Tervetuloa! Vitosol. Vorlage 1 01/2006 Viessmann Werke

Transkriptio

1 Tervetuloa! Vorlage 1 01/2006 Viessmann Werke

2 Bioenergian lähteillä- Aurinko ei lähetä laskuja Arto Koivisto Viessmann Oy Vorlage 2 01/2006 Viessmann Werke

3 Sisältö Esittely Miksi aurinkoenergiaa? Aurinko energianlähteenä Miten aurinkoenergiaa hyödynnetään? Aurinkosähkö Aurinkolämpö Keräimet Loppupäätelmät Vorlage 3 01/2006 Viessmann Werke

4 Esittely Viessmann Oy Viessmann Werke Gmbh & Co perustettu 1917 Perheyritys kolmannessa polvessa 8500 työntekijää maailmanlaajuisesti Yht. 12 tehdasta Euroopassa, Aasiassa ja USA:ssa Pääkonttori Allendorfissa Saksassa Tuotevalikoiman pääalueina ovat aurinkosysteemit, lämmityskattilat 4kW 20 MW ja lämpöpumput Suomessa toimintaa 15 vuotta Viessmann Oy on perustettu 2008 Vorlage 4 01/2006 Viessmann Werke

5 Esittely Arto Koivisto, DI, prosessitekniikka/tuotantotalous 38v Työkokemusta yliopistosta, prosessiteollisuudesta ja voimalaitoksista Viessmann Oy työnantajana 2010 alkaen Pohjois-Suomi Lämmityskattilat, lämpöpumput ja aurinkokeräinjärjestelmät Vorlage 5 01/2006 Viessmann Werke

6 Miksi aurinkoenergiaa? N. 5 miljardia vuotta vanha, fuusioreaktiolla toimiva aurinko on maapallon suurin energianlähde Potentiaali on valtava; Fig.: typical application, so-called maapallon pinnalla saapuva vuotuinen säteilymäärä on n kertaa suurempi kuin vuotuinen primäärienergian tarve maapallolla Vorlage 6 01/2006 Viessmann Werke

7 Miksi aurinkoenergiaa? Energiantarve ja kulutus on vuosi vuodelta kasvanut Suuri osa energiantarpeesta täytetään nykykään fossiilisilla polttoaineilla, joiden määrä on rajallinen Ympäristöystävällinen, pieni hiilijalanjälki Kaikkialla saatavilla, riippumaton energianlähde Hyödyntämistekniikka kehittynyt paljon Vorlage 7 01/2006 Viessmann Werke

8 Aurinko energianlähteenä Auringon energia tulee maapallolle aurinkosäteilyn muodossa 30 % säteilystä heijastuu ilmakehästä takaisin ja 70 % läpäisee ilmakehän ja saapuu maapallolle Edelleen n. 67 % saapuvasta säteilystä muuttuu suoraan ilman, maan ja merien lämmöksi ja n. 33% kuluu hydrologisen kierron ylläpitoon Maapallon pinnalla saapuu vuosittain 1,06 * 10e18 kwh aurinkosäteilyä sähömagneettisena säteilynä eri aallonpituuksilla Vorlage 8 01/2006 Viessmann Werke

9 Aurinko energianlähteenä Säteilyenergiaan perustuvat uusiutuvat energianlähteet voidaan jakaa suoraan ja epäsuoraan Suoraan voidaan hyödyntää teknisten järjestelmien kuten aurinkokeräinten ja paneelien kautta muuttamalla säteilyenergia lämpöenergiaksi tai sähköenergiaksi Epäsuorasti aurinkoon perustuvat tuulienergia, virtaavan veden energia, bioenergia, aaltoenergia ja maalämpö Em. epäsuorassa hyödyntämisessä luonnossa tapahtuvat prosessit muuntavat auringon säteilyenergiaa muihin energiamuotoihin Vorlage 9 01/2006 Viessmann Werke

10 Aurinko energianlähteenä Säteilymäärät vaakatasoon eri leveysasteilla: Sodankylä Helsinki Hampuri Rooma Nairobi 807 kwh/m2 932 kwh/m2 938 kwh/m kwh/m kwh/m2 Vorlage 10 01/2006 Viessmann Werke

