Aurinkosähkö kotitaloudessa 24.3.205 Espoo ja 26.3.2015 Vantaa Markku Tahkokorpi, Utuapu Oy Aurinkoteknillinen yhdistys ry Suomen Lähienergialiitto ry
Esityksen rakenne Yleistä aurinkoenergiasta Aurinkosähkö Aurinkovoimalan hankinta Aurinkosähkön taloudesta Linkkejä
Yleistä aurinkoenergiasta
Yleistä aurinkoenergiasta Auringosta tulee joka tunti maapallolle enemmän energiaa kuin koko ihmiskunta käyttää vuodessa Suomen käyttämä sähkömäärä voitaisiin tuottaa yhdellä prosentilla Suomen suopinta-alasta (= vajaat 1000 km 2 eli noin 30 km x 30 km) Saatavuus vaihtelee eri aikaskaaloilla Käyttökustannus lähellä nollaa Käytännössä ehtymätön
Auringon säteily Suomessa Kokonaissäteilyn määrä on noin 900-1150 kwh vuodessa optimiasennossa olevalle neliömetrille Suomessa säteilystä merkittävä osa on epäsuoraa => Keskittävien järjestelmien hyöty jää melko vähäiseksi Paneelien suuntaus (atsimuutti) ja kallistuskulma (deklinaatio) vaikuttavat erityisesti tuotannon ajalliseen jakautumaan Varjostukset erityisesti etelän suunnalla pyrittävä minimoimaan: Horisontti näkyviin
Kuukausittainen auringon säteilyn määrä Lohjalla etelään suunnatulle eri kulmassa oleville pinnoille [kwh/m 2 ] 200 0 30 40 60 90 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Tammi Helmi Maalis Huhti Touko Kesä Heinä Elo Syys Loka Marras Joulu
Maaheijastuksen vaikutus Edellä mainittu ei huomioi maaheijastusta Talvella maasta heijastuvan säteilyn määrä voi olla useita kymmeniä prosentteja taivaalta tulevasta (Lumi heijastaa > 90 % säteilystä) Avoimessa maastossa kannattaa paneelit tai keräimet asentaa melko pystyyn asentoon (> 60 astetta)
Auringon rata Espoossa
Aurinkosähkö
Aurinkosähkötekniikkaa 1 o Aurinkosähkötekniikka perustuu puolijohde- ym. materiaalissa tapahtuvaan fotonin aiheuttamaan elektronin irtoamiseen atomirakenteesta o Aurinkokennoja voidaan valmistaa eri materiaaleista o Yksikiteinen pii o Monikiteinen pii o Muut epäorgaaniset ohutkalvomateriaalit o Orgaaniset materiaalit, Perovskiitti
Aurinkokennojen hyötysuhteita NREL, 27.02.2015
Aurinkosähkötekniikkaa 2 o Paneelit mitoitetaan ja hinnoitellaan nimellistehon eli piikkitehon (W P ) mukaisesti (Mitattuna säteilyteholla 1000 W/ m 2, 25 asteen lämpötilassa) o Parhailla kaupallisilla aurinkopaneeleilla saavutetaan reilun 20 % hyötysuhde säteilytehosta tasavirtaan (Yleensä 13-18 %) o Paneelien tuottama tasavirta joko varastoidaan akkuihin tai muunnetaan invertterillä verkkovirraksi paikalliseen tai muualla verkossa tapahtuvaan kulutukseen
Mökkijärjestelmä Off-grid
Suora verkkoon kytkentä Kansainvälisesti yleisin tapa tuottaa aurinkosähköä Taloudellisin ratkaisu erityisesti jos aurinkosähkölle on saatavissa syöttötariffi tai nettomittarointi
Verkkoon kytketty aurinkosähköjärjestelmä
Aurinkosähköjärjestelmissä huomioitavaa o Alhainen lämpötila parantaa piipohjaisten paneelien hyötysuhdetta => hyvä tuotto kevättalvella o Tällöin ilma on kirkas, ulkolämpötila alhainen ja heijastukset lumesta voi hyödyntää o Vanhemmat aurinkopaneelit olivat hyvin herkkiä osittaisvarjoille, haittaavat myös MPPT-säätöä o Mikroinvertterit, tasavirtaoptimoijat (DC/DCoptimizers) o Kattotyöt, ukkossuojaus, lumi- ja tuulikuormat
