Aurinkosähköä Suomeen Jero Ahola LUT Energia 26.9.2012
Esitelmän sisältö I. Johdantoa energian tuotantoon II. Aurinkoenergiajärjestelmien tekniikkaa III. Aurinkosähkö Suomessa IV. Yhteenveto
I. Johdantoa energian tuotantoon
Sekä energian laatu että määrä ovat tärkeitä Aurinko ja tuuli Teknologian kehitys nostaa saatavaa nettoenergiaa Kilpailukyky paranee suhteessa fossiilisiin energialähteisiin Energiatehokkuutta (käytetty energia/saatu palvelu) parantamalla voidaan muuttaa toimintapistettä EROEI E E out in 31.10.2012 5
Maailman primäärienergian lähteet 1850-2011 Increasing quality of the primary fuel From wood to coal ~ 80 years From coal to oil ~ 30 years From oil to coal ~ 55 years Lähde: GEA Summary 2011, saatavissa 31.10.2012 http://www.iiasa.ac.at/research/ene/gea/index.html. (6.8.2012) 6
Hyödynnettävissä olevat energialähteet maapallolla Auringosta saapuu maapallolle 14.5 sekunnissa yhtä paljon energiaa kuin ihmiskunta käyttää vuorokaudessa - Ramez Naam, Scientific American Lähde: Richard Perez & Marc Perez, A Fundamental Look at Energy Reserves for the Planet
Auringon vuotuinen säteilyenergia/pinta-ala
III. Aurinkoenergiajärjestelmien tekniikkaa
Auringon säteilyenergian hyödyntämisen päämenetelmät 1. Aurinkosähkö (PV PhotoVoltaics) 2. Keskittävä aurinkovoima (CSP, Concentrated Solar Power Plants) 3. Aurinkolämpö
Sähköverkon rinnalla toimivan aurinkosähkövoimalan rakenne Source: http://www.ecology.com/2011/09/03/the-history-of-energy-use/, accessed 7.8.2012
V. Aurinkosähkö Suomessa
Aurinkosähkön tuotantokapasiteetti Euroopassa 2012 Lähde: European Photovoltaik Industry Association (www.epia.org)
kwh/m2/d Lappeenranta vastaa Frankfurtia aurinkosähkön tuotantopotentiaaliltaan 7 6 5 4 3 2 Frankfurt, Saksa Lappeenranta, Suomi 1 0 Kuukausi
Suomen sähköenergian tarpeen täyttämiseen vaadittavien aurinkosähköpaneelien pinta-ala 28 km x 28 km Suomessa vuotuisesti kulutetun sähköenergian tuottamiseen tarvittavien aurinkopaneelien pinta-ala Sähköenergian vuosikulutus Suomessa (TWh) 85 Tarvittava asennettu kapasiteeti (GWp) 106 Tarvittava maapintaala (km 2 ) 744 Pinta-alan tuottavan neliön sivu (km) 27.3
Auringon säteilyenergian hyödyntämisen tehokkuus sähkön tuotannossa 1 ha, aurinkosähkövoimala Prisman katolla Suora auringon säteilyenergian muuntaminen aurinkokennoilla sähköksi on 200-400 kertaa tehokkaampaa kuin konversio metsäbiomassan kautta voimalaitosprosessissa 330 ha, 10 m3/ha/a kasvava metsä Aurinkosähkövoimalassa (PV) valmistukseen käytetyn energian takaisinmaksuaika on n. 0.5-2 a ja laitoksen käyttöikä on n. 25-30 a
snt/kwh Kotitalouden sähkön kokonaishinnan ja aurinkosähkön mikrotuotannon kustannusten kehitys 40 35 30 25 20 15 10 5 arvio Pilottiasennukset LPR 0 1995 2000 2005 2010 2015 2020 Vuosi Sähköenergian kokonaishinta (pääsulake 3x25 A, sähkön käyttö 5 000 kwh/vuosi) Tuotantokustannus, aurinkosähkövoimala (3 kwp kattoasennus, max) Tuotankokustannus, aurinkosähkövoimala (3 kwp kattosasennus, min) Lähteet: Tilastokeskus (www.stat.fi) ja European Photovoltaik Industry Association (www.epia.org)
The Wall Street Journal (10.9.2012): Fueled by Cheap Chinese Panels, U.S. Solar Use Soars
Ilmainen työkalu aurinkosähköjärjestelmän tuotantopotentiaalin arviointiin PV Potential Estimation Utility, saatavissa: http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php
Aurinkosähkövoimalan toteuttamisprosessi Suomessa pääpiirteittäin Asiakas / tuottaja Kunta Idea Ilmoitus / hakemus Käsittely Ilmoitus / hakemus Sähkömarkkinalaki Kaikki tekniset reunaehdot täyttävät sähkön käyttöja tuotantopaikat liitettävä jakeluverkkoon Sopimus ylijäämäsähkön myynnistä Jakeluverkkoyhtiö Energiayhtiö Järjestelmätoimittaja Tarjous Käsittely Ilmoitus / hakemus Voimalan toteutus Käyttöön ottotarkastus Sopimus ylijäämäsähkön ostamises ta
Pohjoismaiden suurin aurinkosähkövoimalaitos ABB Pitäjänmäki Pohjoismaiden suurin aurinkovoimalaitos tällä hetkellä - ABB Pitäjänmäki, nimellisteho 180 kwp, aurinkokennojen pinta-ala 1200 m2
Lappeenrannan ensimmäinen verkon rinnalla toimiva aurinkosähkövoimala Kallioisenkatu 13 Lappeenranta, 2.95 kwp, 20 m 2, vuosittainen tuotanto~2.5 MWh, 50% sähkön vuosikulutuksesta
Kuvia asennusvaiheesta Kattokiinnikkeet Alumiiniprofiilit paneeleille
Kuvia asennusvaiheesta Alumiiniprofiilien kiinnike asennettuna
Kuvia asennusvaiheesta
Kuvia asennusvaiheesta
Koko aurinkosähköjärjestelmä http://www.sunnyportal.com/templates/publicpageoverview.a spx?page=99ec98bf-33d3-45cb-89c3-95078e0c2541&plant=ff05bae1-fea4-40ef-8268-7c5a68f21d19&splang=en-us Vasen: 1600 Wp grid verkkoliityntälaite, katkaisija and Webbox, Oikea, aurinkopaneelit P=1600 Wp
Aurinkovoimalan sähkön tuotanto kesäkuussa 2012 Tuotanto kesäkuu 2012: 376 kwh Päivävaihtelu 3 to 20 kwh kwh 20 Daily electricity production June 2012 10 8.6.2012, E tot = 15 kwh
Sähkön tuotanto 8.6.2012 Tuotanto: 15 kwh Tuotannon kesto: 17 h kwh 2 1
Yhteenveto - Aurinkosähkö tulee myös Suomeen Seuraavat väittämät eivät pidä paikkaansa Aurinkosähköjärjestelmät tuottavat sähköä vain kesällä Aurinkosähköjärjestelmät ovat kalliita ja vaikeita asentaa olemassa oleviin rakennuksiin Aurinkosähköjärjestelmää ei voi kytkeä toimimaan sähköverkon rinnalle Aurinkopaneelit eivät kestä lumikuormaa Aurinkopaneelit eivät tuota yhtä paljon energiaa kuin mikä kuluu paneelien valmistukseen