11 Auringon kokonaissäteily kuukausikeskiarvot, Jyväskylä kwh/m2 Vorlage 11 01/2006 Viessmann Werke

12 Vuotuinen säteily Esimerkkinä 100 l öljyä = 1000 kwh/(m 2 p.a.) Hanover: 955 kwh/(m 2 p.a.) Freiburg: 1270 kwh/(m 2 p.a.) Vorlage 12 01/2006 Viessmann Werke

13 Miten auringon säteilyenergiaa hyödynnetään? Kaksi eri osa-aluetta: Sähköntuotto - aurinkopaneelit Lämmöntuotto - aurinkokeräimet Vorlage 13 01/2006 Viessmann Werke

14 Aurinkosähkö Hyödyntäminen lähti liikkeelle, kun Antoine Henri Becquerel havaitsi valosähköisen ilmiön jo vuonna 1839 Varsinainen kehittyminen tapahtunut kuitenkin USA:n avaruusohjelman ja satelliittien energianlähteiden suunnittelun myötä Tuotetaan aurinkopaneelin, ohjausyksikön ja akuston avulla sähköä Säteilyn mukana saapuva fotoni synnyttää absorboivaan puolijohteeseen varauksenkuljettajia (elektroniparit), jotka johtimien kautta siirtyvät akkuun Käyttöjännite yleensä autoissa ja veneissä 12 V, mutta invertterin avulla saadaan 230 V:n jännite, jolloin tasavirta muutetaan vaihtovirraksi Materiaaleina mm. yksi- ja monikiteinen pii, ohutlevytekniikka Vorlage 14 01/2006 Viessmann Werke

15 Aurinkosähkö Paneeleilla voidaan tuottaa sähköä omaan tarpeeseen tai jos tuotto on suurta voidaan sähköä syöttää myös yleiseen verkkoon (toimitaan sähköntuottajana) Hyvä ratkaisu vaikeakulkuisilla tai harvaanasutuilla alueilla, johon yleinen verkko ei ylety. Esim. Radiolinkit, GSM-tukiasemat, säähavaintoasemat, yms Veneet, kesämökit, omakotitalot, kerrostalot, teollisuus (jäähdytys) EPIA:n (European Photovoltaic Industry Association) mukaan 12 % Euroopan sähköstä voidaan tuottaa aurinkokennoilla v. 2020, 25% v (Greenpeace) Saksa johtavia maita, v ,4 GW asennettuna, Suomessa vastava luku oli 6 MW Vorlage 15 01/2006 Viessmann Werke

16 Aurinkolämpö Hyödynnetään auringon säteilyenergiaa veden ja kiinteistön lämmityksessä Suomessa vielä kohtalaisen pienimuotoista muihin Euroopan maihin verrattuna Markkinakehitys on kasvusuunnassa Suurin osa sovelluksista vielä Etelä- ja Keski-Suomessa 2007 Suomessa asennettuna n m2 Ruotsi 10x/1000 asukasta ja Saksa 50x/1000 asukasta Passiivinen ja aktiivinen hyväksikäyttö Vorlage 16 01/2006 Viessmann Werke

17 Passiivinen aurinkolämmön hyödyntäminen Rakennus kerää energiaa itseensä, ts toimii keräimenä itse Varastoi lämmön rakenteisiinsa ja luovuttaa eteenpäin Ilman koneiden apua Kaikki talot hyödyntävät jossain määrin tällä tavoin Talon sijoitus, ulkopinta-ala, suuntaus, muoto, ikkunoiden suuruus ja materiaalit määrittävät paljon tehon saantia Mahdollista kattaa n. viidesosa kokonaislämmöntarpeesta Voidaan säädellä erilaisilla varjostusjärjestelmillä Vorlage 17 01/2006 Viessmann Werke

18 Aktiivinen aurinkolämmön hyödyntäminen Aurinkoenergia talteen keräinten avulla Muuntavat tulevan säteilyn lämmöksi, joka varastoidaan ja siirretään lämmönjakopiirien avulla käyttökohteisiin. Suurin hyöty (Suomessa) käyttöveden lämmittämisessä Soveltuu myös keskuslämmityksen tueksi esim. patteritai lattialämmityskohteissa Keräintyyppejä ovat keskittävät keräimet (lähinnä suora säteily) sekä tasokeräimet ja tyhjiöputkikeräimet (suora ja hajasäteily) Vorlage 18 01/2006 Viessmann Werke

