Aurinkosähköjärjestelmän asentaminen. Esa Tiainen, Sähköinfo Oy 2015 SÄHKÖINFO OY

Transkriptio

1 Aurinkosähköjärjestelmän asentaminen Esa Tiainen, Sähköinfo Oy 1

2 Aurinkosähköä - miksi? Aurinkoenergiaa saatavasti lähes rajattomasti Auringosta saapuu maapallolle 14,5 sekunnissa yhtä paljon energiaa kuin ihmiskunta käyttää vuorokaudessa - Razem Naam, Scientific American 2

3 Aurinkosähköä - miksi? Aurinkopaneelien hinta on laskenut nopeasti Vuosien aikana aurinkopaneelien hinta laskenut 80 % Vuonna 2012 aurinkosähkövoimaloiden kokonaiskustannus Saksassa 1,5 /Wp Aurinkopaneeleilla tuotetun sähkön hinta tiedossa 25 vuodeksi Kun aurinkosähkön kuluttaa tuotantopaikalla, jää sähkön siirtomaksu pois ja pientuotannosta myös sähkövero CO 2 -päästöjen pienentämistavoitteet ohjaavat uusiutuvan energian käyttöön 3

4 Aurinkosähkö Saksassa Aurinkosähkön tuotantoennätys 24 GW Saksassa klo Vastasi 46 % hetkellisestä sähkönkulutuksesta Saksassa Sähkö tuotettiin noin 1,3-1,4 miljoonalla aurinkosähköjärjestelmällä 8,5 miljoonaa ihmistä asuu rakennuksissa, joissa energiaa tuotetaan aurinkopaneeleilla 4

5 Aurinkosähkö Suomessa Sähkönenergia vuosikulutus Suomessa 86 TWh Tämän tuottamiseksi tarvittaisiin aurinkosähköpaneeleja 106 GWp Aurinkopaneeleiden pinta-ala olisi 744 km 2 Neliön muotoisen alueen sivun pituus noin 27,3 km 1 kw aurinkovoimala tuottaa noin 1000 kwh sähköä vuodessa 5

6 Lappeenranta vastaa Frankfurtia aurinkosähkön tuotantopotentiaaliltaan kwh/m2/d Frankfurt, Saksa Lappeenranta, Suomi 0 Kuukausi Lähde: Jero Ahola, LUT 6

7 Aurinkopaneelijärjestelmän kytkeminen sähköverkon rinnalle Tehoelektroniikan A - Aurinkopaneelit ja kannakkeet B - Suojauskeskus ja välikaapelit C - Verkkoinvertteri D - Ryhmä/pääkeskus ammattilaiset palveluksessasi 7

8 Ennen rakentamista Pientuotantolaitoksen Tehoelektroniikan hankinnan suunnitteluvaiheessa - Tarkistetaan verkkoyhtiöltä tuotantolaitoksen verkkoon liittymisehdot - Kaavoitusviranomaisilta varmistetaan, että tuotantolaitoksen sijoittaminen on mahdollista kohteeseen - Voi vaatia rakennusluvan tai toimenpideluvan ammattilaiset palveluksessasi 8

9 Huomioitavaa liityttäessä sähköverkon rinnalle Tuotantolaitteistosta on ennen käyttöönottoa ilmoitettava verkonhaltijalle Verkonhaltijaan kannattaa olla yhteydessä jo ennen tuotantolaitoksen hankkimispäätöstä Verkonhaltijalle tulee etukäteen toimittaa vaadittavat tekniset tiedot ja dokumentaatiot Verkonhaltijan kanssa tulee tehdä tuotannon verkkopalvelusopimus ja mahdollisesti myös tuotannon liittämissopimus 9

10 Asennuksia koskevat standardit SFS 6000, luku 712: Valosähköiset tehonsyöttöjärjestelmät SFS 6000, kohta 551.7: Lisävaatimukset sähköasennuksille, joissa generaattorilaitteisto voi toimia rinnan yleisen jakeluverkon kanssa SFS 6000, kohta Pienjännitteiset generaattorilaitteistot SFS-EN 50438: Tekniset vaatimukset yleisen pienjännitejakeluverkon kanssa rinnan toimiville mikrogeneraattoreille 10

11 Asennuksia koskevat standardit VDE-AR-N-4105: Suojausasettelut täyttävien laitosten lisäksi myös teknisiltä ominaisuuksiltaan Suomen mikrotuotantonormin mukaiset laitteet soveltuvat jakeluverkkoon Suomessa Energiateollisuus: Tekninen liite 1 Sähkötuotantolaitoksen liittäminen jakeluverkkoon enintään 50 kva laitos ST-kortti 55.33: Aurinkenergiaa hyödyntävät laitteet ja niiden liittäminen rakennuksen sähkönjakelujärjestelmään 11

12 Tuotantolaitosten suojausasettelu Enintään 50 kva tuotantolaitosten suojauksen asetteluarvotaulukko: Parametri Toiminta-aika Asetteluarvo Ylijännite 0,2 s U n + 10 % Alijännite 0,2 s U n - 15 % Ylitaajuus 0,2 s 51 Hz Alitaajuus 0,2 s 48 Hz Saarekekäyttö enintään 5 s Lisäksi hyväksytään Standardin EN Suomea koskevan osan mukaiset laitteet ja Saksalaisen vaatimusdokumentin VDE-AR-N-4105 tekniset vaatimukset täyttävät laitteet. Huom! Vain VDE:n uusin versio! 12

