PUHDASTA ENERGIAA LUONNOLLISESTI AURINGOSTA CIS OHUTKALVO AURINKOPANEELIT YTM-INDUSTRIAL OY
Uuden sukupolven teknologiaa Oy on edistämässä uuden sukupolven myrkytöntä ja kustannustehokasta ohutkalvoista CIS-aurinkopaneeliteknologiaa Suomessa. CIS-ohutkalvoteknologialla valmistetut paneelit tuottavat sähköä myös silloin kun suoraa auringonsäteilyä ei ole saatavilla - esimerkiksi pilvisyyden tai sumun vuoksi. Oy Suomalaiselle teollisuudelle teknisiä laitteita ja komponentteja toimittava Oy perustettiin vuonna 1977. Olemme olleet osa kansainvälistä Indutrade-ryhmää vuodesta 1987. Toimimme pääasiassa kolmella päätoimialalla, jotka ovat koneiden ja laitteiden komponentit, virtaustekniikka sekä teollisuuden kunnossapito. Tarjoamme asiakkaan niin halutessa myös laite- ja asennustoimitukset sekä varaosa- ja huoltopalvelut. Oy:n emoyritys Indutrade Oy koostuu useista itsenäisistä teknistä kauppaa harjoittavista yrityksistä. Yhdessä muiden Indutrade yritysten kanssa pystymme tarjoamaan laajoja ratkaisuja melkein alalle kuin alalle. Saint Gobain Solar Systems Saint Gobain on lasinvalmistajana yksi maailman kokeneimpia tekijöitä ja tätä tietoa se hyödyntää myös aurinkopaneelijärjestelmissään. Paneelien pinnat ovat erittäin kestävää ESG-turvalasia. Nämä paneelit valmistetaan ainoana maailmassa yhdellä samalla tehtaalla hiekasta aurinkopaneeleiksi. Saint Gobain Solar Systems hyödyntää paneeleissaan AVANCIS-aurinkopaneeliteknologiaa. Tiilenlyöjänkuja 9 B, 01720 Vantaa Puh. 029 006 230 Internet: www.ytm.fi e-mail ytm.info@ytm.fi 2
CIS-ohutkalvoaurinkopaneelin rakenne Ohutkalvopaneelien sähköä tuottavien kerrostenpaksuus on vain 2.5 μm ( 0.0025 mm). Vertaa: Hiuksen paksuus on 40 μm. Natrium suojakerros ZnO = Sinkkioksidi Cu ( In,Ga) ( S,Se ) 2 = Kupari, Indium, Gallium, Rikki ja Seleeni Mo = Molybdeeni Lasi Mitä eroa perinteisiin aurinkopaineeleihin? Perinteiset aurinkokennot valmistetaan yleisimmin: 1. Yksikiteisestä piistä, mikä haittapuolena on materiaalin valmistamisen kallis hinta. 2. Monikiteisestä piistä, jonka valmistusprosessi on helpompi kuin yksikiteisen piin. Monikiteisyydestä johtuen kiteessä on kuitenkin paljon enemmän hilavirheitä kuin yksikiteisessä piissä, ja varsinkin kiteiden väliset rajapinnat heikentävät kennon toimintaa. Piistä valmistettujen paneelien heikkous on niiden kestävyys. Mikromurtuma yhdessä Pii-kennossa vaikuttaa koko paneelin tehokkuuteen, jolloin mistään ketjuun liitetystä Pii-kennosta ei saada täyttä tehoa irti. Mikromurtuma tällaiseen paneeliin voi syntyä esimerkiksi kuljetuksessa, asentaessa tai Suomen vaikeissa olosuhteissa. Ohutkalvoiset CIS-aurinkopaneelit Saint Gobain Solar valmistaa aurinkokennot ohutkalvotekniikalla käyttäen materiaaleina kuparia, indiumia, galliumia, rikkiä ja seleeniä (= CIS). Näissä aurinkopaneeleissa ei ole juotosliitoksia kuten perinteisissä paneeleissa, mikä parantaa paneelin kestävyyttä ja käyttöikää. Samasta