19 Trendi Asennettu keräinpinta-ala Saksassa 1500 Kollektorfläche in 1000 qm Röhrenkollektoren Flachkollektoren Source: Sun, wind and heat; self-researched Vorlage 19 01/2006 Viessmann Werke

20 Aurinkoenergian keräimille Lämmön saanto ja häviöt A B C D E F G H K Hajasäteily Suora säteily Tuuli, sade, lumi konvektio Konvektiohäviö Lämmön johtumishäviöt Lämpösäteily absorpaattorista Lämpösäteily pinnasta Keräimen ulostuloteho Heijastukset Vorlage 20 01/2006 Viessmann Werke

21 Keräimien suuntaus Kallistuskulma α Tarkoitetaan keräimen ja vaakatason välistä kulmaa Optimi kallistuskulma Suomessa: Esimerkki: Poikkeama eteläsuunnasta: 15 itään Azimuth-kulma Atsimuuttikulmalla tarkoitetaan keräimen Poikkeamaa etelästä Azimuth = 0 (paras hyöty säteilystä). Toimii hyvin vielä 45 kulmassa, Vorlage 21 01/2006 Viessmann Werke

22 Keräimien suuntaus Source: ecofys Vorlage 22 01/2006 Viessmann Werke

23 Aurinkolämmityssysteemejä Käyttöveden lämmitys Käyttöveden lämmitys ja Lämmityspiirin tuki See also: Technical guide Vorlage 23 01/2006 Viessmann Werke

24 Käyttöveden lämmitys Solar coverage [%] Omakotitalossa Suomessa aurinkolämmitys tuottaa n. 50 % vuotuisesta lämmöntarpeesta käyttöveden lämmityksessä Vorlage 24 01/2006 Viessmann Werke

25 Lämmitystarpeen muutos verrattuna aurinkoenergian saantoon vuositasolla A Keskuslämmityksen tarve vanhalla talolla rv B Keskuslämmityksen tarve uudisrakennuksella C Käyttöveden tarve D Aurinkoenergian saanto 5 m² keräinalalla Energy demand [%] E Aurinkoenergian saanto 15 m² keräinalalla Vorlage 25 01/2006 Viessmann Werke

26 A system with matching components 1 solar collector 1 2 Control unit ic 100/200 3 Pump station Solar-Divicon and accessories 2 4 Dual-mode or multi-mode DHW cylinder 5 Boiler Vorlage 26 01/2006 Viessmann Werke

27 VITOSOL Solar collectors Vorlage 27 01/2006 Viessmann Werke

28 VITOSOL 200/300 Collector design/functionality (Viessmann connecting system) Fig.: 200-F Vorlage 28 01/2006 Viessmann Werke

29 VITOSOL 200-F/300-F Vorlage 29 01/2006 Viessmann Werke

30 VITOSOL 200-F Flat-plate collector New version of the high-grade flat-plate collector Gross surface area: 2.51 m ² Absorber area: 2.30 m ² gross Frame made from all-round aluminium profile and covering strips in RAL 8019 (brown) Panel made from 3.2 mm low-ferrous solar glass, sealed with dual-compound sealant, covered with aluminium strips Frame and cover strip in RAL 8019 (brown); alternative RAL colours available Copper absorber with Sol-titanium coating, designed as meander with integral headers 50 mm thermal insulation plus 15 mm side insulation Collectors connected with stainless steel corrugated tube connectors Vorlage 30 01/2006 Viessmann Werke

31 VITOSOL 200-F Sectional view All-round aluminium profile frame in RAL 8019 Stable, extremely transparent cover made from special glass Meander-shaped copper absorber Highly effective thermal insulation Vorlage 31 01/2006 Viessmann Werke

