Energiansäästömahdollisuudet ja aurinkosähköntuotanto taloyhtiöissä Kari Kallioharju, Tampereen ammattikorkeakoulu

Transkriptio

1 Energiansäästömahdollisuudet ja aurinkosähköntuotanto taloyhtiöissä Kari Kallioharju, Tampereen ammattikorkeakoulu

2 Kiinteistösähkönkulutus taloyhtiöissä noin neljä prosenttia taloyhtiön hoitokuluista tyypillisesti noin 2-6 kwh/m 3 /v joissakin taloyhtiöissä kiinteistösähköön kuuluvia kulutuseriä saattaa sisältyä myös asukkaiden sähkölaskuun Kiinteistösähkö kuluu tyypillisesti: yleisten tilojen valaistukseen ja ulkovalaistukseen puhaltimiin ja pumppujen käyttämiseen autolämmitystolppiin ulkovalaistukseen talosaunaan hissiin pesutupaan kylmäkellariin kattokaivo- ja räystäslämmityksiin. Lähde: Motiva TAMK / KKa 2

3 Miten eri toiminnot perinteisesti asennettuna ja käytettynä nostavat kiinteistösähkönkulutusta? - sauna % - hissit % - kylmäkellari % - autolämmityspaikat % - pesula % Lähde: Motiva ja Kiinteistöliitto TAMK / KKa 3

4 Mitä perinteisille ratkaisuille on helposti tehtävissä? yleisten tilojen valaistus ja ulkovalaistus puhaltimien ja pumppujen käyttö autolämmitystolpat talosauna hissi pesutupa kylmäkellari kattokaivo- ja räystäslämmitykset ohjauksien tarkastus, automatisointi ja tehostaminen (liiketunnistimet ja hämäräkytkimet/kellokytkimet) % säästöpotentiaali valonlähteiden vaihto energiatehokkaiksi (LEDit, loistelamput, SPN/monimetallilamput) jopa 80 % säästöpotentiaali pintojen maalaus vaaleiksi asukkaiden käyttötottumukset: esim. valojen sammutus käsiohjaustiloissa TAMK / KKa 4

5 CASE: Käytävävalaistuksen uusiminen Tamperelaisen kerrostalon portaikkoon uusittiin rappukäytävän valaistus (2004). Kerrostalon kyseisessä rapussa oli neljä kerrosta ja yhteensä 18 asuntoa. Rapussa oli myös hissi. Porrasvaloautomaatilla ja painikkeilla ohjattu 60W hehkulamppuvalaistus korvattiin 2x18W liiketunnistinvalaisimilla. Alun perin valaistus toimi siten, että valot paloivat kolme minuuttia painikkeen painamisesta. Uudet valaisimet ohjelmoitiin palamaan 5 minuuttia 1.kerroksessa ja muissa kerroksissa 3 minuuttia. Miten uudistus toteutui ja millainen takaisinmaksuaika saavutettiin? Uusilla valaisimilla valaistusvoimakkuus (luksit) yli kymmenkertaistuivat vanhaan nähden. Asukkaat kokivat, että uusi valaistus helpotti liikkumista ja lisäsi turvallisuudentunnetta. Vuosittainen energiankulutus putosi 89 % (1594kWh/a => 181 kwh/a), mutta vuoden 2004 valaisinhinnoilla takaisinmaksuaika asennukselle oli kuitenkin noin 15 vuotta. Ensto AVR 400- liiketunnistinvalaisin TAMK / KKa 5

6 Mitä perinteisille ratkaisuille on helpohkosti tehtävissä? yleisten tilojen valaistus ja ulkovalaistus puhaltimien ja pumppujen käyttö autolämmitystolpat talosauna hissi pesutupa kylmäkellari ilmamäärien ja patteriventtiilien säätö energiankulutusta voidaan vähentää % ¾ rakennuskannasta puutteellisesti säädetty ohjausmenetelmien ja säätöjen kunnon ja toiminnan tarkastelu kohderyhmän mukaan (kellokytkinten/termostaattien asettelut, jne) pumppujen ja puhaltimien uusiminen energiatehokkaampiin kattokaivo- ja räystäslämmitykset asukkaiden käyttötottumukset: esim. huonesäätöjen rauhaan jättäminen, mahdollisen oman ilmanvaihdon tarpeenmukainen ohjaus virtauksen säätö kuristus- ja ohivirtausventtiilien ja peltien sijaan taajuusmuuttajilla tai EC-moottorein (esim. sisälämpötilan, ulkolämpötilan, kanavan alipaineen ja vuorokaudenajan mukaan) TAMK / KKa 6