syystä mikromurtuma CIS-paneelissa ei vaikuta yhtä radikaalisti koko paneelin tehoon. Saint Gobain paneelin hankkiessasi saat sitä, mistä olet maksanut: kaikki ilmoitetut tehotoleranssilukemat ovat positiivisia toisin kuin monilla kilpailijoilla. Kelluva lasin kiinnitys estää lasin kosketuksen alumiinirunkoon. Tämä rakenne varmistaa että lasiin ei muodostu rasituksia lämpötila eroista syntyvistä muodonmuutoksista. Lumikuorman kestävyys 551 kg / m 2, mikä vastaa 1 metriä märkää lunta paneelin päällä. Tämän lisäksi paneelit ovat läpäisseet suolasumutestit ja soveltuvat siten myös merenrantoihin. CI(G)S = Copper Indium Gallium Selenium 3
Oikea valinta pohjoismaisiin olosuhteisiin Aurinkopaneelin tehoarvot mitataan STC-olosuhteissa (Standard Test Conditions). STC-olosuhteet määrittelevät että auringonsäteily on yksinomaan suoraa säteilyä ja jonka teho on 1000 W/m 2. Tämä ei vastaan todellisuutta varsinkaan pohjoismaissa. Vuoden aikana säteilystä on suoraa auringon säteilyä ainoastaan noin 40%. 60% säteilystä on diffusoitunutta säteilyä. Diffusoituneella säteilyllä tarkoitetaan säteilyä, joka kulkee pilvien, sumun tai muun esteen läpi. 160 Suora auringon säteily Diffusoitunut säteily 120 80 40 0 TAM HEL MAA HUH TOU KES HEI ELO SYY LOK MAR JOU Koko valon spektri käytössä 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 CIS 0 0 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 W/m 2 180 160 140 120 100 80 60 40 20 Säteilyn määrä Euroopassa Ultraviolettivalo Näkyvävalo Infrapunavalo CIS ohutkalvo aurinkopaneelilla on laajin kyky ottaa vastaan auringon säteilyä. Tekniikka mahdollistaa valon spektrin hyväksikäytön aina 1200 nm saakka. 1- ja 2-kiteisten perinteisten paneelien hyötysuhde laskee huomattavasti auringon säteilyn heiketessä verrattuna CIS-ohutkalvopaneeliin. Todellisissa olosuhteissa auringon säteilyn määrä Euroopassa on paljon alhaisempi kuin standarditestiolosuhteet (STC) määrittelevät. 4 Optimissa olosuhteissa mitattu kwh/m 2 Mittausten mukaan 58% keskimääräisestä säteilystä Euroopassa on arvovälillä 400-800 W/m 2. Kuten taulukosta näkee, CIS-ohutkalvopaneeli on sillä arvovälillä oikea valinta.
Tehoa myös varjoisissa kohteissa Perinteinen aurinkopaneeli Hyötysuhde CISaurinkopaneeli 90% 50% Jos yksi piikenno moduuli on varjossa: Hyötysuhteen menetys on jopa 20 50% Vertikaalisen kennorakenteen ansiosta varjon vaikutus hyötysuhteeseen on vähäinen. Parempi hyötysuhde todellisessa lämpötilassa Perinteinen paneeli CIS-ohutkalvopaneeli -- Paneelien keskilämpötila Euroopassa -- [ Paneelin pintalämpötila C ] Perinteisten aurinkopaneelien hyötysuhde laskee paneelin pintalämpötilan kohotessa. Standarditestiolosuhteet (STC) määrittelevät paneelin lämpötilaksi 25 C, mikä ei vastaa todellista keskiarvoa. 5
Aurinkopaneelien sähkökytkentä Tasavirta (DC) Vaihtovirta (AC) 1. Aurinkopaneelit 2. Invertteri 3. Kulutusmittari 4. Kulutuskohteet 5. Etälukulaite 6. Sähkönsyöttö verkosta 1. Aurinkopaneelit 2. Kytkinpaneeli (DC) 3. Invertteri 4. Kytkinpaneeli (AC) 5. Sähkönsyöttö verkosta AC-liitäntä DC-liitäntä 6
