Aurinkoenergiaa tutkitusti

Transkriptio

1 Aurinkoenergiaa tutkitusti Meri Olenius, RETEE-tutkimusryhmän vetäjä Uusiutuvat energiateknologiat ja ekologinen ympäristö tutkimusryhmä , Pienin askelin kohti energiaomavaraisuutta seminaari

2 Solarforum ja RETEE-tiimi SolarForum nimen alla SAMK:n RETEE-tiimi on toteuttanut ja toteuttaa aurinkoenergia-alaan liittyvää TKI-työtään ja siihen liittyviä tiedonsiirron prosesseja vuodesta 2009 asti Renewable Energy Technologies and Ecological Environment SolarForum on SAMK:ssa toimiva aurinkoenergialiiketoiminnan TKItyöhön ja myyttien murtamiseen aikana kehitetty TKIekosysteemi

3 Mitä meillä SAMKissa on? Aurinkosähköjärjestelmä Aurinkolämpöjärjestelmä Nämä yhdistävä hybridienergialaboratorio Oma mittaus- ja ohjausjärjestelmä, DEWIL Julkista mittausdataa Suomen olosuhteissa toimivista aurinkosähköjärjestelmistä

4 Miksi aurinkoenergiaa? Aurinkoenergia on uusiutuva energianlähde, jonka tuottaminen ei aiheuta päästöjä eikä rasita ympäristöä Sopii kaikenkokoisiin rakennuksiin Energia tuotetaan paikallisesti lähellä kulutuspistettä ja samalla vähennetään ostoenergiantarvetta Järjestelmät ovat helppokäyttöisiä ja pitkäikäisiä; investoinnin takaisinmaksun jälkeen energia on ilmaista Aurinkoenergiajärjestelmien hinnat ovat laskeneet merkittävästi viime vuosina Rakentamista koskevat määräykset kiristyvät tulevaisuudessa, jolloin aurinkoenergialla voidaan pienentää rakennuksen E-lukua

5 Mihin aurinkoenergiaa? Aurinkosähkö (paneelit) koneiden ja laitteiden energian kattamiseen, kesäajan jäähdytykseen kohteet, joissa verkkosähköä ei ole saatavilla tai se ei ole kustannuksiltaan järkevää (esimerkiksi kesämökit) ylijäämän myynti verkkoon (mahdollinen nettolaskutus tulevaisuudessa) Aurinkolämpö (keräimet) voidaan tuottaa jopa puolet vuotuisesta lämpimän käyttöveden tarpeesta omakotitalossa tilojen lämmitys (märkätilojen lämmitys tarpeellista myös kesäaikana) uima-altaat, maatilat, kylpylät, tuotantolaitokset yms.

6 Tutkimustyön painopistealueet 1. Uusiutuvan energian rakenneintergointi ja järjestelmäoptimointi 2. Ekologisen asumisen ja energiatehokkuuden ratkaisut 3. Älykkäät ohjaus ja mittausjärjestelmät energiajärjestelmille 4. Aurinkoenergiakoulutus

7

8 Tutkimus ja opetuskäyttöön rakennettu järjestelmä 18 kpl EvergreenSolar aurinkopaneeleja (á 210 W p ) Kolme riviä eri asennuskulmissa (30, 45 ja 60 ) Joka rivillä oma invertteri, kokonaisteho 3,78 kw p Järjestelmä kytketty kiinteistön sähköverkkoon Keskimääräinen mitattu kokonaisvuosituotanto 3200kWh

9 Aurinkoseuraaja eli tracker Vertailupaneeli 45 asteen kulmassa. Tutkitaan trackerin tuomaa hyötyä ja maksimituottoa. Kahteen suuntaan kääntyvä teline. Tehokas Sanyo HIT-HDE4 250W yhdistelmäpaneeli, jossa käytetään yksikide ja ohutkalvotekniikkaa. Trackerin toimittanut Satmatic Oy

10 Sääasema Osana järjestelmää myös Vaisalan sääasema Sillä voidaan mitata: Lämpötila Tuulen nopeus ja suunta Auringon säteily, useita mittauspisteitä Ilmanpaine Kameralla voidaan tarkastella sääoloja, lumitilannetta ja paneelien puhtautta.