7 Esimerkki huippuimureiden ja ohjauksen uusimisen vaikutuksesta (1/2) Lähde: Petri Pylsy / Kiinteistöliitto

8 Esimerkki huippuimureiden ja ohjauksen uusimisen vaikutuksesta (2/2) säästö noin 1100 / vuosi Lähde: Petri Pylsy / Kiinteistöliitto

9 Esimerkki rikkoutuneen ohjauskellon uusimisesta Lähde: Motiva TAMK / KKa 9

10 Mitä perinteisille ratkaisuille on helpohkosti tehtävissä? yleisten tilojen valaistus ja ulkovalaistus puhaltimien ja pumppujen käyttö autolämmitystolpat ( %) talosauna hissi pesutupa kylmäkellari kattokaivo- ja räystäslämmitykset lämmitystehontarpeen uudelleenarviointi ja mahdolliset sulakekokojen muutokset keskustermostaatin lisääminen autopistorasioiden yhteiseen syöttöön rajoittamaan lämmittämistä yli +5 C lämpötiloissa autolämmitystolppien uusiminen (ajastukset, omat termostaatit, jne) asukkaiden käyttötottumukset: ohjeistus oikeanlaiseen lämmittämiseen sääolojen mukaan TAMK / KKa 10

11 Ulkoilman lämpötila ja sopiva lämmitysaika C - ½ tuntia C - 1 tunti C - 2 tuntia Moottorinlämmittimien teho on yleensä noin 500 W Sisälämmittimien teho on yleensä noin 1500 W ei mitään toimintoja, 130? 2h kiinteä ajastus, 175 ohjelmoitava: 3x ajastus, termostaatti, sähköauton lataus jne. 225 TAMK / KKa 11

12 Mitä perinteisille ratkaisuille on helpohkosti tehtävissä? yleisten tilojen valaistus ja ulkovalaistus puhaltimien ja pumppujen käyttö autolämmitystolpat talosauna ( %) hissi pesutupa kylmäkellari kattokaivo- ja räystäslämmitykset käyttölämpötilan tarkastaminen ja säätö, sopiva saunomislämpötila on C lämmittäminen 100 C:een nostaa sähkön kulutusta % saunavuorojen järjestäminen ja varaus siten, että sauna ei seiso tyhjillään tai lämpiä päivittäin vain yhden saunojan takia jos sauna on viikossa esim. kaksi tuntia turhaan päällä, maksaa se vuodessa +100 saunan ilmanvaihdon tarkastaminen ja säätö tarvittaessa 12

13 Miten helpottaa saunan käyttöaikoja ja mitä jos saunojat pitävät eri saunomislämpötiloista? Esim. Harvian viikkokello Pahimmassa tapauksessa saunan käy laittamassa päälle käyttäjä, joka tykkää saunoa kuumassa saunassa. Hän asettaa saunan lämpötilan 110 asteeseen. Kun saunaan tulee käyttäjiä, jotka eivät pidä liian kuumasta saunasta, sauna pitää saada viileäksi. Saunan ovet avataan ja sauna huuhdellaan kauttaaltaan kylmällä vedellä. Usein taloyhtiössä käy myös niin, että huoltoyhtiö käy kääntämässä saunan päälle aamupäivällä, vaikka ensimmäiset kaksi saunojaa tulevat saunaan vasta illalla. Harvian Viikkokelloon voidaan syöttää taloyhtiön saunavuorot. Viikkokellon avulla saunaa voidaan säätää myös niin, että jokainen saa omalle vuorolleen optimaalisen lämpötilan. Lähde: Ouman, Energiansäästöopas n. 500 TAMK / KKa 13

