Aurinkosähkö kotitaloudessa

Transkriptio

1 Aurinkosähkö kotitaloudessa Espoo ja Vantaa Markku Tahkokorpi, Utuapu Oy Aurinkoteknillinen yhdistys ry Suomen Lähienergialiitto ry

2 Esityksen rakenne Yleistä aurinkoenergiasta Aurinkosähkö Aurinkovoimalan hankinta Aurinkosähkön taloudesta Linkkejä

3 Yleistä aurinkoenergiasta

4 Yleistä aurinkoenergiasta Auringosta tulee joka tunti maapallolle enemmän energiaa kuin koko ihmiskunta käyttää vuodessa Suomen käyttämä sähkömäärä voitaisiin tuottaa yhdellä prosentilla Suomen suopinta-alasta (= vajaat 1000 km 2 eli noin 30 km x 30 km) Saatavuus vaihtelee eri aikaskaaloilla Käyttökustannus lähellä nollaa Käytännössä ehtymätön

5 Auringon säteily Suomessa Kokonaissäteilyn määrä on noin kwh vuodessa optimiasennossa olevalle neliömetrille Suomessa säteilystä merkittävä osa on epäsuoraa => Keskittävien järjestelmien hyöty jää melko vähäiseksi Paneelien suuntaus (atsimuutti) ja kallistuskulma (deklinaatio) vaikuttavat erityisesti tuotannon ajalliseen jakautumaan Varjostukset erityisesti etelän suunnalla pyrittävä minimoimaan: Horisontti näkyviin

6 Kuukausittainen auringon säteilyn määrä Lohjalla etelään suunnatulle eri kulmassa oleville pinnoille [kwh/m 2 ] Tammi Helmi Maalis Huhti Touko Kesä Heinä Elo Syys Loka Marras Joulu

7 Maaheijastuksen vaikutus Edellä mainittu ei huomioi maaheijastusta Talvella maasta heijastuvan säteilyn määrä voi olla useita kymmeniä prosentteja taivaalta tulevasta (Lumi heijastaa > 90 % säteilystä) Avoimessa maastossa kannattaa paneelit tai keräimet asentaa melko pystyyn asentoon (> 60 astetta)

8 Auringon rata Espoossa

9 Aurinkosähkö

10 Aurinkosähkötekniikkaa 1 o Aurinkosähkötekniikka perustuu puolijohde- ym. materiaalissa tapahtuvaan fotonin aiheuttamaan elektronin irtoamiseen atomirakenteesta o Aurinkokennoja voidaan valmistaa eri materiaaleista o Yksikiteinen pii o Monikiteinen pii o Muut epäorgaaniset ohutkalvomateriaalit o Orgaaniset materiaalit, Perovskiitti

11 Aurinkokennojen hyötysuhteita NREL,

12 Aurinkosähkötekniikkaa 2 o Paneelit mitoitetaan ja hinnoitellaan nimellistehon eli piikkitehon (W P ) mukaisesti (Mitattuna säteilyteholla 1000 W/ m 2, 25 asteen lämpötilassa) o Parhailla kaupallisilla aurinkopaneeleilla saavutetaan reilun 20 % hyötysuhde säteilytehosta tasavirtaan (Yleensä %) o Paneelien tuottama tasavirta joko varastoidaan akkuihin tai muunnetaan invertterillä verkkovirraksi paikalliseen tai muualla verkossa tapahtuvaan kulutukseen

13 Mökkijärjestelmä Off-grid

14 Suora verkkoon kytkentä Kansainvälisesti yleisin tapa tuottaa aurinkosähköä Taloudellisin ratkaisu erityisesti jos aurinkosähkölle on saatavissa syöttötariffi tai nettomittarointi

15 Verkkoon kytketty aurinkosähköjärjestelmä

16 Aurinkosähköjärjestelmissä huomioitavaa o Alhainen lämpötila parantaa piipohjaisten paneelien hyötysuhdetta => hyvä tuotto kevättalvella o Tällöin ilma on kirkas, ulkolämpötila alhainen ja heijastukset lumesta voi hyödyntää o Vanhemmat aurinkopaneelit olivat hyvin herkkiä osittaisvarjoille, haittaavat myös MPPT-säätöä o Mikroinvertterit, tasavirtaoptimoijat (DC/DCoptimizers) o Kattotyöt, ukkossuojaus, lumi- ja tuulikuormat

