Aurinkosähkötuotannon

mahdollisuudet ja

kehityspotentiaali Suomessa

Energian primäärilähteet 2012 & 2007- käytämmekö kestäviä energialähteitä ?

2007 2012 Yhteensä

Öljy (tuonti fossiili) 24 24% 92 TWh

Hiili (tuonti fossiili) 13 10 % 37 TWh

Maakaasu (tuonti fossiili) 10 8 % 32 TWh

Ydinvoima (tuonti uraani) 17 18 % 67 TWh

Sähkön nettotuonti (tuonti) 3 5 % 17 TWh

Tuontienergian osuus yhteensä: ~50 – 60 %

Vesi ja tuulivoima 3 4 % vesi 17 TWh

Turve 7 5 % 18 TWh

Puu 20 23 % 89 TWh

Muut 2 3 % 11 TWh

Yhteensä: 363 TWh

Huomattava osa primäärienergiasta

menee harakoille

(ja kuluttaja joutuu maksamaan tästäkin !)

Perinteinen energiantuotanto ja

-kulutus

Vuotuinen auringonsäteily

kWh/m2 (vaakatasopinnalle)

Vu

osi

ttai

nen

sät

eily

vaa

kata

solle

Lähde: Aurinko-opas; aurinkoenergiaa rakennuksiin. ATY. 2001

10701032

993

1689

1345

938938

807

1023

1855

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

kW

h/m

2a

Asennettua aurinkosähköä -

suhteessa asukaslukuun Euroopassa

Solstrålningen i Finland

0

50

100

150

200

Jan

Feb

Mar

Apr

Maj

Jun

Jul

Aug

Sep O

ktNov

Dec

kW

h/m

ån

ad Helsingfors

Jokioinen

Jyväskylä

Sodankylä

Utsjoki-Kevo

Auringonsätely / kk / paikkakunta

Kokonaissäteily noin 1000 kWh/m2 / v Etelä-Suomessa

50 %

Touko - heinä

70 %

Huhti - elo

90 %

Maal- syys

Aurinkoenergian käyttökohteita

Passive Systeme

Thermische Nutzung Elektrische Nutzung

Photovoltaik

Sonnenenergie

Aktive Systeme

Niedertemperatur

Schwimmbadwassererwärmung

Warmwasserbereitung

Heizung

Hochtemperatur

Konzentrierende Systeme

Aurinkolämpö

Aktiivinen järjestelmä

Aurinkosähkö

Passiivinen järjestelmä

Aurinkoenergia

Korkeita

Lämpötiloja

Matalia lämpötiloja

Uima-altaan vesi: 25 – 30 astetta

Käyttöveden lämmitys: 25 – 60 astetta

Talon lämmitys: 30 – 60 astetta

Kohdistuva aurinkosäteilyjärjestelmä

Pienimuotoista

sähköntuotantoa

Aurinkokeräimet tuottavat lämpöäAurinkolämpöeräinten hyötysuhde voi olla luokkaa 25 % – 50%

Kun aurinko paistaa n. 1000 kWh/m2/vuodessa niin voivat keräimet tuottaa:

5 m2 = ~ 1 250 – 2 500 kWh/v

10 m2 = ~ 2 500 – 5 000 kWh/v

20 m2 = ~ 5 000 – 10 000 kWh/v

50 m2 = ~ 12 500 – 25 000 kWh/v

100 m2 = ~ 25 000 – 50 000 kWh/v

200 m2 = ~ 50 000 – 100 000 kWh/v

1 miljoonaa OKT x 10 m2 / katto = voisi tuottaa lämpöä 2.5 – 5 TWh / v

• Aurinkopaneelin hyötysuhde n. 13 – 15 % = 130 – 150 kWh/m2/v

• 1 kWp järjestelmä (~6 m2) tuottaa vuodessa n ~ 700-900 kWh

• 2 kWp järjestelmä (~12 m2) tuottaa vuodessa n ~ 1400-1800 kWh

• 3 kWp järjestelmä (~20 m2) tuottaa vuodessa n ~ 2100-2700 kWh

• 6 kWp järjestelmä (~40 m2) tuottaa vuodessa n ~ 4200-5400 kWh

➢ Sähkö = pitää heti joko kuluttaa tai varastoida tai syöttää verkkoon

➢Voidaan varastoida akkuihin ( ~ yleensä mökkijärjestelmä)

➢Voidaan syöttää verkkoon ( ~ yleensä suurempi järj.)