Aurinkosähkön asennukset Lähde: EPIA
Aurinkovoimalan hankinta Kuva: Janne Käpylehto
Aurinkovoimalan hankinta 1 Esiselvitys/-katsastus Aurinkoresurssi (asennuspaikka, suunta, varjostukset) Sähkön tarve, mahdollinen joustava kulutus, muut tavoitteet Muut reunaehdot (Katon rakenne ja kunto) Rakennusluvan tarve (Rakennus-/toimenpide-/-) Laitteiston mitoitus kulutuksen ja muiden tavoitteiden mukaisesti
Sähkön tyyppikulutus omakotitalossa tuntitasolla Kuva: Motiva
Tyypillinen kulutus vaiheittain
Kulutuksen ja tuotannon yhteen sovittaminen Kulutuksen ohjaus Lämminvesivaraaja Lämpöpumput Sähkön varastointi Toistaiseksi ei taloudellisesti kannattavaa verkkoon liitetyissä järjestelmissä, mutta kehitys on nopeaa Saksassa tuetaan omakotimittaluokan sähkövarastoja USA:ssa ennustetaan 250 % markkinakasvua tälle vuodelle
Aurinkovoimalan hankinta 2 Hankinta ja asennus Kilpailutus Järjestelmätoimittajan ja laitteiston valinta Ilmoitus verkkoyhtiölle kytkentälupa Asennus ja verkkoon kytkeminen Sähkön myyntisopimus sähkökauppiaan kanssa Laitteiston käyttö ja huolto Mahdolliset paneelien puhdistukset ja muu huolto Sähkön kulutuksen älykäs ohjaus Korjaukset
Aurinkosähköjärjestelmän verkkoon liittäminen Asetusten mukainen laitteisto Käytännössä VDE-AR-N 4105 2011-8 mukainen Lupa verkonhaltijalta Kaavake Energiateollisuus ry:n sivulla Sopimus sähkön ostosta sähkökauppiaan kanssa Ks. Esimerkiksi www.sahkonhinta.fi tai suoraan sähkönmyyntiyhtiöiltä
Aurinkosähkön taloudesta Lähde: EPIA
Aurinkosähkön taloudesta Suomessa 5 kw:n järjestelmä maksaa tällä hetkellä noin 10 000 asennettuna veroineen Yritykset ja kunnat voivat saada tähän investointitukea (ja vähentää alv:n) Tällä hetkellä ym. kokoluokassa aurinkosähkö on Suomessa yleensä kannattavaa (eli halvempaa kuin verkosta ostettu) kun sen kuluttaa pääosin itse Aurinkosähkön omakustannushinta 6 10 c/kwh Mahdolliset tulevat tukimekanismit voivat parantaa tilannetta myös verkkoon syötetyn sähkön suhteen
Aurinkosähkövoimaloiden hintataso Suomessa 2014 3,00 Toteutuneita nimellishintoja Suomessa 2014 ( /Wp, sis alv) 2,50 2,00 2,27 1,92 2,18 2,07 2,00 1,89 1,50 1,63 1,00 0,50 0,00 1 10 100
Suomen ja Saksan toteutuneita aurinkosähkövoimaloiden hintoja Vuoden 2014 hintahaarukka Suomessa
Esimerkki omakotijärjestelmästä Sähkölämmitteinen omakotitalo Nurmijärvellä Kesällä 2014 hankittu 4.59 kwp:n aurinkovoimala, invertteriteho 8 kw 2,18 /Wp SIPO n. 1,5 %
Linkkejä
Aurinkoenergialinkkejä Finsolar-hanke http://laica.fi/finsolar-hanke/ Motiva Oy http://www.motiva.fi Aurinkoteknillinen yhdistys ry http://www.aurinkoteknillinenyhdistys.fi/index.php Suomen Lähienergialiitto ry http://www.lahienergia.org Energiateollisuus ry:n pientuotantosivu http://energia.fi/sahkomarkkinat/sahkoverkko/pientuotanto EPIA (European Photovoltaic Industry Association) http://www.epia.org/ Aurinkoenergian tuottolaskin http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php
Kiitos! markku.tahkokorpi@utuapu.com markku.tahkokorpi@lahienergia.org