Käyttökohde-esimerkkejä Wp = Aurinkopaneelin huipputeho standardiolosuhteissa. 1 Wp antaa tehoa 1 W, kun aurinkosäteily on 1000 W/m 2 Ja paneelin lämpötila on 25 ºC. 3,2kWp 7,3kWp 144kWp 240kWp Ympäristöystävällinen valinta Aurinkovoima on aina energiamuotona varsin ympäristöystävällinen valinta, mutta voit vaikuttaa vihreään jalanjälkeesi myös valitsemalla oikeanlaisen paneelin. CIS-paneeleiden tuotanto vaatii perinteisten paneeleiden tuotantoon verrattuna huomattavasti vähemmän tuotantovaiheita ja kuormittaa siten ympäristöä vähemmän. Kannattaa myös muistaa, että nämä paneelit tehdään yhdellä tehtaalla alusta loppuun ilman ympäristöä kuluttavia logistiikkavaiheita. Myös CIS-paneeleiden energian takaisinmaksuaika on noin 50% lyhyempi Pii:stä tehtyihin paneeleihin verrattuna. Suomen olosuhteissa se on noin kaksi vuotta. Tarkkaan arvoon vaikuttavat sääolosuhteet ja paneeleiden sijainti Suomen sisällä. Jos olet huolissasi paneeleihin kierrätyksestä niiden käyttöiän jälkeen: ei huolta. Saint Gobain on valmistajana sitoutunut kierrättämään kaikki toimittamansa paneelinsa PV CYCLE -järjestelmän avulla. PV CYCLE on aurinkopaneeleihin kierrätysjärjestelmä, jota Saint Gobain oli mukana perustamassa. Sen tarkoituksena on taata paneeleiden kierrätys, vaikka valmistaja olisi vuosikymmenten päästä maksukyvytön. Paneeleiden kierrätyskustannukset on siis jo maksettu ja voit huoletta toimittaa ne kierrätettäväksi käyttöiän loputtua. 7
Yksinkertaisesti vahva Vahva kehyksellinen aurinkopaneeli. PowerMax STRONG on jykevä ja kehystetty aurinkopaneeli, joka on tarkoitettu erityisesti kattoasennuksiin. Se soveltuu myös erinomaisesti julkisivuasennuksiin ja isoihin aurinkovoimaloihin. Miksi kutsumme niitä vahvoiksi (Strong)? PowerMax STRONG CIS-ohutkalvopaneeleiden turvallinen ja kestävä asennus tapahtuu hyödyntäen paneelin mustaa onttoa alumiinikehystä ja sen asennuskiinnikkeitä. Kiinnikkeet menevät asennusvaiheessa kokonaan piiloon asennustelineen sisään eli ulospäin niitä ei näy. Paneeliin kohdistuva mekaaninen rasitus jaetaan koko kehykselle paneelin takana olevan sidekiskon avulla - tämä estää lasin hajoamisen kovankaan rasituksen alaisena. PowerMax STRONG -paneeleiden kestävyys perustuu niiden vahvaan kehykseen. Kiinteän kehyksen ansiosta ne soveltuvat esimerkiksi kohteisiin, joissa lumikuormat voivat olla valtavia. Paneelit kestävät jopa 551 kiloa neliömetrillä. Ammoniakki tai suola eivät ruostuta paneeleja, joten ne sopivat hyvin myös maatalouskohteisiin tai lähelle merta. PowerMax STRONG -paneeli on yksi markkinoiden kestävimmistä ohutkalvo aurinkokennopaneeleista. Siksi sitä voi mielestämme kutsua vahvaksi. 8
