konzentrierende aurinkosäteilyjärjestelmä Systeme Talon Warmwasserbereitung lämmitys: astetta Uima-altaan Heizung vesi: astetta

8 Aurinkokeräimet tuottavat lämpöä Aurinkolämpöeräinten hyötysuhde voi olla luokkaa 25 % 50% Kun aurinko paistaa n kwh/m2/vuodessa niin voivat keräimet tuottaa: 5 m2 = ~ kwh/v 10 m2 = ~ kwh/v 20 m2 = ~ kwh/v 50 m2 = ~ kwh/v 100 m2 = ~ kwh/v 200 m2 = ~ kwh/v 1 miljoonaa OKT x 10 m2 / katto = voisi tuottaa lämpöä TWh / v

9 Aurinkopaneelit tuottavat sähköä Aurinkopaneelin hyötysuhde n % = kwh/m2/v 1 kw p järjestelmä (~6 m2) tuottaa vuodessa n ~ kwh 2 kw p järjestelmä (~12 m2) tuottaa vuodessa n ~ kwh 3 kw p järjestelmä (~20 m2) tuottaa vuodessa n ~ kwh 6 kw p järjestelmä (~40 m2) tuottaa vuodessa n ~ kwh Sähkö = pitää heti joko kuluttaa tai varastoida tai syöttää verkkoon Voidaan varastoida akkuihin ( ~ yleensä mökkijärjestelmä) Voidaan syöttää verkkoon ( ~ yleensä suurempi järj.) Voidaan varastoida & syöttää verkkoon ( Tesla-akkuja ) Joissakin EU-maissa säädettyjä syöttötariffeja

10 Mökkijärjestelmä (12 V) ei verkkoon kytketty Tehontarve: esim ~ W Riittää esim.: valaistukseen, TV, jääkaappi, kännykkä Mökkipaketin hinta: n asennus

11 OKT-järjestelmä (230 V) verkkoon-kytketty DC kytkin Invertteri muunnin Aurinkopaneeli Energiamittari AC kytkin Sähkön kulutus kohteessa Syöttö verkkoon Pakettien hinnat: 1 kw: ~ asennus Sähkömittari 2 kw: ~ asennus 3 kw: ~ asennus Sähkökaappi

12 OKT-järjestelmä (230 V) verkkoon-kytketty Paneelin teho: Wp (Wp = nimellin huipputeho) Paneelin mitat: n. 1m x m Järjestelmäkokoja OK-taloihin: 4 paneelia = Teho: ~1 kwp Pinta-ala: n. 7 m2 12 paneelia = Teho: ~3 kwp Pinta-ala: n. 20 m2 18 paneelia = Teho: ~4.5 kwp Pinta-ala n. 30 m2 24 paneelia = Teho: ~6 kwp Pinta-ala: n. 40 m2

13 Paneelien kytkeminen sarjaan suurempia määriä

14 Kokonaissäteily aurinkoisena päivänä (W/m2) (Saksassa)

15 Tuottokäyrä W/kWp paneelille aurinkoisena päivänä (Saksassa)

16 Tuottokäyrä W/kWp paneelille pilvisenä päivänä (Saksassa)

17 Kallistuskulma Auringon säteily erisuuntaisille pinnoille Västeråsissa Itään Etelään Länteen

18 Paneelien kytkeminen erisuuntaisille lappeille Itään Etelään

19 Auringon säteily erisuuntaisille pinnoille vuorokauden aikana Kokonais- Tuotanto (itä + länsi) Itään Länteen

20 Mitoitus.. Mitä isompi pinta-ala - sitä.. Optimoitu järjestelmä: -> Tuotetaan mahdollisimman paljon energiaa kwh (teho * aika) -> Hyödynnetään aurinkoa maaliskuusta - syyskuuhun -> 100 % tarpeesta toukokuusta - syyskuuhun -> Paneelien optimaalinen suuntaaaminen ja kallistus -> mahdollisiman suuri oma kulutus Ylimitoitettu järjestelmä -> lisätehot antavat enennäm energiaa puolipilvisellä säällä -> pitempi aurinkokausi = enemmän energiaa talvella ja syksyllä -> kaikkea energiaa ei voida hyödyntää itse -> ylijäämä energia syötettävä verkkoon Alimitoitettu järjestelmä -> järjestelmä ei tuota kaikkea tarvittavaa energiaa -> kaikki energia otetaan talteen (voidaan käyttää itse) -> lisäsähköä tarvitaan -> laajennettavissa myöhemmin

21 Aurinkolämmön voi yhdistää..: Aurinkolämmön voi yhdistää kaikkien tavanomaisten lämmitysmuotojen kanssa: Aurinko + sähkö Aurinko + öljy Aurinko + puu / hake Aurinko + lämpöpumppu Aurinko + kaukolämpö Aurinkoenergia Säästää energiaa noin 7-9 kuukauden aikana (maalis-syys) Muun energian voi sulkea pois melkein kokonaan Aurinkoenergia 4-5 kk Helposti noin % vuotuisesta lämmitys-energiasta

22 Aurinkolämpö esim puu ja hakelämmityksen rinnalla

23 Maatila: Aurinkosähkö ~ 12.5 kwp

24 Maatila: Aurinkosähkö ~6 kwp

25 Maatila: Aurinkosähkö ~5.5 kwp Paneelit itä & länsilappeilla

26 OKT: Aurinkosähkö ~6 kwp Paneelit kaakkoon ja lounaaseen

27 OKT - laajennus: Aurinkosähkö ~3.5 kwp + 3 kwp + uusi invertteri

28 Maatila: Aurinkolämpö + puu 4 x tyhjiöputkikeräintä l varaaja (tuottaa ~1900 tuntia /vuodessa = keskimäärin ~ 5 tuntia/vrk)