Jodat Ympäristöenergia Oy 1
o Säteilytiedot ja tuottokausi o Aurinkolämmön toimintaperiaate o Pääkomponentit ja rakenne o Mitoitus, kustannukset ja takaisinmaksuaika o Aurinkosähkön toimintaperiaate o Tuotto ja kulutus o Kustannukset ja takaisinmaksuaika 2
Aurinkoenergiajärjestelmät aurinkoenergia aktiiviset järjestelmät passiiviset järjestelmät lämpöjärjestelmät korkealämpöjärjestelmät jäähdytys peilijärjestelmät sähköjärjestelmät matalalämpöjärjestelmät ilma lämmitys uima-allas lämmitys käyttövesilämmitys talonlämmitys Jodat Ympäristöenergia Oy 3
Vuotuinen kokonaissäteilymäärää globaalisäteilystä 25 50% lämmöntuottoa 10 14% sähköntuottoa 1000 kwh/m 2 1200 kwh/m 2 2000 kwh/m 2 Jodat Ympäristöenergia Oy 4
Kokonaissäteily vaakatasoon Energiantarve ja energiakulutus Aurinkosäteily optimaalisella kulmalla Vuotuinen säteilymäärä Suomessa 700 kwh/m 2 /a 900 kwh/m 2 /a 800 kwh/m 2 /a 1000 kwh/m 2 /a 900 kwh/m 2 /a 1100 kwh/m 2 /a 1000 kwh/m 2 /a 1200 kwh/m 2 /a Jodat Ympäristöenergia Oy 5
Kokonaissäteily Helsingissä eri kuukausina kwh/m 2 /kk 250 200 150 100 68 119 175 201 187 134 76 talvi 2 % kevät 21 % kesä 54 % syksy 24 % 50 0 7 28 38 8 4 Jodat Ympäristöenergia Oy 6
Käyttöveden tuotto ja jälkilämmitys kwh/kk 300 250 200 150 100 50 0 auringontuotto jälkilämmitys 3 hengen talous, kateaste noin 48%, tuotto 394 kwh/m 2 /vuosi Suunta etelä kaltevuus 45 Jodat Ympäristöenergia Oy 7
Varjopanoraama Kolhon järjestelmässä Mitattu keräimen ominaisvuosituotto (lämpö): 250-275 kwh/m² Jodat Ympäristöenergia Oy 8
Kolhonpellettikattilanjaaurinkolämpöjärjestelmänviikkotuotto2011 1 600 1 400 kattila vuosituotto: 23 100 kwh auringon vuosituotto: 3 060 kwh 1 200 1 000 kwh/vk 800 600 400 200 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 Jodat Ympäristöenergia Oy 9
Opastus o Säteilytiedot ja tuottokausi o Aurinkolämmön toimintaperiaate o Pääkomponentit ja rakenne o Mitoitus, kustannukset ja takaisinmaksuaika o Aurinkosähkön toimintaperiaate o Tuotto ja kulutus o Kustannukset ja takaisinmaksuaika Jodat Ympäristöenergia Oy 10
Kuinka toimii aurinkolämpöjärjestelmä aurinkokeräin Jodat Ympäristöenergia Oy 11
Kuinka toimii aurinkolämpöjärjestelmä aurinkokeräin varaaja Jodat Ympäristöenergia Oy 12
Kuinka toimii aurinkolämpöjärjestelmä aurinkokeräin varaaja Jodat Ympäristöenergia Oy 13
Kuinka toimii aurinkolämpöjärjestelmä aurinkokeräin varaaja pumppu Jodat Ympäristöenergia Oy 14
Kuinka toimii aurinkolämpöjärjestelmä aurinkokeräin ohjausyksikkö varaaja pumppu Jodat Ympäristöenergia Oy 15
Kuinka toimii aurinkolämpöjärjestelmä keräinanturi varaaja-anturi Jodat Ympäristöenergia Oy 16
Kuinka toimii aurinkolämpöjärjestelmä lämpötila-ero ΔT -20 K järjestelmä on pois päältä 10 C 30 C off Jodat Ympäristöenergia Oy 17
Kuinka toimii aurinkolämpöjärjestelmä lämpötila-ero ΔT 6 K järjestelmä on käynnistynyt 36 C 30 C on Jodat Ympäristöenergia Oy 18
