Aurinkosähköä! Jero Ahola, LUT Energia,

Transkriptio

1 Aurinkosähköä! Jero Ahola, LUT Energia,

2 Esitelmän sisältö 1. Johdanto 2. Aurinkosähkö Suomessa 3. Voimalan suunnittelu ja kannattavuus 4. Voimalan asennus ja käyttöönotto 5. Voimalan toiminnan seuranta 6. Yhteenveto

3 I. Johdanto

4 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

5 Aurinkopaneelien hinnan kehitys

6 Aurinkosähköjärjestelmän valmistukseen käytetyn energian takaisinmaksuaika Lähde: Fraunhofer-ISE, Photovoltaics report, December, * Tarkasteltavassa järjestelmässä monikidepiipaneelit ** Globaalisti parhailla alueilla säteilysumma on n kwh/m2

7 Yleisen jakeluverkon rinnalla toimivan aurinkovoimalan rakenne Source: accessed

8 2. Aurinkosähkö Suomessa

9 Lappeenranta vastaa Frankfurtia aurinkosähkön tuotantopotentiaaliltaan kwh/m2/d Frankfurt, Saksa Lappeenranta, Suomi 1 0 Kuukausi

10 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) 85 Tarvittava asennettu kapasiteeti (GWp) 106 Tarvittava maapintaala (km 2 ) 744 Pinta-alan tuottavan neliön sivu (km) 27.3

11 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 Aurinkosähkövoimalassa (PV) valmistukseen käytetyn energian takaisinmaksuaika on n a ja laitoksen käyttöikä on n a

12 Pientalokokoluokan 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 % Aurinkosähköjärjestelmän kustannusrakenne: 5 kwp hinta: 1.6 /Wp (alv 0%), 2 /Wp (alv. 24%) Arvonlisävero 19 % Muut tarvikkeet 2 % Kaapelit ja liittimet 1 % Kotimaisuusaste: investointi 25-90% tuotettu energia: 100 % 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 )

13 3. Voimalan kannattavuus ja suunnittelu

14 Aurinkosähkön tuotannon kannattavuus Suomessa* Energy price (c/kwh) eur/w 1.3 eur/w 1 eur/w Nominal interest rate (%) Kuva. Sisäinen korko, kun itse tuotettu aurinkosähköenergia korvaa aina ostosähköä. Järjestelmän vuotuinen kunnossapitokustannus on 1.5% investoinnista Energy price (c/kwh) Energy price for next 30 years (annual inflation rate 1.5%) System price (eur/w) Kuva. Aurinkosähköenergian tuotantokustannus eri investointikustannuksilla ja korkotasoilla. Laitteiston vuotuinen kunnossapitokustannus on 1.5% investoinnista. 10.5% 8.5% 6.5% 4.5% 2.5% 0% *Simuloitu LUT:n voimalalle: Sijainti Lappeenranta, paneelit suunnattu etelään, kulma 15

15 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

16 Tuotannon simulointi ja suunnittelu Tuotantoa voidaan simuloida ottaen huomioon paikalliset olosuhteet Säteily, lämpötila, suuntaus, paneelikulma, teho, lumi, yms. kwh/h June S15 S45 S90 Tracking Energy (kwh/month) S15 S45 S90 Tracking PV production (kwh/yr) Kuva Ominaistuotanto erilaisilla järjestelmillä päivän sisällä. PV annual production with 1 kw system South 1050 East 1000 West PV slope ( ) Kuva Paneelikulman vaikutus tuotantoon. Kuva Kuukausituotanto erilaisilla järjestelmillä. PV production (kwh/yr) PV annual production with 1 kw system Azimuth ( W of S) Kuva Suuntauksen vaikutus tuotantoon.

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

18 Mikrotuotantolaitteiston yleistietolomake

19 4. Voimalan asennus ja käyttöönotto

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

21 Asennuskiskojen kiinnitys kattokiinnikkeisiin 1) Tiilet takaisin paikoilleen, 2) Kiskojen pulttaus kiinnikkeisiin, 3) Kiskojen jatkaminen jatkokappaleilla

22 Kiinnityskiskot odottamassa paneelien asennusta 1) Kuvan asentajalta puuttuvat turvavaljaat, kypärä ja turvakengät 2) Paneelien nostaminen katolle onnistuu kätevästi esimerkiksi henkilönostimella

23 Tarvittavia liittimiä ja kiinnitystarvikkeita

24 Kattoasennusten viimeistely 1) Kiinnityskiskojen maadoitus molemmista päistä (6 mm2 KEVI) 2) Putket kaapeloinnille (läpiviennit harjalta käyttöullakolle)

25 Paneelit kytketään sarjaan paneeliliittimien avulla (MC4, Tyco, Amphenol, etc)

26 Invertteri ja DC-kaapeli

27 Turvakytkin ja voimalan kytkentä sähkökeskukseen 1) Laitoksessa oltava lukittava AC-puolen erotusmahdollisuus, johon verkonhaltijalla on esteetön pääsy 2) Aurinkovoimalan syöttökaapeli suojattu johdonsuojakatkaisijoilla ja kytketty keskukseen

28 Valmis asennus - P n = 8 kwp

29 Myyntisopimus ylijäämäsähköstä energiayhtiön kanssa

30 5. Voimalan toiminnan seuranta

31 Osa invertterivalmistajista tarjoaa pilvivalvomoja

32 Lappeenrannan Energian asiakasportaali

33 Yhteenveto - Aurinkosähkö tulee myös Suomeen Seuraavat väittämät eivät pidä paikkaansa Aurinkosähköjärjestelmät tuottavat sähköä vain kesällä ja sähköenergiaa kuluu asunnossa vain lämmitykseen Aurinkosähköjärjestelmät ovat kalliita ja vaikeita asentaa olemassa oleviin rakennuksiin Aurinkosähköjärjestelmää ei voi kytkeä toimimaan sähköverkon rinnalle Aurinkopaneelit eivät kestä lumikuormaa Aurinkopaneelit eivät tuota yhtä paljon energiaa kuin mikä kuluu paneelien valmistukseen

34