Julkisivu tuottamaan sähköä

Transkriptio

1 WHITE PAPER Julkisivu tuottamaan sähköä

2 Ruukki on kehittänyt julkisivuun integroitavan aurinkosähköjärjestelmän, joka muuttaa auringon säteilyn suoraan sähköksi. Järjestelmä ei ole riippuvainen auringon tuottamasta lämmöstä vaan ainoastaan sen tuottamasta säteilystä. Suomessa järjestelmä voi tuottaa sähköä näin ollen myös kesäöinä. Tuotettu sähkö käytetään joko kiinteistön omaan sähköenergian tarpeeseen tai syötetään yleiseen sähköverkkoon. Ratkaisu perustuu aurinkosähkö- eli PV-kasetteihin (PV=Photovoltaic, valosähkö), jotka on valmistettu lasisista PV-moduleista ja Ruukin teräksisestä kasettijärjestelmästä. Moduulit ovat väriltään lähes mustia ja ovat yhdistettävissä Ruukin muihin julkisivutuotteisiin eli muun julkisivun osien väriä ja muotoa voi määrittää vapaasti Ruukin muilla julkisivutuotteilla. Aurinkoenergiajulkisivun voi toteuttaa uuteen tai vanhaan rakennukseen ja eri alustamateriaaleille. Se kiinnitetään kuten tavallisesti Ruukin kiinnitysjärjestelmillä. PV-moduulit perustuvat CIGS -ohutkalvoteknologiaan (kupari-indium-gallium-diselenidi), joka on nopeasti yleistyvä teknologia aurinkokennoissa. 2

3 Mihin aurinkoenergiajulkisivua tarvitaan? Aurinkoenergiajulkisivu on visuaalisesti näyttävä ja tuottaa samalla sähköenergiaa. Toista yhtä vaivatonta tapaa tuottaa sähköä kiinteistökohtaisesti ei ole. Uudet rakennusmääräykset Euroopassa velvoittavat rakennukset korkeampaan energiatehokkuuteen ja tämä on yksi keino saavuttaa ne. Aurinkoenergiajulkisivun käyttökohteet ovat sellaisissa rakennuksissa, joiden tulee olla arkkitehtuurillisesti edustavan näköisiä sekä täyttää tulevien vuosien yhä tiukentuvat ympäristömääräykset. Modulaarisena ja helposti eri rakennuksiin asennettavana tuotteena PV-julkisivu sopii hyvin myös julkisivun korjaamiseen tai julkisivun kasvojen kohotukseen. Aurinkoenergiajulkisivu on kilpailukykyinen ratkaisu myös pelkkään aurinkosähköön liittyvissä projekteissa. Se on kustannustehokkain tapa toteuttaa aurinkosähkö rakennukseen. Onko järjestelmälle maantieteellisiä rajoja? Järjestelmä voidaan asentaa maantieteellisestä sijainnista riippumatta. Auringonsäteilyn määrä kuitenkin vaikuttaa sen tuottamaan energiamäärään. Saksa on tällä hetkellä maailman johtava aurinkosähkön tuottaja. Vuosittainen aurinkoenergian määrä Suomessa on samaa luokkaa, ja näin ollen myös Suomessa on erinomainen mahdollisuus aurinkosähkön tuottamiseen. Suomessa vuosittaisesta aurinkosähkön tuotosta valtaosa saadaan maaliskuun ja elokuun välisenä aikana. Järjestelmä toimii hyvin myös alueilla, joissa suoraa auringonsäteilyä ei ole saatavilla esimerkiksi pilvisyyden vuoksi. Ruukin käyttämä teknologia pystyy hyödyntämään auringonsäteitä myös pilvisellä ja sumuisella säällä, sekä savusumussa. Lumisilla