ETU-, TAKA- JA SIVUNÄKYMÄT, MITAT MM MEKAANISET OMINAISUUDET PowerMax STRONG Ulkoiset mitat sisältäen asennuskiinnikkeet Ulkoiset mitat ilman asennuskiinnikkeitä Paksuus Paino Liitoslaatikoiden suojausluokka Liitoslaatikoiden mitat Kaapelien pituudet (- pistoke + kanta) Kaapelien paksuus Liitintyyppi Arvo 1,595 x 684 mm² 1,595 x 672 mm² 45 mm 19,6 kg IP65 70 x 70 x 23 mm³ 210 330 mm 2.5 mm² TPCB-4 SÄHKÖOMINAISUUDET Arvot mitattu STC-olosuhteissa (Standard Test Conditions*) PowerMax STRONG 110 115 120 125 130 135 PANEELIEN LIITÄNTÄ Nimellisteho P nom 110 W 115 W 120 W 125 W 130 W 135 W Nimellistehon toleranssi P nom -0/+5% -0/+5% -0/+5% -0/+4% -0/+4% -0/+4% Paneelin tehokkuus h ** 10.3 % 10.7 % 11.2 % 11.7 % 12.1 % 12.6 % Laitteen tehokkuus h 11.6 % 12.2 % 12.7 % 13.2 % 13.7 % 14.2 % Avoimen piirin jännite V OC 56.9 V 57.7 V 58.5 V 59.3 V 60.2 V 61.1 V Oikosulkuvirta I SC 3.19 A 3.20 A 3.21 A 3.22 A 3.23 A 3.24 A Jännite (mpp) V mpp 40.4 V 41.6 V 42.8 V 44.0 V 45.3 V 46.6 V Virta (mpp) I mpp 2.72 A 2.76 A 2.80 A 2.84 A 2.87 A 2.90 A Paneelille takaisin virtaava jännite, max I r 5.0 A 5.0 A 5.0 A 5.0 A 5.0 A 5.0 A Max järjestelmän jännite V sys (IEC) 1,000 V 1,000 V 1,000 V 1,000 V 1,000 V 1,000 V Max järjestelmän jännite V sys (UL) 600 V 600 V 600 V 600 V 600 V 600 V * 1,000 W/m² säteily paneelin pinnalla, paneelin lämpötila 25 C ja auringonvalon jakautuminen ilmamassakertoinen (AM) 1,5 mukaan. ** Ilman asennuskiinnikettä. Arvot mitattu aurinkokennon nimelliskäyttölämpötilassa (NOCT*) ja AM-arvolla 1,5 PowerMax STRONG 110 115 120 125 130 135 NOCT* 40.0 C 40.0 C 40.0 C 40.0 C 40.0 C 40.0 C Nimellisteho P nom 82.0 W 85.8 W 89.5 W 93.2 W 96.9 W 100.7W Avoimen piirin jännite V OC 53.3 V 54.0 V 54.8 V 55.6 V 56.5 V 57.4 V Oikosulkuvirta I SC 2.51 A 2.51 A 2.51 A 2.51 A 2.51 A 2.51 A Jännite (mpp) V mpp 37.5 V 38.7 V 39.9 V 41.1 V 42.3 V 43.6 V * 800 W/m² säteily paneelin pinnalla, ilman lämpötila 20 C, tuulen nopeus 1m/s ja avoin virtapiiri. Lämpötilakertoimet: PowerMax STRONG Lämpötilakerroin P nom Lämpötilakerroin V oc Lämpötilakerroin I sc Lämpötilakerroin V mpp Arvo -0.39 %/ C -170 mv/ C 0.1 ma/ C -140 mv/ C Arvot mitattu matalissa valointensiteeteissä: Suhteellinen heikentyminen paneelin tehokkuudessa arvolla 200 W/m² suhteessa arvoon 1,000 W/m² paneelilämpötilassa 25 C ja AM-arvolla 1,5 on 6%. Arvolla 500 W/m² suhteellinen parannus paneelin tehokuudessa on 1%. 9
Isoihin järjestelmiin ja avoimiin tiloihin. Älykäs kehyksetön aurinkopaneeli. PowerMax SMART -paneelit on kehityisesti erityisesti isojen liiketoimintakiinteistöjen katoille ja avoimeen ulkoilmaan (pellot, aukiot...). Sen lisäksi ne soveltuvat näppärän kiinnistysmekanismin ja esteettisesti tyylikkään ulkomuotonsa ansiosta myös pienemmille katoille. Miksi kutsumme niitä älykkäiksi (Smart)? PowerMax SMART -tuotteet ovat kehyksettömiä CIS-ohutkalvomoduuleja, jotka kiinnitetään paneelin takana sijaitsevien kahden teräskiskon avulla kohteeseen. Koska kiinnikkeet ovat paneelin takana, paneeleja voi asentaa lähes saumattomasti