➢Voidaan varastoida & syöttää verkkoon (”Tesla-akkuja”)

➢ Joissakin EU-maissa säädettyjä syöttötariffeja

Aurinkopaneelit tuottavat sähköä

Mökkijärjestelmä (12 V) –

ei verkkoon kytketty

• Tehontarve: esim ~ 50-200 W

• Riittää esim.: valaistukseen, TV, jääkaappi,

kännykkä

Mökkipaketin hinta: n. 900 € - 5000 € + asennus

OKT-järjestelmä (230 V)

verkkoon-kytketty

Pakettien hinnat:

1 kW: ~2000 € + asennus

2 kW: ~3500 - 4000 € + asennus

3 kW: ~5000 - 6000 € + asennus

Aurinkopaneeli

DC – kytkin

Invertteri muunnin

AC – kytkin

Energiamittari

Syöttö verkkoon

Sähkökaappi Sähkömittari

Sähkön kulutus

kohteessa

OKT-järjestelmä (230 V)

verkkoon-kytketty

Paneelin teho: 250 - 280 Wp

(Wp = nimellin huipputeho)

Paneelin mitat: n. 1m x 1.6 – 1.8 m

Järjestelmäkokoja OK-taloihin:

4 paneelia = Teho: ~1 kWp Pinta-ala: n. 7 m2

12 paneelia = Teho: ~3 kWp Pinta-ala: n. 20 m2

18 paneelia = Teho: ~4.5 kWp Pinta-ala n. 30 m2

24 paneelia = Teho: ~6 kWp Pinta-ala: n. 40 m2

Paneelien kytkeminen

sarjaan suurempia määriä

Kokonaissäteily aurinkoisena

päivänä (W/m2) (Saksassa)

Tuottokäyrä W/kWp paneelille

aurinkoisena päivänä (Saksassa)

Tuottokäyrä W/kWp paneelille

pilvisenä päivänä (Saksassa)

Auringon säteily – erisuuntaisille

pinnoille Västeråsissa

Itään LänteenEtelään

Ka

llis

tus

ku

lma

Paneelien kytkeminen

erisuuntaisille lappeille

Itään Etelään

Auringon säteily – erisuuntaisille

pinnoille vuorokauden aikana

Itään Länteen

Kokonais-

Tuotanto

(itä + länsi)

Mitoitus.. Mitä isompi pinta-ala - sitä..

”Optimoitu” järjestelmä:-> Tuotetaan mahdollisimman paljon energiaa kWh (teho * aika)

-> Hyödynnetään aurinkoa maaliskuusta - syyskuuhun

-> 100 % tarpeesta toukokuusta - syyskuuhun

-> Paneelien optimaalinen suuntaaaminen ja kallistus

-> mahdollisiman suuri oma kulutus

”Ylimitoitettu järjestelmä”-> lisätehot antavat enennäm energiaa puolipilvisellä säällä

-> pitempi aurinkokausi = enemmän energiaa talvella ja syksyllä

-> kaikkea energiaa ei voida hyödyntää itse

-> ylijäämä energia syötettävä verkkoon

”Alimitoitettu järjestelmä”-> järjestelmä ei tuota kaikkea tarvittavaa energiaa

-> kaikki energia otetaan talteen (voidaan käyttää itse)

-> lisäsähköä tarvitaan

-> laajennettavissa myöhemmin

Aurinkoenergia

Aurinkoenergia

Aurinkolämmön voi yhdistää..:

Aurinkolämmön voi yhdistää kaikkien tavanomaisten

lämmitysmuotojen kanssa:

• Aurinko + sähkö

• Aurinko + öljy

• Aurinko + puu / hake

• Aurinko + lämpöpumppu

• Aurinko + kaukolämpö

✓ Säästää energiaa noin 7- 9 kuukauden aikana (maalis-syys)

✓ Muun energian voi sulkea pois melkein kokonaan 4-5 kk

✓ Helposti noin 20 – 30 % vuotuisesta lämmitys-energiasta

Aurinkolämpö esim puu ja

hakelämmityksen rinnalla

Maatila: Aurinkosähkö ~ 12.5 kWp

Maatila: Aurinkosähkö ~6 kWp

Maatila: Aurinkosähkö ~5.5 kWp

Paneelit itä & länsilappeilla

OKT: Aurinkosähkö ~6 kWp

Paneelit kaakkoon ja lounaaseen

OKT - laajennus: Aurinkosähkö ~3.5 kWp

+ 3 kWp + uusi invertteri

Maatila: Aurinkolämpö + puu

4 x tyhjiöputkikeräintä + 3000 l varaaja(tuottaa ~1900 tuntia /vuodessa

= keskimäärin ~ 5 tuntia/vrk)