alueilla ja vesistöjen rannalla järjestelmä saa lisää tuottoa heijastuneesta säteilystä. Huomioitavaa on myös se, että varjostava lumi ei kerry PV-moduulien päälle julkisivussa, kuten katolla tapahtuisi. Hyvin pilvisellä säällä tai sateella järjestelmän tuotto laskee ja loppuu miltei kokonaan. Ruukin käyttämä teknologia tuottaa näissäkin olosuhteissa paremmin kuin osa kilpailevista teknologioista. Aurinkosähkön tuottoa ajatellen julkisivun tehokkain suuntaus on etelään ja mahdolliset varjot kannattaa huomioida. Tehokkainta tuoton kannalta on myös suunnitella PV-alue mahdollisimman eheäksi alueeksi julkisivulla. Miksi Ruukki on kehittänyt aurinkoenergiajulkisivun? Rakennukset käyttävät sähköenergiaa toiminnassaan valaisuun, ilmastointiin, lämmitykseen sekä lukemattomiin muihin tarkoituksiin. Keinoja tuottaa sähköenergiaa kiinteistökohtaisesti on hyvin vähän. Ruukin aurinkojulkisivu on kehitetty tuottamaan vaivattomasti energiaa rakennukselle tai sähköverkkoon. Rakennuksen ulkopinnat toimivat näin sekä ulkokuorena, että samalla energian tuottajana. Varsinainen energia on käytännössä ilmaista alkuinvestoinnin jälkeen. Ruukin aurinkojulkisivu on täysin rakennukseen integroitu, se on siis osa rakennusta. Aurinkoenergiaa tuottavan alueen ei välttämättä tarvitse erottua julkisivusta lainkaan. Ruukin PV-kasetteja voidaan yhdistellä muiden Ruukin julkisivutuotteiden kanssa eheäksi kokonaisuudeksi. Aurinkoenergiapaneeleilla Ruukki vastaa tarpeeseen tuottaa energiaa uusiutuvista energialähteistä. Tuotteen keskeinen sanoma on kestävä kehitys ja ekologisuus, ja siinä yhdistyy Ruukin uusimmat tekniset innovaatiot ja uusin käytettävissä oleva teknologia. Aurinkoenergiajulkisivu antaa mahdollisuuden hyödyntää rakennuksissa olevia pintoja aurinkoenergian tuotantoon erityisesti täyteen rakennetuilla alueilla, joilla ei ole vapaata maa-aluetta käytettävissä vain energian tuottamiseen. Myös EU:n nykyiset ja tulevat rakennusmääräykset asettavat uusia vaatimuksia energiatehokkuudelle ja energian tuottamiselle uusiutuvista lähteistä. Uusiutuvaa energiaa tuottava, ekologinen julkisivu tuottaa lisäarvoa asiakkaille. Se on erittäin kustannustehokas tapa toteuttaa arkkitehtuurisesti edistyksellisiä ja monivivahteisia, energiaa tuottavia julkisivuja jotka nostavat kiinteistön arvoa myös alentuneiden käyttökustannusten avulla. Millaisiin rakennuksiin se soveltuu parhaiten? Aurinkoenergiajulkisivu soveltuu erityisesti toimisto- ja liikerakentamiseen, mutta myös asuinrakentamiseen ja teollisuusrakentamiseen. Se sopii sekä uudisrakennuksiin että korjausrakentamiseen. Järjestelmä ei aseta rajoituksia alustan materiaaleille tai rakennustyypeille, ja järjestelmän yksinkertaisen kiinnitysjärjestelmän ja modulaarisen rakenteen ansiosta asiakas saa kokonaisedullisen ratkaisun. 3