32 VITOSOL 200-F Flat-plate collector, type 5DI Large flat-plate collector with extremely efficient Sol-titanium coating High efficiency due to highly selectively coated absorbers, integral pipework and extremely efficient thermal insulation Gross surface area: 5.25 m² Absorber area: 4.76 m² Rapid installation times due to covering frame fitted to collector for roof integration, flexible connection lines and lifting eyes Dimensions (width x height x depth): 2570 x 2040 x 116 mm Weight: 105 kg Vorlage 32 01/2006 Viessmann Werke

33 VITOSOL 300-F The most powerful Viessmann flat-plate collector Powerful flat-plate collector with antireflection glazing for heating backup and process heat generation, particularly in Central and Northern Europe Cover reflection reduced by special surface treatment of glass Efficiency increased by approx. 5% by improved optical efficiency 200-F assembly system transferable (previously 100) Roof/ flat roof installation as of 07/2007 Roof integration/wall mounting as of 07/2008 Vorlage 33 01/2006 Viessmann Werke

34 Installation examples VITOSOL 200-F/300-F Vorlage 34 01/2006 Viessmann Werke

35 VITOSOL 200-F With substructure for flat roofs See also: Technical guide Vorlage 35 01/2006 Viessmann Werke

36 VITOSOL 200-T Highly efficient vacuum tube collector Collector casing in a new design Tube installation using O-ring plug-in system Absorber area: 1.02 / 2.05 / 3.07 m² Number of tubes: 10 / 20 / 30 with axial rotation Direct flow vacuum tube collector With absorber inside the vacuum, with Sol-titanium coating Highly effective collector casing, insulated with melamine resin foam Collectors connected with stainless steel corrugated tube connectors Vorlage 36 01/2006 Viessmann Werke

37 VITOSOL 200-T Sectional view Highly effective thermal insulation Coaxial distribution tube Header Direct flow, Sol-titanium coated absorber High-grade, low-ferrous glass Komplettprogramm Vorlage 37 07/2006 Viessmann Werke

38 VITOSOL 200-T Innovative plug-in system Easy installation through the Viessmann installation system and stainless steel corrugated tube connectors Attractive collector design, collector casing RAL 8019 (brown) The highly effective thermal insulation of the collector casing minimises heat loss Vorlage 38 01/2006 Viessmann Werke

39 Omakotitalo Kuismanen OULU 200, Vitorond 200 ja Vitocell 333 lämmitykseen ja lämpimään käyttöveteen aurinkolämmitys Vorlage 39 01/2006 Viessmann Werke

40 Omakotitalo Ruuska Helsinki, 200, Vitorond 200 ja Vitocell B-100 lämpimään käyttöveteen aurinkolämmitys Vorlage 40 01/2006 Viessmann Werke

41 Installation examples VITOSOL 200-T Vorlage 41 01/2006 Viessmann Werke

42 VITOSOL 200-T Installation examples Vorlage 42 01/2006 Viessmann Werke

43 VITOSOL 200-T Flat roof version Vorlage 43 01/2006 Viessmann Werke

44 VITOSOL 200-T Student hall of residence in Freiberg, Saxony Vorlage 44 01/2006 Viessmann Werke

45 VITOSOL 200-T Student hall of residence in Freiberg, Saxony Vorlage 45 01/2006 Viessmann Werke

46 Installation examples VITOSOL 300-T Vorlage 46 01/2006 Viessmann Werke

47 Päätelmät Energiantarve ja kulutus on vuosi vuodelta kasvanut Suuri osa energiantarpeesta täytetään nykykään fossiilisilla polttoaineilla, joiden määrä on rajallinen Ympäristöystävällinen, pieni hiilijalanjälki Kaikkialla saatavilla, riippumaton energianlähde Hyödyntämistekniikka kehittynyt paljon Vorlage 47 01/2006 Viessmann Werke

48 Kiitos! Vorlage 48 01/2006 Viessmann Werke

49 VITOSOL 300-T High-performance vacuum tube collector Vacuum tube collector based on the heat pipe principle. Sol-titanium coated absorber Energy-efficient Duotec twin tube heat exchanger Absorber area: 2.05 and 3.07 m² Vorlage 49 01/2006 Viessmann Werke

