Tuuli- ja aurinkosähköntuotannon oppimisympäristö, TUURINKO Tuuli- ja aurinkosähkön mittaustiedon hyödyntäminen opetuksessa

Transkriptio

1 Tuuli- ja aurinkosähköntuotannon oppimisympäristö, TUURINKO Tuuli- ja aurinkosähkön mittaustiedon hyödyntäminen opetuksessa Alpo Kekkonen

2 Kurssin sisältö - Saatavilla oleva seurantatieto - tuulivoimalat - Sunnyportal - Sääennusteet ja tilastot - Aistinvaraiset säähavainnot - Oppimistavoitteita - Tuuli- ja aurinkoenergian saatavuuden oivaltaminen - Kiinnostus säähän ja ilmastoon - Energiatietoisuus - Matematiikka ja fysiikka: keskiarvot, minimit, maksimit, tehokäyrän ja energiakertymän yhteys, integraalilaskennan havainnollistuminen - Käytännölliset oppimistehtävät - Aurinkosähköntuotannon seuranta ja arviointi - Tuulisähköntuotannon seuranta ja arviointi

3 Tuotanto ja kulutus Suomen sähköverkossa Fingrid Oyj julkaisee www-sivuillaan ajantasaiset kulutus- ja tuotantotiedot, jotka päivitetään muutaman minuutin välein: Esim. tuulivoimatuotannon osalta em. tiedotus perustuu osittain arvioon, sillä kaikki tuotanto ei ole jatkuvan seurannan piirissä. Viime aikoina Suomelle on ollut edullisempaa ostaa sähköä ulkomailta kuin tuottaa kaikki sähkö itse. Tuonnin osuus on tyypillisesti n. 2 GW.

4 Tuotanto ja kulutus Suomen sähköverkossa Kuvassa tilanne 1. heinäkuuta klo 13:27; tyyntä on

5 Tuulivoimaloiden tuotannon seurantatiedot Tuuliwatti Oy:n kuukausittaiset tuotantotiedot ja tuulipuistojen ajantasaiset tehotiedot julkaistaan yhtiön nettisivuilla: Yhden 3 x 5 kw:n pienvoimalan tuotantotietojen reaaliaikainen seuranta ja mittaushistoria on seurattavissa osoitteessa: Voit tarkastella tuotanto- ja kulutustietoja halutulta ajanjaksolta.

6 Pientuulivoimalan tuotannon seuranta

7 Aurinkosähköjärjestelmien tuotannon seurantatiedot Saksalaisella invertterivalmistajalla (SMA Solar Technology AG) on portaali, jossa on julkaistu maapallonlaajuisesti n aurinkosähköjärjestelmän tuotantotiedot, Em. Sunnyportaalissa on esillä 78 suomalaista (tilanne ) aurinkosähköjärjestelmää, joista kuusi on Pohjois-Pohjanmaalla, yksi Lapissa ja yksi Kainuussa

8 Säätiedot ja ennusteet tuotantovaihtelujen selittäjänä Tuuli- ja aurinkosähköntuotanto vaihtelevat voimakkaasti vuodenaikojen ja vuorokauden aikojen mukaan - Tuulivoimaa saadaan Suomessa talvella paremmin kuin kesällä, aurinkoenergiaa saadaan kesällä paljon enemmän kuin talvella - Aurinkoenergian saanti suurinta keskipäivällä, tuulivoiman saatavuudessa ei ole yhtä suurta selvää systemaattista vaihtelua vuorokauden sisällä - Sääolojen vaihtelun takia vuorokausituotanto saman kuukauden eri päivinä voi vaihdella voimakkaasti - Sääolojen seuranta selittää tuotantovaihteluja, sääennusteista pystyy ennustamaan lähipäivien tuotantoa - Paikallisia säätietoja ja ennusteita voi seurata esim. Ilmatieteen laitoksen www-sivuilta: Oma aistinvarainen sääolojen seuranta sekä mittausten ja havaintojen muistiinmerkitseminen voi antaa kaikkein tarkimmat tiedot sääolojen vaihtelusta ja vaikutuksista tuotantoon.

9 Arvioidun ja todellisen aurinkosähköntuoton vertailu, 1 Aurinkosähköntuotannon ennakointia varten on tehty laskentasovellus: - Voit arvioida tuottoa esim. kotipaikkakunnallasi erilaisilla aurinkopaneelien suuntauksilla - Tuottoarviot saadaan järjestelmille, joissa aurinkopaneelit on sijoitettu siten, ettei tuotantoa häiritsevää varjostusta ole. - Laitehäviöitten oletusarvona laskentasovelluksessa on 14 %, mikä nykyisin on tarpeettoman suuri luku, todellinen tämän päivän tilanne on suuruusluokkaa 10 %. - Laskentasovelluksella saa arviot päivä-, kuukausi- ja vuosituotannosta, arviot keskimääräisiä - Päivätuotannon vaihtelut suuria, erot tasoittuvat kuukausituotannossa ja varsinkin vuosituotannossa

10 Arvioidun ja todellisen aurinkosähköntuoton vertailu, 2 Suomessa on esim. Sunnyportaalissa toistaiseksi vain hyvin vähän järjestelmiä, jotka ovat toimineet edes kokonaisen kalenterivuoden. Arvioituja ja toteutuneita tuotantolukuja voi vertailla siten eri paikkakunnilla esim. kuukausitasolla, mutta ei vielä juuri vuositasolla Suomen osalta. Kaikki tuottajat Sunnyportalissa eivät jaa tuotantotietojaan. Vain osa tuottajista Sunnyportalissa ilmoittaa kaikki arvioinnissa tarvittavat tiedot (aurinkopaneelien suuntaus) ja vain osa on tallentanut energiaraportteihin arvioimansa tuotannon.

11 Arvioidun ja todellisen tuulisähköntuoton vertailu Tuulisähkön tuotantomahdollisuuksia eri alueilla Suomessa voi tarkastella havainnollisesti tuuliatlaksen avulla: Parhaat tuotantomahdollisuudet ovat merellä ja meren rannalla. Erot rannikon ja mantereen välillä ovat suurimmat matalalla (50 m) ja pienenevät siirryttäessä korkeammalle (100 m, 200 m).

12

13 Etätehtävä Etätehtävien suoritusaika Tavoitteena oppimistehtävien kehittäminen Etätehtävävaihtoehdot: 1. Yhden aurinkosähköjärjestelmän vanhojen tuotantotietojen analysointi, tuotannon seuraaminen (vähintään) kolmen päivän ajalta ja seuraavan päivän tuotannon ennustaminen sääennusteiden perusteella. 2. Yhden tuulisähköjärjestelmän vanhojen tuotantotietojen analysointi, tuotannon seuraaminen (vähintään) kolmen päivän ajalta ja seuraavan päivän tuotannon ennustaminen sääennusteiden perusteella. 3. Aiempiin koulutuksiin perustuva etätehtävä: Mökkikäyttöön tarkoitetun aurinkosähköjärjestelmän (saarekejärjestelmä) mitoitus ja kytkentöjen suunnittelu.

14 Tuurinko-projektin koulutukset ja tiedotus Kaikki koulutustilaisuudet ovat avoimia ja maksuttomia Projektin www-sivut: Mm. pidettyjen koulutusten materiaalit saatavissa em. sivustolta Projektin Facebook-ryhmä:

15 Kiitos Alpo Kekkonen ( saakka)