14 Mitä perinteisille ratkaisuille on helpohkosti tehtävissä? Mikko Arvinen / Sähköala yleisten tilojen valaistus ja ulkovalaistus puhaltimien ja pumppujen käyttö autolämmitystolpat talosauna hissi (+20 30%) pesutupa onko lamput vaihdettavissa energiatehokkaampiin? kylmäkellari hissin peruskorjaus: valaistuksen, kattokaivo- ja räystäslämmitykset sähköistyksen ja nostokoneiston uusiminen TAMK / KKa 14

15 Mitä perinteisille ratkaisuille on helpohkosti tehtävissä? yleisten tilojen valaistus ja ulkovalaistus puhaltimien ja pumppujen käyttö autolämmitystolpat talosauna hissi pesutupa (+25 35%) kylmäkellari kattokaivo- ja räystäslämmitykset energiatehokkaammat pesukoneet ja muut laitteet energiansäästö jopa % kuivaushuone: ohjauksen muuttaminen ajastinohjauksesta lämpötila/kosteusperustaiseen Esteri ohjauskeskus ja hygrostaatti noin

16 Kuivaushuoneen kuivausjärjestelmän uusiminen: esimerkki VELCO VELCO-kuivaushuonejärjestelmän hyötyjä ja toimivuutta verrattiin VTT:n tutkimuksessa tyypilliseen 20 vuotta vanhaan kuivausjärjestelmään käytännön oloissa. VTT:n tutkimusselostus: Sähköteho vanhalla järjestelmällä oli noin 4 kw. Järjestelmä ohjattiin kerralla päälle neljäksi tunniksi. VELCO-järjestelmän sähköteho oli 286 W ja ohjaus toimii kosteus- ja lämpötilatiedon perusteella. Jos kuivaushuonetta käytetään päivittäin 10 tuntia, 6 päivää viikossa, 52 viikkona vuodessa, säästetään VELCO-järjestelmällä yli 1000 euroa vuodessa. Järjestelmän hankintahinta on noin 6600 euroa (ALV 24 %). VELCO HT 400 -järjestelmässä kuivauspuhallin on kytketty kiinteistön lämpimään käyttöveteen, jolloin päästään hyödyntämään kerrostalon lämmitykseen käytettävää kaukolämpöenergiaa. Kun huoneen ilma on kuivunut ja pyykki tullut kuivaksi, laitteisto sammuu automaattisesti. Lähde: TAMK / KKa 16

17 Mitä perinteisille ratkaisuille on helpohkosti tehtävissä? yleisten tilojen valaistus ja käyttötarpeen ulkovalaistus ja käyttötarkoituksen arviointi, monessa talossa suurikokoinen ja usein isolta osin varastokäytössä puhaltimien ja pumppujen käyttö autolämmitystolpat talosauna hissi pesutupa kylmäkellari ( %) kattokaivo- ja räystäslämmitykset koinen-huoltokirja/kylmaainekompressori/ kylmäkellarin termostaatin asettelulämpötilan ja toiminnan tarkastus (esim. +5 C => +7 C => energiankulutus -10%) Voisiko lauhdutin olla mahdollisessa kuivaushuoneessa osana kuivauslaitteistoa? vanhan energiasyöpön kompressorin uusiminen lauhdutinhuoneen ilmanvaihdon tarkastaminen esim. huoneen lämpötilan nousu +37 C => +40 C on todellisissa kohteissa kasvattanut kompressorin energiankulutusta 34% lamppujen vaihto LEDeihin suora energiansäästö riippuen käytetyistä lampuista % epäsuorasti pienempi lämpökuorma vähentää kompuran käyntiä 17

18 Mitä perinteisille ratkaisuille on helpohkosti tehtävissä? yleisten tilojen valaistus ja ulkovalaistus puhaltimien ja pumppujen käyttö autolämmitystolpat talosauna hissi pesutupa kylmäkellari kattokaivo- ja räystäslämmitykset termostaattien toiminnan ja asettelulämpötilojen tarkastelu virheelliset asettelut saattavat moninkertaistaa kulutuksen, esim. tehdasasettelut saattavat pitää lämmityksen aina päällä! sulanapitotermostaattien vaihtaminen tarkemmin olosuhteita seuraaviin, jolloin sulatukseen kuluva energia optimoidaan n Ensto ECO 900 täysautomaattinen lumen- ja jäänsulatuksen ohjauslaite. Lämpötila ja kosteustiedot. TAMK / KKa 18