Kuinka toimii aurinkolämpöjärjestelmä lämpötila-ero ΔT 10 K järjestelmä on päällä 60 C 50 C on Jodat Ympäristöenergia Oy 19
Kuinka toimii aurinkolämpöjärjestelmä lämpötila-ero ΔT 4 K järjestelmä on pois päältä 65 C 61 C off Jodat Ympäristöenergia Oy 20
Opastus o Säteilytiedot ja tuottokausi o Aurinkolämmön toimintaperiaate o Pääkomponentit ja rakenne o Mitoitus, kustannukset ja takaisinmaksuaika o Aurinkosähkön toimintaperiaate o Tuotto ja kulutus o Kustannukset ja takaisinmaksuaika Jodat Ympäristöenergia Oy 21
Aurinkolämpöjärjestelmä tuotanto keräinanturi ilmanpoisto aurinkokeräimet Jodat Ympäristöenergia Oy 22
Aurinkolämpöjärjestelmä varastointi, jälkilämmitys ja kulutus käyttövesivaraaja kattila sähkövastus Jodat Ympäristöenergia Oy 23
Aurinkolämpöjärjestelmä pumppaus, täyttö ja turvallisuus Jodat Ympäristöenergia Oy 24
Vaatimukset lämmitysjärjestelmään ja varaajaan Jälkilämmitysalue niin pieni kun tarpeellinen Viileät olosuhteet varaajassa että aurinkolämpöjärjestelmän hyötysuhde pysy korkealla Tavallinen lämmönlähde Aurinko korkea ja kapea (Suhde korkeus halkaisija 2,5>1) hyvin eristetty kierukka varaajan pohjassa (isossa varaajassa kerrostuvat lämmönvaihtimet myös ylempänä) Jodat Ympäristöenergia Oy 25
Keräinten sovellukset hyötysuhde eta 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 eri keräintyyppien hyötysuhdekäyrät (säteily 800 W/m 2 ) uima-allas käyttövesi ja lämmitys teollisuus tyhjiöputkikeräin tasokeräin allaskeräin 0 10 20 30 40 50 60 70 80 lämpötilaero keräin / ulkolämpö ( K) Jodat Ympäristöenergia Oy 26
Tasokeräin rakenne Jodat Ympäristöenergia Oy 27
Tyhjiöputkikeräin www.orionsolar.at Jodat Ympäristöenergia Oy 28
Keräintenasennusmahdollisuudet kattoon upotettu asennus pinta-asennus julkisivu-asennus asennus tasakatolle Jodat Ympäristöenergia Oy lämminvesivaraaja säätötekniikka ja pumppuyksikkö 29 29
Asennus Jodat Ympäristöenergia Oy 30
Tx 2006-4 keräin korotettu pinta-asennus Jodat Ympäristöenergia Oy 31
Euro-keräimettasakatolla Jodat Ympäristöenergia Oy 32
TX 2006-4 julkisivu Jodat Ympäristöenergia Oy 33
Tx 2006-4 nosto Jodat Ympäristöenergia Oy 34
ABC Viitasaari (38 m 2 ) Jodat Ympäristöenergia Oy 35
Luvian Sauna (57,6 m 2 ) Jodat Ympäristöenergia Oy 36
Lapua (80 m 2 ) Jodat Ympäristöenergia Oy 37
Opastus o Säteilytiedot ja tuottokausi o Aurinkolämmön toimintaperiaate o Pääkomponentit ja rakenne o Mitoitus, kustannukset ja takaisinmaksuaika o Aurinkosähkön toimintaperiaate o Tuotto ja kulutus o Kustannukset ja takaisinmaksuaika Jodat Ympäristöenergia Oy 38