4 Aurinkoenergiajulkisivu sopii nykyaikaiseen energiatehokkaaseen rakentamiseen ja rakennuksiin joihin halutaan lisää näyttävyyttä. Mahdollisuus yhdistää Ruukin eri julkisivumateriaaleja antaa arkkitehdeille uusia mahdollisuuksia käyttää myös lasia julkisivussa. Sopivia kohteita ovat energiatehokkaat uudisrakennukset tai olemassa olevien rakennusten energiatehokkaat julkisivut. Aurinkoenergiajulkisivu sopii rakennuksiin, jotka halutaan uusia tai muuttaa edustavammiksi, tai halutaan toteuttaa pelkkä aurinkosähköprojekti julkisivuissa. Minkä kokoisia aurinkoenergiamoduulit ovat ja miten ne asennetaan? Aurinkoenergiajulkisivun kasetit ovat moduulimitoiltaan 637 mm korkeita ja mm leveitä. Ne ovat yhdistettävissä Ruukin muihin julkisivutuotteisiin ja osa Ruukki Design Palette -julkisivutuoteperhettä, joilla julkisivun muiden osien kokoa ja muotoa voi määrittää vapaasti. Aurinkoenergiajulkisivu asennetaan kuten tavallinen Ruukin julkisivu. Ensin seinän rungon päälle asennetaan teräksestä valmistetut kiinnitysrangat, jolla seinä voidaan tarvittaessa oikaista. Aurinkosähkökasetit kiinnitetään alustaan ruuveilla samalla tavalla kuin Ruukin muutkin julkisivukasetit. Jos julkisivu koostuu ainoastaan aurinkosähköelementeistä, aloitetaan kasettien asentaminen seinän vasemmasta alanurkasta, edeten ylös ja oikealle. Julkisivuun voidaan yhdistellä Ruukin muita julkisivutuotteita, jotka ovat suunniteltu liittymään toisiinsa. Aurinkoenergiajulkisivu on esisuunniteltu ja toimitus sisältää kaikki työmaalla tarvittavat komponentit ja tarvikkeet. Valmiiden kasettien ja kattavan esisuunnitelman ansiosta asennus työmaalla on helppoa ja nopeaa. Myös kaapelointijärjestelmä on valmiiksi suunniteltu ja se on helppo asentaa. Kaapelointi on piilossa kasettien takana olevassa tilassa. Miten energiajulkisivu toimii käytännössä? Seinällä olevat PV-kasetit muuttavat auringon säteilyn suoraan sähköenergiaksi. Muodostunut sähkö kootaan kaapeleilla yhteen ja johdetaan vaihtosuuntaajalle eli invertterille. Se muuttaa sähkön vaihtosähköksi, joka on kiinteistön sähkölaitteiden yleisesti käyttämä muoto. Vaihtosähkö käytetään joko kiinteistön omaan sähkön tarpeeseen tai syötetään yleiseen sähköverkkoon. Mikäli verkkoon syötöstä maksetaan erillinen korvaus eli syöttötariffi, sähköenergian määrä mitataan ja sen mukaan maksetaan syöttäjälle tietty korvaus. Tämä järjestelmä on laajalti käytössä Euroopassa. Jos järjestelmää ei ole käytössä, järjestelmän tuottama sähkö vähentää kiinteistön ostettavaa energiaa. Aurinkoenergiajulkisivu vastaa rakenteeltaan tavallista Ruukin toimittamaa Liberta julkisivua, mutta lisänä ovat järjestelmän kaapelit ja sähkökomponentit. Kaapelit ovat näkymättömissä eivätkä vaadi välttämättä mitään läpivientejä julkisivun alueelle. Aurinkoenergiajulkisivu toimitetaan esisuunniteltuna kokonaisuutena asiakkaalle, sisältäen myös laskelmat tulevasta energian tuotannosta. Miten energiajulkisivun PV-moduulien neliömäärä määritetään? Energiajulkisivun neliömäärä määritetään joko tehontarpeen tai käytettävissä olevan pinta-alan mukaan. PV-moduulien nimellinen huipputeho per neliömetri on noin 125 wattia. Järjestelmän vuosituotto on Suomessa noin 85 kwh/m2, jolloin kiinteistön saavuttama hiilidioksidivähennys on noin 75 kg/m2 vuodessa. Vuosituottoon vaikuttaa eniten rakennuksen maantieteellinen sijainti, julkisivun suuntaus, käytetty teknologia ja mahdolliset varjostukset PV-alueelle. PV-julkisivun pitäisi mieluiten suuntautua kohti etelää, mutta myös lounaan ja kaakon väliset ilmansuunnat ovat hyviä. Aivan itään tai länteen suuntautuvat ovat mahdollista, mutta suuri tuotosta menetetään tällöin. Jos julkisivulle lankeaa varjoja, jää tuotto alhaisemmaksi. Auringonsäteiden matalampi tulokulma tehostaa selkeästi seinälle asennettujen järjestelmien tuottokykyä. Tuotto voi olla jopa katolle asennettuja järjestelmiä parempi silloin, kun aurinko paistaa hyvin matalalla tulokulmalla. Näin on etenkin pohjoisemmilla leveysasteilla sekä keväisin ja syksyisin. Jokaiseen Ruukin aurinkoenergiajulkisivuun toimitetaan laskelma arvioidusta vuosituotosta. Mikä on investoinnin takaisinmaksuaika? Investoinnin takaisinmaksuaikaan vaikuttavat useat seikat, joista eniten käytettävän teknologian hinta, johon liittyy järjestelmän integraatioaste, syöttötariffien määrä, aurinko-olosuhteet ja paikallinen energian hinta. PV-moduulien hinta on puolittunut muutaman viime vuoden aikana. Ruukki käyttää ratkaisussaan uusinta ohutkalvoteknologiaa, joka on hinnaltaan erittäin kilpailukykyistä. Moduuleiden ja muiden sähkökomponenttien hintojen odotetaan jatkavan laskuaan 4