vierekkäin. Vierekkäin asennetut paneelit luovat esteettisesti hienon loppuvaikutelman. Teräskiskojen avulla ohuet ja kevyet PowerMax SMART -paneelit kestävät myös suurta mekaanista kuormistusta, minkä vuoksi niitä voi käyttää myös vaikkapa lunta keräävissä tai voimakkaasti kalleellaan olevissa kohteissa. Myöskään alle 5 prosentin kallistus ei ole minkäänlainen ongelma: lumi liukuu pois paneelin tasaiselta pinnalta automaattisesti. Siksi niitä on mielestänne helppo kutsua fiksuiksi. 10
ETU-, TAKA- JA SIVUNÄKYMÄT, MITAT MM MEKAANISET OMINAISUUDET PowerMax SMART Ulkoiset mitat Paksuus Paino Liitoslaatikoiden suojausluokka Liitoslaatikoiden mitat Kaapelien pituudet (- pistoke + kanta) Kaapelien paksuus Liitintyyppi Arvo 1,587 x 664 mm² 39,6 mm 16 kg IP56 70 x 64 x 13 mm³ 170 300 mm 2.5 mm² LC4 SÄHKÖOMINAISUUDET Arvot mitattu STC-olosuhteissa (Standard Test Conditions*) PowerMax SMART 110 115 120 125 130 135 PANEELIEN LIITÄNTÄ Nimellisteho P nom 110 W 115 W 120 W 125 W 130 W 135 W Nimellistehon toleranssi P nom -0/+5% -0/+5% -0/+5% -0/+4% -0/+4% -0/+4% Paneelin tehokkuus h ** 10.4 % 10.9 % 11.4 % 11.9 % 12.3 % 12.8 % Laitteen tehokkuus h ** 11.5 % 12.1 % 2.6 % 13.1 % 13.6 % 14.2 % Avoimen piirin jännite V OC 56.6 V 57.5 V 58.5 V 59.5 V 60.5 V 61.5 V Oikosulkuvirta I SC 3.10 A 3.10 A 3.11 A 3.12 A 3.13 A 3.14 A Jännite (mpp) V mpp 41.4 V 42.7 V 43.9 V 45.1 V 46.3 V 47.4 V Virta (mpp) I mpp 2.65 A 2.69 A 2.73 A 2.77 A 2.81 A 2.84 A Paneelille takaisin virtaava jännite, max I r 5.0 A 5.0 A 5.0 A 5.0 A 5.0 A 5.0 A Max järjestelmän jännite V sys (IEC) 1,000 V 1,000 V 1,000 V 1,000 V 1,000 V 1,000 V Max järjestelmän jännite V sys (UL) 600 V 600 V 600 V 600 V 600 V 600 V * 1,000 W/m² säteily paneelin pinnalla, paneelin lämpötila 25 C ja auringonvalon jakautuminen ilmamassakertoinen (AM) 1,5 mukaan Arvot mitattu aurinkokennon nimelliskäyttölämpötilassa (NOCT*) ja AM-arvolla 1,5 PowerMax SMART 110 115 120 125 130 135 NOCT* 40.0 C 40.0 C 40.0 C 40.0 C 40.0 C 40.0 C Nimellisteho P nom 82.0 W 85.8 W 89.5 W 93.2 W 96.9 W 100.7W Avoimen piirin jännite V OC 53.0 V 53.9 V 54.8 V 5.8 V 56.8 V 57.8 V Oikosulkuvirta I SC 2.48 A 2.48 A 2.48 A 2.48 A 2.48 A 2.48 A Jännite (mpp) V mpp 38.5 V 39.8 V 41.0 V 42.1 V 43.3 V 44.4 V * 800 W/m² säteily paneelin pinnalla, ilman lämpötila 20 C, tuulen nopeus 1m/s ja avoin virtapiiri. Lämpötilakertoimet: PowerMax SMART Lämpötilakerroin P nom Lämpötilakerroin V oc Lämpötilakerroin I sc Lämpötilakerroin V mpp Arvo -0.39 %/ C -170 mv/ C 0.1 ma/ C -140 mv/ C Arvot mitattu matalissa valointensiteeteissä: Suhteellinen heikentyminen paneelin tehokkuudessa arvolla 200 W/m² suhteessa arvoon 1,000 W/m² paneelilämpötilassa 25 C ja AM-arvolla 1,5 on 6%. Arvolla 500 W/m² suhteellinen parannus paneelin tehokuudessa on 1%. 11
Maahantuonti ja myynti: Tiilenlyöjänkuja 9 B, 01720 Vantaa Puh. 029 006 230, fax. 029 006 1230 www.ytm.fi, e-mail ytm.info@ytm.fi