11 Sähköjärjestelmä Simuloitu talo Sähköauto Verkkoinvertteri/laturi AC 230 V DC Sähköverkko AC 230 V DC Akusto AC 230 V DC

12 Hybridienergialaboratorio Tyhjiöputkikeräimet Lämminvesivaraaja 500L Simuloitu talo Tasokeräimet Pellettikattila Lämminvesivaraaja 1000L Adsorbtiojäähdytin Kylmävesivaraaja 300L

13 Avoin seurantatieto SAMK Porin Uimahalli Porin ympäristövirasto Tulossa kotitalouskohteita Solarleap-hankkeen myötä

14 Yritysvalmennukset Yrityksille annetaan tietoa ja taitoa käytännön liiketoimintaan Tietoa aurinkoenergian perusteista ja alan markkinoista aina käytännön kohdesuunnitteluun ja mitoitukseen Avoin AMK -kurssi Solar-suunnitteluvalmennus I. päivä Aurinkosähkö (PV): auringon säteily, puolijohteet, p-n -liitos, kennoteknologiat Aurinkosähkö (PV): On-grid- ja Off-grid -sovellukset (komponentit, liitännät ja asennukset) PV- järjestelmien suunnittelu: asemointi, kaupunkisuunnittelu, säännökset, rakennetun ympäristön vaatimukset ja muokkaukset Solar-suunnitteluvalmennus 2. päivä PV- järjestelmien suunnittelu: skaalaus, energian kulutus, hankintakustannukset, takaisinmaksuaika, sisäinen korko, PV- ja STmarkkinat ja tukipolitiikka Aurinkosähkö (PV): Perehdyttäminen suunnitteluohjelmiin, varjostukset Solar-suunnitteluvalmennus 3. päivä loppukoe & palaute : toteutetaan case-tyylisenä kokonaisuutena, jossa toteuteaan aurinkosähköjärjestelmän basic-suunnittelu määritettyyn kohteeseen tunnit tunnit 4 4 tunnit valmennuskokonaisuus yhteensä 24 8

15 DEWIL Device Ecosystem With Infinite Limits Mittaus- ja ohjausjärjestelmä teollisten ja kotitalouksien laitteiden retrofittaukseen sekä yhdistämiseen

16 DEWIL - Device Ecosystem with Infinite Limits Loputtomiin skaalautuva, modulaarinen mittausjärjestelmä Suoraviivainen datankäsittely- ja analysointijärjestelmä Edullinen ja helppokäyttöinen vaihtoehto automaatio- ja smart home -sovelluksille Monikäyttöinen seuranta- ja raportointityökalu Rajapinta jokaiselle laitteelle, IoT-yhteensopivalle tai ei Rakennetaan olemassa oleviin rajapintoihin muuntimet ja niiden avulla laitteet kytketään abstraktiin, virtuaaliseen toimilaiteverkkoon

17 Toteutus Tausta hajautettujen sensorien ja toimilaitteiden verkoista Ideologia automaatiosta, toteutus korkeamman tason ohjelmoinnista Java-pohjainen PC/automaatio-hybridi Uusien yhteyksien luomisen sijaan luodaan muuntajat olemassaoleviin rajapintoihin Rajattomat mahdollisuudet rajapinnoille, algoritmeille ja tiedonsiirtoon

18 Toteutus Kustannustehokas ja skaalautuva, RasPi pystyy pyörittämään yksinkertaisinta toteutusta Modernit salaustavat Modulaarinen, yksinkertainen ja kevytrakenteinen Ratkaisu joka: On yhdistettävissä kaikkiin avoimiin rajapintoihin tai yhdistettäviin toimilaitteisiin Mahdollistaa kommunikaation kaikkien laitteiden välillä Optimoi järjestelmien suorituskykyä