5 edelleen lähivuosina. Rakennukseen integrointi laskee järjestelmän aurinkosähkön hintaa, sillä aurinkoenergiajulkisivu toimii samalla julkisivuna ja sähkön tuottajana. Kilpailevat järjestelmät ovat päälle asennettuja järjestelmiä, jolloin alla on usein jo valmis julkisivu tai kattopinta. Ruukin aurinkoenergiajulkisivu on täysin rakennukseen integroitu järjestelmä. Syöttötariffijärjestelmä nopeuttaa takaisinmaksuaikaa huomattavasti. Se on Euroopassa laajalti käytössä, mutta ei toistaiseksi Suomessa. Jos järjestelmä on käytössä, kaikki tuotettu energia syötetään verkkoon syöttötariffi hinnalla ja ostetaan kiinteistön tarvitsema sähkö normaaliin hintaan kiinteistölle verkosta. Maissa, joissa ei ole syöttötariffia, pyritään tuotettu energia kuluttamaan itse kiinteistön omiin tarpeisiin. Verkkoon syötetään ainoastaan mahdollinen ylitse jäävä osuus. Sähköenergia voidaan myös varastoida akkuihin, mutta Ruukki ei toistaiseksi toimita kyseisiä järjestelmiä. Aurinkoenergian määrä, johon maantieteellinen sijainti vaikutta eniten, vaikuttaa tuotetun energian määrään ja täten takaisinmaksuaikaan. Paikallinen energian hinta vaikuttaa myös takaisinmaksuaikaan. Suomessa sähköenergian hinta on useaan Euroopan maahan verrattuna alhainen. Tämä pidentää takaisinmaksuaikaa. Miten Ruukin ratkaisu eroaa kilpailijoiden tuotteista? Ruukin aurinkosähköratkaisu poikkeaa kilpailijoiden ratkaisuista erityisesti siten, että se on täysin rakennukseen integroitu järjestelmä ja kiinnitysjärjestelmänsä ansiosta. Siinä ei ole näkyviä kiinnikkeitä, alumiinilistoja tai pultattavia kehikkoja. Vaikka ratkaisu on täysin integroitu rakennuksen julkisivuun, voidaan se asentaa uuteen tai vanhaan rakennukseen. Kiinnitys on nopea ja helppo Ruukin oman, patentoidun kiinnitysjärjestelmän ansiosta. Ratkaisu on markkinoiden kustannustehokkain tapa valmistaa täyslasijulkisivu, joka tuottaa sähköä auringosta. Ohutkalvoteknologiaan perustuvien PV-kasettien ulkonäkö sopii hyvin julkisivuihin tasaisen värityksen ansiosta. Kilpailevia tuotteita ovat alumiiniprofiileilla valmistetut julkisivut. Ruukin aurinkojulkisivukasetit ovat huomattavasti kustannustehokkaampia toteuttaa ja ne voidaan tarvittaessa irrottaa ja vaihtaa helposti. Ruukin aurinkoenergiajulkisivu perustuu kustannustehokkaaseen ja muunneltavaan Ruukin Liberta -julkisivukasettijärjestelmään, johon aurinkosähkön PV-kasetit voidaan saumattomasti liittää. Ne ovat osa Ruukki Design Palette -valikoimaa, josta aurinkoenergiajulkisivun kanssa muodostuu ainutlaatuinen julkisivuverhousten tuoteperhekokonaisuus, joka yhdistää teräs- ja lasipinnat aurinkoenergiaan samassa julkisivussa tarjoten mahdollisuuden luoda arkkitehtuurillisesti yhtenäisiä, korkeatasoisia ja monivivahteisia kohdekohtaisia kokonaisuuksia. Mihin aurinkoenergiajulkisivun energiatuottavuutta voi verrata? Ruukin aurinkoenergiajulkisivu tuottaa sähköenergiaa Suomessa esimerkiksi keskikokoisen toimiston julkisivussa, jossa on noin 220 m2 PV-moduuleita, yhden vuoden aikana, saman verran sähköä kuin kuluu lämmittämiseen keskimääräisessä sähkölämmitteisessä omakotitalossa vuodessa ( kwh) Suomessa. Sen tuottaminen normaalikeinoin synnyttäisi noin kg hiilidioksidia. Tuotettua energiamäärää voisi kuvata myös siten, että samalla energiamäärällä voisi ajaa nykyaikaisella henkilöautolla (5 l/100km) yli kilometrin matkan vuodessa. Ruukin aurinkoenergiajulkisivun yhden seinäneliön vuosituotolla Suomessa voidaan polttaa 10 W:n pöytälamppua yhtäjaksoisesti noin vuoden tai käyttää kannettavaa tietokonetta (30W) 7,7 tuntia päivässä vuoden jokaisena päivänä tai katsoa 42-tuumaista televisiota (140W) 1,7 tuntia päivässä vuoden jokaisena päivänä. 5

6 6

7 7

8 Ruukki on metalliosaaja, johon voit tukeutua alusta loppuun, kun tarvitset metalleihin pohjautuvia materiaaleja, komponentteja, järjestelmiä ja ratkaisukokonaisuuksia. Kehitämme jatkuvasti toimintaamme ja tuotevalikoimaamme vastaamaan tarpeitasi. CFI.001FI/ /AN/JJ Rautaruukki Oyj U Suolakivenkatu 1, Helsinki S w Copyright 2011 Rautaruukki Oyj. Kaikki oikeudet pidätetään. Ruukki, Rautaruukki, More With Metals ja Ruukin tuotenimet ovat Rautaruukki Oyj:n tavaramerkkejä tai rekisteröityjä tavaramerkkejä.