Aurinkosähkö. Antti Kosonen & Jero Ahola

Transkriptio

1 Aurinkosähkö Antti Kosonen & Jero Ahola

2 Esityksen sisältö 1. Johdanto 2. Aurinkosähkö Suomessa 3. Aurinkosähkövoimalan kannattavuus ja suunnittelu 4. Aurinkosähkövoimalan asennus ja käyttöönotto 5. Aurinkosähkövoimalan toiminnan seuranta

3 Johdanto

4 Päästötön energian tuotanto ja käyttö? Lähde: Birgitta Resvik, Fortum

5 Hyödynnettävissä olevat energialähteet maapallolla Auringosta saapuu maapallolle 14.5 sekunnissa yhtä paljon energiaa kuin ihmiskunta käyttää vuorokaudessa Ramez Naam, Scientific American Lähde: Richard Perez & Marc Perez, A Fundamental Look at Energy Reserves for the Planet

6 Aurinkopaneelien hinnan kehitys

7 Auringon säteily Euroopassa Valmistukseen käytetyn energian takaisinmaksuaika Suomessa alle 3 vuotta Globaalisti parhailla alueilla säteilysumma on n kwh/m 2 Lähde: European Union, Joint Research Centre, ( u/pvgis/cmaps/eur.htm)

8 Yleisen jakeluverkon rinnalla toimivan aurinkovoimalan rakenne Source: accessed

9 Aurinkosähkö Suomessa

10 Ajallinen vertailu aurinkosähkön tuotantoon vaikuttavista tekijöistä 25.0 Barcelona Air temperature ( C) Frankfurt Lappeenranta Lappeenranta vastaa Frankfurtia aurinkosähkön tuotantopotentiaaliltaan Suomessa viileämmät olosuhteet Kuukausijakauma erilainen Päivät pitkiä kesäaikaan Maailman parhailla alueilla tuotanto noin kaksinkertainen Suomeen verrattuna Daily solar radiation (kwh/m2/d) Barcelona Frankfurt Lappeenranta Day length (hh:mm) 21:36 19:12 16:48 14:24 12:00 9:36 7:12 4:48 2:24 Barcelona Frankfurt Lappeenranta 0.0 0:00

11 Suomen sähköenergian tarpeen täyttämiseen vaadittavien aurinkosähköpaneelien pinta ala 28 km x 28 km Suomessa vuotuisesti kulutetun sähköenergian tuottamiseen tarvittavien aurinkopaneelien pinta ala Sähköenergian vuosikulutus Suomessa (TWh) Tarvittava asennettu kapasiteetti (GWp) Tarvittava maapintaala (km 2 ) Pinta alan tuottavan neliön sivu (km)

12 Auringon säteilyenergian hyödyntämisen tehokkuus sähkön tuotannossa 1 ha, aurinkosähkövoimala Prisman katolla Suora auringon säteilyenergian muuntaminen aurinkokennoilla sähköksi on kertaa tehokkaampaa kuin konversio metsäbiomassan kautta voimalaitosprosessissa 330 ha, 10 m3/ha/a kasvava metsä Aurinkosähkövoimalan (PV) valmistukseen käytetyn energian takaisinmaksuaika on < 3 a, laitoksen käyttöikä on n a

13 Kiinteistökokoluokan aurinkosähköjärjestelmän kustannusrakenne ALV:n suuruisen osan poistaminen henkilöverotuksessa mahdolliseksi? (toteutustapa mikä hyvänsä) Menetetty ALV tuotantotukena: 16 /MWh ALV kantoja EU:ssa 2014: Suomi 24 % Luxemburg 15 % Saksa 19 % Alankomaat 19 % Työ 20 % Arvonlisävero 19 % Muut tarvikkeet 2 % Kaapelit ja liittimet 1 % Kotimaisuusaste: investoin % tuotettu energia: 100 % Aurinkosähköjärjestelmän kustannusrakenne: 5 kwp hinta: 1.6 /Wp (alv 0%), 2 /Wp (alv 24%) Telineet 7 % Invertteri 13 % Paneelit 38 % Paneelit Invertteri Telineet Kaapelit ja liittimet Muut tarvikkeet Työ Arvonlisävero Asennusmäärä (kpl/a) Asennettu kapasiteetti (MWp/a) Suora työllistäminen, asennus (henkilöä) Liikevaihto (M )