19 VANHOJEN LAITTEIDEN RETROFITTAUS ENERGIAN KULUTUKSEN SEURANTA JA OPTIMOINTI MITTAUKSET (LÄMPÖTILAT, KOSTEUS, ILMANLAATU YMS) PROSESSIEN SEURANTA JA TUOTANNON TEHOSTAMINEN HÄLYTYSJÄRJESTELMÄT KAIKEN YHDISTÄMINEN Dewil on yksinkertaisimmillaan rajapintaratkaisu johon on lisätty tiedon keräys-, tallennus-, analysointi- ja visualisointimahdollisuudet Siinä missä dataa kerätään, siihen perustuen voidaan helposti toteuttaa myös ohjaustoiminnallisuudet Mainitut tapaukset ovat vain esimerkkejä, ainoastaan mielikuvitus rajoittaa tämän toteutusmallin tarjoamia mahdollisuuksia ÄLYKKÄIDEN JÄRJESTELMIEN KESKINÄINEN KOMMUNIKOINTI

20

21

22 Solarleap Systemaattisella prosessilla aurinkoenergialiiketoimintaan

23 SOLARLEAP Satakunta SAMKin ja Winnovan yhteishanke Tavoitteena on Antaa sysäys Satakunnan alueen aurinkoenergialiiketoiminnalle ja sen kehittymiselle Yhtenäistää lupa- ja toimitusprosesseja sekä dokumentointia Tuottaa alalle päteviä osaajia Muuttaa asenteita positiiviseen suuntaan! Huomioida kotitaloudet TurkuAMKissa tytärhanke Ammatti-instituutin kanssa

24 SOLARLEAP Satakunta - työpaketit

25 Oppilaitospilotit Ilmoittautuneet kohteet (149) kartoitettu raportit 10 kotitalouskohdetta valittu oppilaitospiloteiksi 6 aurinkosähkö- ja 4 aurinkolämpötoteutusta Muut kohderaportit välitetty hankeyrityksille toteutettavaksi liiketoimintakontakteja referenssejä SAMKin opiskelijat (8) suunnittelevat toteutukset 9 kohdetta suunnittelussa ja tarjouskyselyssä Ensimmäinen asennus toteutunee helmikuun aikana Kotitaloudet maksavat järjestelmän, hanke asentaa WinNovan opiskelijat suorittavat asennukset SAMKin opiskelijat valvovat suunnittelemansa toteutukset käytännön osaamista alan yritysten käyttöön Kohteisiin tulee tuotannon etäseuranta viideksi vuodeksi Tuotantotietoa kerätään ja julkaistaan avoimesti sivustolla Käytännön tutkimustietoa kotitalouskokoluokan aurinkoenergiajärjestelmien energiantuotosta ja toiminnasta Satakunnassa

26 ASSERin idea Aurinkoenergiajärjestelmän kokonaistoimitusprosessin dokumentointityökalu Esimerkkinä Saksassa käytetty aurinkosähkö- eli PV-järjestelmän kuvausdokumentti Photovoltaik-Anlagenpass Meillä mukana myös aurinkolämpöjärjestelmät Kuvataan ja dokumentoidaan koko aurinkoenergiajärjestelmän toimitusprosessi asiakaskontaktista käyttöönottoon Huomioidaan suomalaiset asetukset ja vaatimukset Huomioidaan alan eri toimijoiden tarpeet Pyritään helposti käytettävään, täytettävään ja ylläpidettävään sähköiseen järjestelmään Työkalussa kysytään ja täytetään oleellinen ja tulostetaan ulos tarvittavat dokumentit prosessin eri vaiheisiin ja kokonaisdokumentaatioksi. Tarkoitus auttaa yrityksiä dokumentoimaan helposti ja laadukkaasti