Aurinkokeräimen mitoitus omakotitalo 30 kaakko-lounaserinomainen tuotto kesäisin käyttövesijärjestelmä ja kosteiden tilojen lattialämmitys noin 1,2 1,5 m 2 keräin/henkilö + 45 kaakko-lounasvuosituoton paras kulma käyttövesijärjestelmä ja kosteiden tilojen lattialämmitys, osittain myös talon lämmitys noin 1,5 m 2 keräin/henkilö + Jodat Ympäristöenergia Oy 60 eteläkevät ja syysjärjestelmä käyttövesijärjestelmä ja kosteiden tilojen lattialämmitys, osittain myös talon lämmitys noin 1,5-2 m 2 keräin/henkilö + 39
Varaajan mitoitus omakotitalo käyttövesivaraaja(varaajan tilavuus 300-500 l) 75 100 (150) litraa/henkilö noin 1 m 2 keräintä / 60-100 litraa tilavuus akkuvaraaja(käyttövesi kierukalla) ja lämmitys kytketty suoraan varaajan (varaajan tilavuus 700 2000 l) 100 300 litraa/henkilö noin 1 m 2 keräintä/ 80-200 litraa tilavuus Jodat Ympäristöenergia Oy 40
Simulaation lähtöarvot GetSolar Professional - 11.0.3 - energiatase aurinkosimulaatio projekti: 3 hengen kv-järjestelmä sijainti: Helsinki leveysaste: 60,2 keräin: 4,02 m² - varjolla Wagner& Co EURO L42 HTF ominaiskäyrä: eta0 = 0,780 a1 = 3,950 W/(m² K) a2 = 0,0139 W/(m² K²) kallistus: 45,0 suuntakulma: 0,0 käyttötarkoitus: lämmin käyttövesi varaaja: 286 litraa lämpötila: min. 55 C max. 90 C lämmöntarve: 7,48 kwh/päivä = 134 litraa/päivä 10 C > 58 C Jodat Ympäristöenergia Oy 41
Simulaation tulokset auringon tuotto [kwh] aurinko säteily [kwh] jälki lämmitys [kwh] kv kate aste [%] hyöty suhde [%] kuukausi tammikuu: 0 43 267 0 0 helmikuu: 19 123 234 8 15 maaliskuu: 101 372 176 37 27 huhtikuu: 183 602 100 66 30 toukokuu: 247 759 53 83 33 kesäkuu: 279 823 25 93 34 heinäkuu: 271 743 35 89 36 elokuu: 253 672 48 84 38 syyskuu: 152 405 121 56 37 lokakuu: 77 222 195 29 35 marraskuu: 4 52 257 1 7 joulukuu: 0 33 258 0 0 yhteensä: 1585 4850 1769 48 33 keräimen vuosituotto: 394 kwh/m² (2,5 x D5!!) Jodat Ympäristöenergia Oy 42
Yksinkertainen takaisinmaksulaskelma 4,02 m 2 * 394 kwh/m 2 *a = 1585 kwh/a Järjestelmän hinta 4000 Euro Korvattu ostosähkö 0,15 Euro/kWh * 1585 kwh/a = 237 Euro/a Investointi / vuosisäästö = takaisinmaksuaika 4000 Euro / 237 Euro * a = 16,8 a Laskelmassa ei otettu huomioon: - energian hinnan nousu - kotitalousvähennys ja investointituki - mahdollisen lainan korko Jodat Ympäristöenergia Oy 43
Aurinkolämmön yhteenveto Selvitä etukäteen: Investointiavustus? Lupa-asiat? Asennuspaikan kantavuus? Solar Keymark Kattoremontin tarve (25v)? lämpöjärjestelmän / varaajan yhteensopivuus osta laatua; turvaudu Solar Keymarkiin Aurinkolämpö toimii pienessä sekä isossa mittakaavassa Hyvään tuottoon matalat lämpötilatasot varaajassa Vuosituotto Suomessa noin 250 500 kwh/m 2 /a Järjestelmän hinta asennettuna 900 1200 Euro/m 2 Kannattavuus kasvaa energian hinnan nousun yhteydessä Ympäristön ja meidän lastemme tulevaisuuden kannalta erittäin järkevä!! Jodat Ympäristöenergia Oy 44
Opastus o Säteilytiedot ja tuottokausi o Aurinkolämmön toimintaperiaate o Pääkomponentit ja rakenne o Mitoitus, kustannukset ja takaisinmaksuaika o Aurinkosähkön toimintaperiaate o Tuotto ja kulutus o Kustannukset ja takaisinmaksuaika Jodat Ympäristöenergia Oy 45