50 VITOSOL 300-T Sectional view Highly effective thermal insulation "Dry" connection High-grade, low ferrous glass Twin tube heat exchanger with integral overheating protection Heat pipe Sol-titanium coated absorber Vorlage 50 01/2006 Viessmann Werke

51 VITOSOL 300-T Design/function D Condenser E Twin tube heat exchanger Vorlage 51 01/2006 Viessmann Werke

52 VITOSOL 300-T Overheating protection 1 Condenser insert 2 Compression spring 3 Cover 4 Intermediate spring 5 Snap disk 6 Condenser Vorlage 52 01/2006 Viessmann Werke

53 A system with matching components 1 solar collector 1 2 ic 100/200 control unit 3 Pump station Solar-Divicon and accessories 2 4 Dual-mode or multi-mode DHW cylinder 5 Boiler Vorlage 53 01/2006 Viessmann Werke

54 VITOSOLIC 100/200 Solar control units Solar control unit for systems for DHW heating at an attractive price A temperature differential graphic display with system design illustration Integral diagnostic system and output statement Easy operation ic 100 KM-BUS communication with boiler for reheating suppression Variable speed pump Solar control unit for systems for DHW heating, central heating backup and swimming pool water heating ic 200 Same scope of functionality as the ic 100, plus Up to of 4 differential temperature control units Menu prompts in different languages See also: Installation instructions Vorlage 54 01/2006 Viessmann Werke

55 A system with matching components 1 solar collector 2 ic 100/200 control unit 1 3 Pump station Solar-Divicon and accessories 2 4 Dual-mode or multi-mode DHW cylinder Boiler Vorlage 55 01/2006 Viessmann Werke

56 Solar-Divicon pump station For hydraulic functions and thermal protection Vorlage 56 01/2006 Viessmann Werke

57 A system with matching components 1 solar collector 2 ic 100/200 control unit 1 3 Pump station Solar-Divicon and accessories 2 4 Dual-mode or multi-mode DHW cylinder 5 Boiler Vorlage 57 01/2006 Viessmann Werke

58 VITOCELL 100-B From 10/07 Vitocell 100-U with Solar-Divicon, integral pipework and control unit DHW cylinder for dual-mode DHW heating With corrosion-resistant Ceraprotect enamelling and additional cathodic protection via a magnesium or impressed current anode The heat of the solar collectors is transferred to the DHW via the lower indirect coil Cylinder capacity: 300*, 400*, 500 litres *Also in 100-W version (white) Vorlage 58 01/2006 Viessmann Werke

59 VITOCELL-B 300 DHW cylinder for dual-mode DHW heating in combination with solar collectors and a boiler The heat of the solar collectors is transferred to the DHW via the lower indirect coil DHW cylinder and internal indirect coil made from high-grade stainless steel No protection anode required Cylinder capacity: 300 and 500 litre Vorlage 59 01/2006 Viessmann Werke

60 VITOCELL 360-M Combi cylinder with stratification heating lance, 750 and 1000 litre Multi-mode DHW buffer cylinder with connections for several heat sources Total capacity litres Heating water content litres DHW content litres Solar heat exchanger content litres TWW stainless steel spiral tube Stratification heating lance (not with Vitocell 340-M) for temperature-oriented stratification of the solar energy Benefit: Rapid availability of hot water heated by solar energy Also available as a buffer cylinder only, with solar indirect coil. Type 160-E with stratification heating lance Type 140-E without stratification heating lance See also: datasheet Vorlage 60 01/2006 Viessmann Werke

61 VITOCELL 360-M, 340-M Versions/differences VITOCELL 360-M multi-mode stratification cylinder For connecting several heat sources Ideally combined with a solar heating system The stratification heating lance makes DHW heated with solar energy available rapidly VITOCELL 340-M multi-mode combi cylinder Steel buffer cylinder Internal corrugated DHW indirect coil made from stainless steel Connections for several heat sources See also: datasheet Vorlage 61 01/2006 Viessmann Werke

62 VITOCELL 360-M Combi boiler with stratification heating lance Collectors DHW heating by freestanding/ wall mounted gas fire boiler DHW Return temperature raising with heating backup electric reheating KW Vorlage 62 01/2006 Viessmann Werke