27 ASSERi

28 SOLARLEAP Satakunta - Pilotti 1 Aurinkosähköasennus Porissa 2016

29 SOLARLEAP Satakunta - Pilotti 1 Aurinkosähköasennus Porissa 2016

30 SOLARLEAP Satakunta - Pilotti 2 Aurinkolämpöasennus Porissa 2016

31 SOLARLEAP Satakunta - Pilotti 2 Aurinkolämpöasennus Porissa 2016

32 SOLARLEAP Satakunta - Pilotti 2 Aurinkolämpöasennus Porissa 2016

33 SOLARLEAP Satakunta Pilotti 2 Aurinkolämpöasennus Porissa 2016

34 SOLARLEAP Satakunta Pilotti 3: Aurinkosähköasennus Porissa tällä viikolla

35 SOLARLEAP Satakunta Pilotti 3: Aurinkosähköasennus Porissa tällä viikolla

36 SOLARLEAP Satakunta Pilotti 3: Aurinkosähköasennus Porissa tällä viikolla

37 5 VTA - Viisi vaikuttavaa teknologiaaskelta elintarvikealan pkyrityksissä Satakunnan ammattikorkeakoulu (SAMK) ja Seinäjoen ammattikorkeakoulu (SeAMK)

38 Hankkeen tavoitteet Hankkeen päätavoitteena on viiden askeleen malli (opas) elintarviketeollisuuden pk-yrityksissä tehtävään, kustannustehokkuutta parantavaan teknologiakehittämiseen Elintarviketeollisuuden pk-yrityksille soveltuvia, demonstrointiin, pilotointiin ja teknologiaselvityksiin perustuvia malleja 1. Investointien toteuttamiseen osissa 2. Suurissa elintarviketeollisuuden yrityksissä hyödynnettävien teknologioiden alasskaalaamiselle 3. Sellaisten energiatehokkuusratkaisujen hyödyntämisestä, jotka tuovat merkittävintä etua

39 Työpaketti 1 Toimialan tilannekuvan tarkentaminen Tarkastellaan automaatio- ja energiateknologiaratkaisujen kehitystilannetta toimialarajojen yli Pyritään tunnistamaan kustannustehokkaita mittakaavaltaan alasskaalattavissa olevia teknologioita Suunnitellaan pk-yritykselle sopivan yrityskohtaisen automaatio- ja energiateknologian tarvetunnistusmalli

40 Työpaketti 2 Energiatehokkuuden kehittäminen Workshop sekä Satakunnassa että Etelä-Pohjanmaalla energian tehokkaasta käytöstä, energian säästöstä sekä näitä tehostavista toimenpiteistä huomioiden alan erityistarpeet, kuten kylmätilat Energian käytön kartoitus ja sen tehostamisen mahdollisuuksien tunnistaminen Pilotoinnit ja simuloinnin soveltuvuuden testaus Selvitys uusiutuvien energiateknologioiden käytöstä Todennettuja ratkaisuja energiatehokkuuden parantamiseen

41 Työpaketti 3 Automaatioteknologioiden alasskaalaaminen Kartoitetaan sellaiset isoissa yrityksissä käytettävät teknologiat, joiden alasskaalaamisella voitaisiin ratkaista pk-yritysten tuotannon haasteista Demonstraatioita, joilla havainnollistetaan teknologian soveltuvuutta Pilotointi ja simulointi

42 Työpaketti 4 Investointikyvykkyyden lisääminen Malli osissa investoinneille Ratkaisuja, joilla kehitysinvestointi voidaan hankkia useampana erillisenä pakettina siten, ettei investoinnista muodostu liian suurta taloudellista kuormitusta yritykselle Teknologiaseminaarit toimialan yrityksille Nopean vaikuttavuuden tunnistaminen Analysoidaan työpaketeissa 1-3 toteutettuja toimenpiteitä, niiden vaikuttavuutta välittömästi ja pitkällä aikavälillä

43 Viisi vaikuttavaa teknologia-askelta elintarvikealan pk-yrityksissä Mukaan hankkeen verkostoon on mahdollista päästä jo! Hankkeen projektipäällikkö SeAMK-yhteyshenkilö

44 Kiitos!