19 Huomioitavaa maa- ja poistoilmalämpöpumpuista sähköjen kannalta lämpöpumput pienentävät kokonaisenergiankulutusta jopa 60 %, mutta lisäävät sähköenergiankulutusta => selvitettävä suunnittelun alkuvaiheessa sähköliittymän riittävyys ja mahdolliset kapasiteetin lisäyksestä aiheutuvat lisäkustannukset (esim. mahdollinen liittymiskaapelin vaihto ja liittymiskoon kasvatus) Lähde: Petri Pylsy / Kiinteistöliitto Kuva: Kaaviokuva poistoilmalämpöpumppujärjestelmästä vanhassa kerrostalossa (Pilto Oy). TAMK / KKa 19

20 Aurinkosähköstä lyhyesti TAMK / KKa 20

21 Paljonko Suomessa on aurinkoenergiaa saatavilla? Optimaalisesti suunnatulle aurinkopaneelille lankeaa vuodessa noin kwh/m 2 auringon säteilyenergiaa. Energiasta voidaan ottaa talteen sähkönä vuodessa noin kwh / m 2 Edelliseen viitaten esimerkiksi 1 kw p (n. 7m 2 aurinkopaneelia) aurinkosähköjärjestelmällä saadaan aurinkoenergiaa talteen vuodessa noin kwh (Tampereella optimi 844 kwh) Vuodenaikavaihtelu auringonsäteilyssä on huomattava, Etelä- Suomessa 90 % auringonsäteilystä saadaan maaliskuun ja syyskuun välisenä aikana Energiantuotannon arviointityökalu: Aurinkoenergian määrä neliömetrille vaakatasosta 30 asteen kulmaan kallistetulle, etelään suunnatulle tasolle 21

22 Minkä tehoinen aurinkosähköjärjestelmä? Esimerkkinä omakotitalot Esimerkkejä, kun optimoidaan tuotto omaan käyttöön: Sähkölämmitteinen 119 m 2 OK-talo, vuosikulutus kwh => 3 kw ( 24m 2 ) aurinkosähköjärjestelmän tuotto 2530 kwh eli noin 19 % kokonaiskulutuksesta Maalämpöpumppulämmitteinen 215 m 2 OK-talo, vuosikulutus kwh => 5 kw ( 40 m 2 ) aurinkosähköjärjestelmän tuotto 4220 kwh eli noin 27 % kokonaiskulutuksesta

23 esim 20 kw järjestelmä tuottaa Tampereella eniten toukokuussa, noin 82 kwh / päivä Kahden 7-kerroksisen kerrostalon kiinteistösähköenergian kulutuskäyrät, vuosi- ja vuorokausivaihtelut Viljakainen, Santeri Kerrostalon kiinteistösähkönkulutuksen kompensointi aurinkosähköjärjestelmällä:

24 Suurimmat haasteet kesäajan vuorokautinen kulutus / tuotanto miten saadaan kohtaamaan? jos kohteessa esim. koneellinen jäähdytys, ei suurempikaan aurinkosähköjärjestelmä ole ongelma Keskimääräinen vuorokautinen kiinteistösähkönkäyttö edellisen kalvon kerrostalokohteessa TAMK / KKa 24

25 Millainen takaisinmaksuaika järjestelmälle muodostuu? kustannustietoutta aurinkosähköstä ja -lämmöstä: aurinkosähköjärjestelmän hankintahinta kerrostalokiinteistöön on noin / W p (alv 0 %) hankintaohjeita taloyhtiöille: oheisissa kuvaajissa hankintakustannus sisältää laitteiston ja asennuksen. Sähkön hinta (12 snt / kwh) laskentakorkona käytetty 4 % ja sähkön hinnan nousuksi oletettu 2 % vuodessa järjestelmien huolto- ja ylläpitokustannuksia ei ole huomioitu