63 VITOCELL 340-M Dimensions Vitocell 340-M, 750 l See also: datasheet Vorlage 63 01/2006 Viessmann Werke

64 VITOCELL 140-E/160-E Heating water buffer cylinder with integrated solar heat exchanger Heating water buffer cylinder for efficient integration of solar systems for providing heating backup Sizes: 750 and 1000 litre Integrated solar heat exchanger Additional connecting facilities for integrating several heat sources, e.g. heat pumps and solid fuel boilers Additional stratification device with Vitocell 160-E Vitocell 140-E Vitocell 160-E DHW heating via separate fresh water module Electric heating inserts can be installed See also: datasheet Vorlage 64 01/2006 Viessmann Werke

65 Engineering solar heating systems Cylinder capacities for DHW heating Persons Daily DHW demand in l Cylinder capacity in l Collector Number of flat-plate Area of collectors vacuum tube 45 C 60 C SV/SH/5DI collectors m² /2/ m² 3/3/ m² /4/ m² See also: Technical guide Vorlage 65 01/2006 Viessmann Werke

66 Practical demonstrations Vorlage 66 01/2006 Viessmann Werke

67 VITOSOL 200-F/300-F Installation sequence Vorlage 67 01/2006 Viessmann Werke

70 VITOSOL 200-T / 300-T Tube orientation in relation to the sun. See also: Installation instructions Vorlage 70 01/2006 Viessmann Werke

71 Central heating backup Main application area; detached houses and two-family homes Vorlage 71 01/2006 Viessmann Werke

72 Building heating demand Solar central heating backup works both in low-energy houses and older houses with little insulation A greater specific heat demand for the building (old building) results in higher solar yield (energy savings) provided by the system, but the coverage of the solar heating system in relation to the total energy consumption of the house is relatively low, e.g. 10% A lower specific heat demand for the house (new building) results in a lower solar yield (energy savings), but the coverage provided by the solar heating system in relation to the total energy consumption of the house is higher, e.g. 20% Vorlage 72 01/2006 Viessmann Werke

73 Proportional coverage for heating and DHW Variation subject to insulation 2 Source: BDH Vorlage 73 01/2006 Viessmann Werke

74 Oversizing Utilisation level drops rapidly with oversizing Utilisation Coverage Added energy Output [kwh] Number of collectors Vorlage 74 01/2006 Viessmann Werke

75 Collector type Tube collectors and flat-plate collectors are suitable for central heating backup. 200-T 300-T -T -T With correct sizing, flat-plate collectors deliver just as much heat to the heating system as vacuum tube collectors. Only the area that is required is somewhat bigger. 200-F 5DI 200-F Vorlage 75 01/2006 Viessmann Werke

76 Solar heating backup - design in a detached house Optimum collector area Persons Daily DHW demand in l Buffer cylinder, capacity in l Collector Flat-plate Vacuum tube 45 C 60 C collecto collector x 3 m² 4 x SV x SH x 2 m² x SV x SH 3 x 3 m² RECOMMENDATION: Total collector area for a combi system about 2 to 2.5 times the area of a DHW system The actual total coverage can be calculated using the Viessmann ESOP program. See also: Technical guide Vorlage 76 01/2006 Viessmann Werke

77 Market trends Collector area installed per annum in Germany 1500 Collector area in 1000 m² Kollektorfläche in 1000 qm Röhrenkollektoren Tube collectors Flachkollektoren Flat-plate collectors Source: Sun, wind and heat; self-researched Vorlage 77 01/2006 Viessmann Werke

78 Summary of product benefits Solar energy is environmentally friendly, protects resources and permanently reduces emissions You acquire a new business area with solar collectors You make yourself more independent of fossil fuels With VIESSMANN solar heating systems, you are bringing the most proven solar collectors into your house A solar heating system is efficient and represents a simple way of utilising solar energy Government requirement - standard promotion program 2007 BAFA Additional government grant for central heating backup A solar heating system increases the value of your house A solar heating system is the ideal addition to any heating system for significantly reducing consumption Modern solar technology on the roof is a visible sign of a commitment to the environment. Vorlage 78 01/2006 Viessmann Werke

79 VITOSOL Thank You! Vorlage 79 01/2006 Viessmann Werke