Sakari Aalto, Ulvila Aurinkoteknillinen yhdistys ry Aurinko energialähteenä Aurinko- ja pellettienergiailta 8.2.2011 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 1
Aurinkoteknillinen yhdistys ry valvoo jäsentensä yleisiä yhteisiä etuja aurinkotekniikan alalla edistää ja suojelee uusiutuvien energiavarojen ja erityisesti aurinkoenergian käytön kehitystä Suomessa. neuvottelee viranomaisten kanssa alaa koskevista kysymyksistä harjoittaa alan neuvonta-, valistus-, tutkimus- ja koulutustoimintaa on ammatillinen ja teknillinen yhdistys 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 2
Aurinkoteknillinen yhdistys ry jäseniä n. 100, A- ja B-jäseniä alan yrityksiä suunnittelijoita, ammatinharjoittajia tutkijoita yksityisiä ihmisiä, alan harrastajia perustettu v. 1979 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 3
Lähde: Ilmatieteenlaitos 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 4
Suora säteilyenergia kohtisuoralle neliömetrin pinnalle MJ (kerroin 3,6) KWh Tammikuu 30 8 Helmikuu 89 25 Maaliskuu 224 62 Huhtikuu 381 106 Toukokuu 582 162 Kesäkuu 620 172 Heinäkuu 601 167 Elokuu 446 124 Syyskuu 252 70 Lokakuu 112 31 Marraskuu 35 10 Joulukuu 16 4 Yhteensä 3388 941 Hajasäteily 1368 360 Kokonaissäteily 4756 1301 Lähde: Ilmatieteenlaitos, suora säteily Sakari Aalto, ATY 5
1100-1150 m2/kwh/vuosi / Teoreettinen säteilymaksimi kiinteälle kallistetulle tasolle, (optimally inclined) kaltevuus n.45 astetta (Suomi) ja aurinkosähköjärjestelmän (pv) energiantuotto 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 6
Aurinkolämpö Aktiivinen käyttö - Tasokeräimet - Tyhjiöputkikeräimet - Keräimet ilman katemateriaalia - Nestekiertoiset keräimet - Ilmakiertoiset keräimet - Muut sovellutukset: Keittimet, biomassan kuivaus Aurinkosähkö Valosähköiseen ilmiöön perustuvat aurinkosähköpaneelit (PV = photovoltaic) - hajautettu pienimuotoinen sähköntuottanto ja suuret keskitetyt laitokset - tasavirtaa (DC) Auringon säteilyn keskittämiseen perustuvat höyryturbiinivoimalaitokset - Suuret keskitetyt laitokset (CSP = consentreted solar power) 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 7
Aurinkosähköpaneelin hyötysuhde - Ohutkalvopaneeli, hyötysuhde 5-7 % - Kiteinen pii, hyötysuhde 15-17 % ( 50 150 kwh neliömetriltä vuodessa) Aurinkolämpökeräimen hyötysuhde - Riippuu lämpötilatasosta, vuositasolla hyötysuhde on n. 30-40% - Tyhjiöputki on n. 20 % tasokeräintä parempi ( 300-500 kwh neliömetriltä vuodessa ) 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 8
Aurinkokennon toimintaperiaate 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 9
Aurinkosähköjärjestelmä; paneeli, säädin, 12 V akusto, 230 V invertteri, DC /ACmuunnin 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 10
Talokohtainen aurinkolämpöjärjestelmä - tukee päälämmönlähdettä helmi-lokakuussa - korvaa päälämmönlähteen touko-elokuussa Aurinkokeräimet - Tasokeräin / Tyhjiöputkikeräin 1 / 0,8 - tuotto 300-500 kwh per keräinneliömetri - 6-12 neliömetriä per omakotitalo Vesivaraaja (vuorokausivaraaja) - 50-100 litraa per keräinneliömetri 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 11
Aurinkolämpöjärjestelmä, termosifonikeräin ja varaaja 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 12
Katettu tasokeräin (glazed solar thermal collector) energiavirrat 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 13
Keräimen hyötysuhde, ympäristön ja keräinpinnan lämpötilaeron suhteen, säteily 1000 W / m2 tyhjiöputkikeräin kattamaton tasokeräin Lämpötilataso: tasokeräin 80 140 200 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 14
Energiantuotto vuodessa neliömetriltä Suomessa esimerkkinä itserakennettu, nestekiertoinen tasokeräin 6.2.2011 Ulkoilman ja kuuman puolen lämpötilaero : 25 astetta 582 kwh 50 astetta 362 kwh 75 astetta 203 kwh Sakari Aalto, ATY 15
Erilaisten absorbaattoripintojen vuosituotto 416-495 kwh / vuosi / neliömetri 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 16
6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 17
Aurinkokeräimen kytkentä ulkopuolisella lämmönvaihtimella 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 18
Vesivaraaja 700 litraa - käyttöpaine 1,5 bar - poikkileikkaus ovaali - lämmönvaihtimet pystysuorassa + virtauksenohjaimet - käyttövesi vasemmalla - aurinkopiiri oikealla 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 19
Erilaisten lämmönvaihdin ratkaisujen merkitys lämmön kerrostumiselle ja aurinkoenergian osuudelle. Ruotsissa tehdyssä tutkimuksessa simuloitiin 6 pv ajan perheen vedenkäyttöä. Ylinnä auringon säteilymäärä ja oikealla aurinkoenergian osuus energian kokonaistuotannosta. Kirjassa: Solaranlagen: Handbuch der thermischen Solarenergienutzung Heinz Ladener, Frank Späte 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 20
Lämpökeräimet n. 19 m2 = maximi lämpöteho 14 kw, tuotto vuodessa 8.000-10.000 kwh Aurinkosähköpaneelit 2,3 kw, tuotto n. 2.500 kwh Valto Rantamäen talo, Pietniemi 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 21
Aluelämpöverkkoon liitetty aurinkolämpöjärjestelmä - keräimet keskitetysti lämpökeskus yhteydessä (Orivesi, 100 m2) - keräimet hajautetusti alueen taloissa - (Keravan aurinkokylä 1980-luvulla) Vesivaraaja (vuorokausi- / kausivaraaja) - kausivaraaja esim. 250 kuutiometriä per omakotitalo (10 x 10 x 2,5 m) - 1 kuutiometri vettä varastoi 12 kwh energiaa 10 asteen lämpötilannousulla 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 22
Biomassojen kuivaus - polttoaineen säilyvyys parempi - rahtikulut alenevat - kattilateho parempi kuivalla kuin kostealla polttoaineella kesäpäivän energiantuotto 100-150 kwh 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 23
1 m3 haketta sisältää vettä jopa 100 l = 80 kwh veden haihduttaminen per litra = 625 Wh sidoksien irrottaminen per litra = 175 Wh Yhteensä per litra 800 Wh = 0,8 kwh 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 24
6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 25
Kääntyvä aurinkolämpökeräin, pinta-ala n. 15 neliömetriä Lähde: myyntiesite 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 26
Katulämmitys toimisi Suomessakin keväällä aurinkoenergialla 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 27
Absorbtiokylmäkone 90-36-11 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 28
Aurinkokeittimiä, tehot n. 1,5 kw ja 400 W 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 29
Asennettu aurinkokeräinpinta-ala 1000 asukasta kohti v. 2008 (Lähde: ESTIF) Kypros 866 m2 Ruotsi 23 m2 Belgia 17,8 m2 Suomi 3,4 m2 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 30
http://www.aurinkoteknillinenyhdistys.fi 6.2.2011 Sakari Aalto, ATY 31