Aurinkosähköjärjestelmät
Järjestelmien tyypit Off-gridaurinkosähköjärjestelmä (kesämökit, veneet yms.) On-grid aurinkosähköjärjestelmä (omakoti-, kerrostalot, teollisuuskiinteistöt yms.) Jodat Ympäristöenergia Oy kuvat: wagner-solar.com 47
Aurinkopaneeliin rakenne alumiinikehikko ier karkaistu lasi 1. kapselointikalvo (EVA) sarjaan kytketyt kennot 2. kapselointikalvo (EVA) taustakalvo (esim Tedlar) ja -levy kytkentärasia lähde: www.centrotherm.de Jodat Ympäristöenergia Oy 48
Pii-aurinkokenno heijastus-estopinnoite - johtimet n-alue p-alue + johdinlevy (Al-BSF) lähde: www.centrotherm.de Jodat Ympäristöenergia Oy 49
Piikennon rakenne ja toiminta negatiivinen elektrodi pii (n- alue) positiivinen elektrodi pii (p- alue) raja-alue Jodat Ympäristöenergia Oy 50
Jodat Ympäristöenergia Oy DC kaapeli kaksinkertainen eristys wagner-solar.com aurinkopaneelit sarjakytkentä maadoitus Generaattorin kytkenäkaappi DC-suojakytkin verkkoinvertteri vaihtovirtajohto AC-suojakytkin syöttömittari pääsulake julkinen sähköverkko Aurinkosähköjärjestelmän kytkentä (ongrid) 51
Opastus o Säteilytiedot ja tuottokausi o Aurinkolämmön toimintaperiaate o Pääkomponentit ja rakenne o Mitoitus, kustannukset ja takaisinmaksuaika o Aurinkosähkön toimintaperiaate o Tuotto ja kulutus o Kustannukset ja takaisinmaksuaika Jodat Ympäristöenergia Oy 52
Varjostuksen vaikutus PV-moduuleidentuottoon Osittainen varjostus, tehohäviö 50% täysi varjostus, tehohäviö jopa 100% Jopa yhden kennon osittainen varjostus voi huonontaa merkittävästi moduulin tuottoa. Lipputangon varjo voi romahduttaa selkeällä säällä koko järjestelmän tuoton. (Aurinkolämpökeräimilläosittainen varjostus ei aiheuta samanlaista tehonpudotusta kuin PV-moduuleilla). Jodat Ympäristöenergia Oy 53
Järjestelmän tuotto Saarijärven Aurinkosähköjärjestelmän tiedot: 33 kpl aurinkopaneeli SANYO HIT- 190NE1 Paneelistonpinta-ala 38 m 2 Nimellisteho: 6 kwp Asennussuunta: etelä Asennuskulma: 40 Verkkoon kytketty Vuosituotto (ilman häiriö): 4677 kwh (2010) 5337 kwh (2009) 0,8 0,9 kwh/wpx vuosi Jodat Ympäristöenergia Oy J. Maunuksela, Jyväskylän yliopisto 54
Kohteen kulutustiedot Keskimääräinen vrk-kulutus kesäkuussa 2010 oli 8,3 kwh/vrk Jodat Ympäristöenergia Oy 55
Niukasti mitoitettu aurinkosähköjärjestelmä T Keskimäärin tämä järjestelmä on mitoitettu sopivaksi (touko-heinäkuu). Aurinkoisella päivällä tässä on kuitenkin ylituotantoa, pilvisellä päivällä tulee liian vähän. Tuotto on 5,7 kwh/vrk, josta 0,6 kwh siirretään valtakunnanverkkoon. Jodat Ympäristöenergia Oy 56
Reilusti mitoitettu aurinkosähköjärjestelmä T Keskimäärin tämä järjestelmä on ylimitoitettu (touko-heinäkuu). Aurinkoisella päivällä tässä on reilusti ylituotantoa, pilvisellä päivällä tulee edelleen liian vähän. Tuotto on 8,2 kwh/vrk, josta 2,4 kwh siirretään valtakunnanverkkoon. Jodat Ympäristöenergia Oy 57