14 Aurinkosähkövoimalan kannattavuus ja suunnittelu

15 Aurinkosähkön tuotannon kannattavuus Suomessa* Energy price (c/kwh) eur/w 1.3 eur/w 1 eur/w Energy price (c/kwh) % 8.5% 6.5% 4.5% 2.5% 0% Nominal interest rate (%) System price (eur/w) Kuva. Sisäinen korko, kun itse tuotettu aurinkosähköenergia korvaa aina ostosähköä. Järjestelmän vuotuinen kunnossapitokustannus on 1.5% investoinnista. Kuva. Aurinkosähköenergian tuotantokustannus eri investointikustannuksilla ja korkotasoilla. Laitteiston vuotuinen kunnossapitokustannus on 1.5% investoinnista. Elinikä 30 vuotta. *Simuloitu voimala: Sijainti Lappeenranta, paneelit suunnattu etelään, kulma 15, inflaatio 1,5 %

16 Pientalon aurinkosähkövoimalan toteutusprosessi Suunnittelu ja kilpailutus Mikrotuotantolaitteiston yleistietolomake Luvat ja vaatimukset Asennus ja käyttöönotto 1.Laitteiston suunnittelu (sijoitus, laitoksen koko) 2.Komponenttien valinta, kiinnitysratkaisut, mitoitukset 1. Laitteiston tekniset tiedot 2. Laitteiston sijoittaminen Käsittely Asiakkaan sähköverkkoyhtiö Kunnan rakennusvalvonta Verkkoyhtiö ja kunnan rakennusvalvonta 1.Ei mitään 2.Ilmoitus 3.Toimenpidelupahakemus Laitteiston hankinta ja asennus (urakoitsija, asiakas,tms) 1. Käyttöönottotarkastus (urakoitsija) 2. Sopiminen (asiakas) energiayhtiön kanssa mahdollisen ylijäämäsähkön käsittelystä 1. Käyttöönottotarkastuspöytäkirja 2. Sähkönmyyntisopimus

17 Tuotannon simulointi ja suunnittelu Tuotantoa voidaan simuloida ottaen huomioon paikalliset olosuhteet o Säteily, lämpötila, suuntaus, paneelikulma, teho, lumi, yms. 3 3 Teho (kw) Kulutus Tuotanto Teho (kw) Kulutus Tuotanto 0

18 Vapaasti käytettävä työkalu aurinkosähköjärjestelmän tuotantopotentiaalin alustavaan arviointiin PV Potential Estimation Utility, saatavissa:

19 Mikrotuotantolaitteiston yleistietolomake

20 Aurinkosähkövoimalan asennus ja käyttöönotto

21 Oikea kattokiinnike oikein asennettuna Paneelikentän lumikuorma (puristus) ja tuulikuorma kohdistuu kiinnikkeisiin, ruuvien ja pulttien pitää olla vähintään kuumasinkittyjä

22 Asennuskiskojen kiinnitys kattokiinnikkeisiin 1) Tiilet takaisin paikoilleen, 2) Kiskojen pulttaus kiinnikkeisiin, 3) Kiskojen jatkaminen jatkokappaleilla, 4) Tarvittavia liittimiä

23 Kattoasennusten viimeistely 1) Kiinnityskiskojen maadoitus molemmista päistä (6 mm 2 KEVI) 2) Putket kaapeloinnille (läpiviennit harjalta käyttöullakolle)

24 Invertteri, turvakytkin ja kaapelointi 1) Laitoksessa oltava lukittava AC puolen erotusmahdollisuus, johon verkonhaltijalla on esteetön pääsy 2) Aurinkovoimalan syöttökaapeli suojattu johdonsuojakatkaisijoilla ja kytketty keskukseen

25 Valmis asennus P n = 1,3 kwp

26 Aurinkosähkövoimalan toiminnan seuranta

27 Invertteri, pilvipalvelu, energiayhtiö vai oma mittaus Näytöltä hetkellinen tuotantolukema Pilvipalvelusta ajalliset tuotantolukemat Verkkoyhtiöltä tunnittaiset myyntilukemat Omasta mittauksesta lukemat mittarin tarjoamien lukemien mukaan

28 Osto ja myyntisähkön mittaaminen Hetkellinen mittaaminen lisää osto ja myyntisähkön määrää Teho (kw) Osto: 194 kwh Myynti: 100 kwh Osto (mitattu) Myynti (mitattu) 0.0 Teho (kw) Osto: 146 kwh Myynti: 52 kwh Osto (netotus) Myynti (netotus) 0.0

29 Matkalla kohti puhtaampaa ja aurinkoisempaa tulevaisuutta