13 SFS Käytettyjä termejä - Johdon mitoitus ja ylikuormitussuojaus - Suojaus vikatilanteissa - Tasasähköosa - Vaihtosähköosa - Erottaminen - Laitevalinta - Muuta asennuksessa huomioitavaa - Käyttöönottotarkastus 13

14 Käytettyjä termejä Paneeliketjukaapeli Kaapeli, jolla valosähköiset paneelit liitetään yhteen muodostamaan paneeliketju Paneelistokaapeli Paneeliston ulostulokaapeli 14

15 Käytettyjä termejä Valosähköisen järjestelmän tasajännitepääkaapeli Kaapeli, joka kytkee valosähköisen generaattorin liitäntärasian valosähköisen järjestelmän vaihtosuuntaajaan 15

16 Käytettyjä termejä oikosulkuvirta standardisoiduissa testausolosuhteissa I SC STC Valosähköisen paneelin, - paneeliketjun, paneeliston, generaattorin tai vaihtosuuntaajan oikosulkuvirta standardisoiduissa testausolosuhteissa Arvo yhdelle paneelille esim. 8 A 16

17 Käytettyjä termejä Tyhjäkäyntijännite standardisoiduissa testausolosuhteissa U OC STC Jännite kuormittamattoman (avoimen) valosähköisen paneelin, paneeliketjun, paneeliston, generaattorin tai vaihtosuuntaajan yli standardisoiduissa testausolosuhteissa Arvo yhdelle paneelille esim. 33 V 17

18 Aurinkosähköjärjestelmän osat 18

19 Johdon mitoitus ja ylikuormitussuojaus Tasasähköosan ylikuormitussuojaus - Ylikuormitussuojaus voidaan jättää pois paneeliketjukaapeleista ja paneelistokaapeleista, jos kaapelin jatkuva kuormitettavuus joka paikassa on vähintään 1,25 I SC STC 19

20 Suojaus vikatilanteissa Tasasähköosa - Tasasähköosalla suositellaan ensisijaisesti käytettäväksi suojausta luokan II laitteilla (suojaeristys) Vaihtosähköosa - Vaihtosähköosalla valosähköisenjärjestelmän syöttökaapeli on liitettävä sellaisen suojalaitteen syöttöpuolelle, joka suojaa kulutuslaitteita syötön automaattisella poiskytkennällä 20

21 Suojaus vikatilanteissa Oikosulkusuojaus Valosähköisen järjestelmän syöttökaapeli vaihtosähköpuolella on suojattava oikosululta vaihtosähköjärjestelmän alkupisteeseen sijoitetulla ylivirtasuojalla Sama suojalaite toimii yleensä myös vikasuojana 21

22 Esimerkkikytkentä Vaihtosähköpuolen suojalaite Tasasähköpuolen Suojalaite (tarvittaessa) 22

23 Esimerkkikytkentä Ylijännitesuojat Ylivirtasuoja 23

24 Suojaus sähkömagneettisilta häiriöiltä Ukkosen indusoimien jännitteiden pienentämiseksi kaikkien johdinsilmukoiden pinta-alojen pitäisi olla mahdollisimman pieniä 24

25 Erottaminen Aurinkosähkövaihtosuuntaajan huollon takia on oltava erotuslaitteet, jolla vaihtosuuntaaja saadaan erotettua tasasähköosasta ja vaihtosähköosasta Lisävaatimuksia yleisen jakeluverkon kanssa rinnan kytketylle aurinkosähköasennukselle standardissa SFS 6000, kohta

26 Erottaminen 26

27 Maadoittaminen Jos asennetaan suojaavia potentiaalintasausjohtimia, niitten on oltava tasasähkö- ja vaihtosähkökaapelien sekä niiden varusteiden rinnalla ja mahdollisimman lähellä niitä 27

28 Asennuksessa huomioitavaa Johtojärjestelmän on kestettävä odotettavissa olevia ulkoisia olosuhteita kuten tuulta, jään muodostumista, lämpötilaa ja auringon säteilyä 28

29 Asennuksessa huomioitavaa Generaattorilaitteisto tulee asentaa asennuksen kaikkien ryhmäjohtojen suojalaitteiden syötön puolelle tai Yhden ryhmäjohdon kaikkien suojalaitteiden kuormituksen puolelle, mutta tässä tapauksessa pitää täyttää seuraavat lisävaatimukset: 29

30 Asennuksessa huomioitavaa Ryhmäjohtojen johtimien pitää täyttää seuraavat vaatimukset Iz In + Ig, jossa Iz on johtimien kuormitettavuus In on suojalaitteen mitoitusvirta Ig on generaattorin mitoitusulostulovirta Aurinkosähkögeneraattoria ei saa kytkeä pistokytkimellä Generaattorilaitteiston ääri- ja nollajohtimia ei saa kytkeä maahan ryhmäjohtojen suojalaitteiden jälkeen 30