Säteilymäärät (kwh/7m 2 ) kuukauden ja päivän keskiarvot max. 59 kwh/vrk keski. 39,4 kwh/vrk min. 15 kwh/vrk Säteilykeskiarvo on 39,4 kwh/7 m2 Jodat Ympäristöenergia Oy 58
Opastus o Säteilytiedot ja tuottokausi o Aurinkolämmön toimintaperiaate o Pääkomponentit ja rakenne o Mitoitus, kustannukset ja takaisinmaksuaika o Aurinkosähkön toimintaperiaate o Tuotto ja kulutus o Kustannukset ja takaisinmaksuaika Jodat Ympäristöenergia Oy 59
Kannattavuusarivionti kannattavuusarvionti esim. Fortumin aurinkopaneelijärjestelmä Referenssikohde Kolhossa sähkön käyttö 5500 kwh/vuosi järjestelmän koko 1470 2205 2940 4410 Wp paneelimäärä (245 Wp) 6 9 12 18 kpl aurinkopaneelijärjestelmä* 3 695 5280 6.460 9385 Euro asennustyö** 1 330 1.340 1550 1815 Euro kokonaishinta ALV 24 % 5.025 6.620 8.010 11.200 Euro asenettu järjestelmän hinta 3,4 3,0 2,7 2,5 Euro/Wp ilmoitettu paras tuotto 1258 1887 2516 3773 kwh simuloitu paras tuotto Kolhossa 1034 1606 2113 3247 kwh korvattu ostosähkö 905 1231 1449 1732 kwh/vuosi myyty / lahjoitettu ylituotanto 129 375 664 1515 kwh/vuosi aurinkosähkön omakäyttö ( kulutukset siirretty keskipäivälle) 88,5 78,3 70,6 55,8 % korvattu ostosähkö (0,1297 Euro/kWh) 117,42 159,65 187,94 224,68 Euro/vuosi myyty / lahjoitettu ylituotanto oletus Spottihinta 0,0485 Euro/kWh 6,25 18,20 32,21 73,48 Euro/vuosi lähisähkö myyntisopimus vuosihinta (2015) -48,24-48,24-48,24-48,24 Euro/vuosi voitto tappio sähkönmyynnistä -41,99-30,04-16,03 25,24 Euro/vuosi takaisinmaksuaika nykyisellä sähkön hinnalla (lahjoitettu ylituotanto) 43 41 43 50 vuotta takaisinmaksuaika 5 % vuosinoussu (lahjoitettu ylituotanto) 22 21 21 23 vuotta takaisinmaksuaika 10 % vuosinoussu (lahjoitettu ylituotanto) 16 16 16 17 vuotta vuodet 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 5 % hinnakorotus 0,13 0,14 0,14 0,15 0,16 0,17 0,17 0,18 0,19 0,20 0,21 0,22 0,23 0,24 0,26 0,27 0,28 0,30 0,31 0,33 0,34 0,36 0,38 0,40 0,42 10 % hinnankorotus 0,13 0,14 0,16 0,17 0,19 0,21 0,23 0,25 0,28 0,31 0,34 0,37 0,41 0,45 0,49 0,54 0,60 0,66 0,72 0,79 0,87 0,96 1,06 1,16 1,28 Jodat Ympäristöenergia Oy 60
Aurinkosähkön yhteenveto Selvitä etukäteen: Investointiavustus? Lupa-asiat? Asennuspaikan kantavuus? Kattoremontin tarve (25v)? osta laatua Vuosituotto Suomessa noin 100 140 kwh/m 2 /a Järjestelmän hinta asennettuna 2,5 3,5 Euro/Wp sähkön omakäyttö pitäisi optimoida Ylituotanto lahjoitetaan valtakunnan verkkoon Investointituet ja hyvitysmallit pitäisi päivittää Kannattavuus kasvaa energian hinnan nousun yhteydessä Ympäristön ja meidän lastemme tulevaisuuden kannalta erittäin järkevä!! Jodat Ympäristöenergia Oy 61
Kiitos! Jodat Ympäristöenergia Oy puh. 040-773 2139 timo.jodat@y-energia.com www.y-energia.com Jodat Ympäristöenergia Oy 62