17 Aurinkosähkön asennukset Lähde: EPIA

18 Aurinkovoimalan hankinta Kuva: Janne Käpylehto

19 Aurinkovoimalan hankinta 1 Esiselvitys/-katsastus Aurinkoresurssi (asennuspaikka, suunta, varjostukset) Sähkön tarve, mahdollinen joustava kulutus, muut tavoitteet Muut reunaehdot (Katon rakenne ja kunto) Rakennusluvan tarve (Rakennus-/toimenpide-/-) Laitteiston mitoitus kulutuksen ja muiden tavoitteiden mukaisesti

20 Sähkön tyyppikulutus omakotitalossa tuntitasolla Kuva: Motiva

21 Tyypillinen kulutus vaiheittain

22 Kulutuksen ja tuotannon yhteen sovittaminen Kulutuksen ohjaus Lämminvesivaraaja Lämpöpumput Sähkön varastointi Toistaiseksi ei taloudellisesti kannattavaa verkkoon liitetyissä järjestelmissä, mutta kehitys on nopeaa Saksassa tuetaan omakotimittaluokan sähkövarastoja USA:ssa ennustetaan 250 % markkinakasvua tälle vuodelle

23 Aurinkovoimalan hankinta 2 Hankinta ja asennus Kilpailutus Järjestelmätoimittajan ja laitteiston valinta Ilmoitus verkkoyhtiölle kytkentälupa Asennus ja verkkoon kytkeminen Sähkön myyntisopimus sähkökauppiaan kanssa Laitteiston käyttö ja huolto Mahdolliset paneelien puhdistukset ja muu huolto Sähkön kulutuksen älykäs ohjaus Korjaukset

24 Aurinkosähköjärjestelmän verkkoon liittäminen Asetusten mukainen laitteisto Käytännössä VDE-AR-N mukainen Lupa verkonhaltijalta Kaavake Energiateollisuus ry:n sivulla Sopimus sähkön ostosta sähkökauppiaan kanssa Ks. Esimerkiksi tai suoraan sähkönmyyntiyhtiöiltä

25 Aurinkosähkön taloudesta Lähde: EPIA

26 Aurinkosähkön taloudesta Suomessa 5 kw:n järjestelmä maksaa tällä hetkellä noin asennettuna veroineen Yritykset ja kunnat voivat saada tähän investointitukea (ja vähentää alv:n) Tällä hetkellä ym. kokoluokassa aurinkosähkö on Suomessa yleensä kannattavaa (eli halvempaa kuin verkosta ostettu) kun sen kuluttaa pääosin itse Aurinkosähkön omakustannushinta 6 10 c/kwh Mahdolliset tulevat tukimekanismit voivat parantaa tilannetta myös verkkoon syötetyn sähkön suhteen

27 Aurinkosähkövoimaloiden hintataso Suomessa ,00 Toteutuneita nimellishintoja Suomessa 2014 ( /Wp, sis alv) 2,50 2,00 2,27 1,92 2,18 2,07 2,00 1,89 1,50 1,63 1,00 0,50 0,

28 Suomen ja Saksan toteutuneita aurinkosähkövoimaloiden hintoja Vuoden 2014 hintahaarukka Suomessa

29 Esimerkki omakotijärjestelmästä Sähkölämmitteinen omakotitalo Nurmijärvellä Kesällä 2014 hankittu 4.59 kwp:n aurinkovoimala, invertteriteho 8 kw 2,18 /Wp SIPO n. 1,5 %

30 Linkkejä

31 Aurinkoenergialinkkejä Finsolar-hanke Motiva Oy Aurinkoteknillinen yhdistys ry Suomen Lähienergialiitto ry Energiateollisuus ry:n pientuotantosivu EPIA (European Photovoltaic Industry Association) Aurinkoenergian tuottolaskin

32 Kiitos!