Post on 24-May-2015
description
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
31.10.2012 5
in
outEROEIE
E
Sekä energian laatu että määrä ovat tärkeitä
Energiatehokkuutta (käytetty energia/saatu palvelu) parantamalla
voidaan muuttaa toimintapistettä
Aurinko ja tuuli – Teknologian kehitys nostaa saatavaa nettoenergiaa –
Kilpailukyky paranee suhteessa fossiilisiin energialähteisiin
Maailman primäärienergian lähteet 1850-2011
31.10.2012 6
Lähde: GEA Summary 2011, saatavissa
http://www.iiasa.ac.at/Research/ENE/GEA/index.html. (6.8.2012)
From wood to coal ~ 80 years
From coal to oil ~ 30 years
From oil to coal ~ 55 years
Increasing quality of the primary fuel
Hyödynnettävissä olevat energialähteet maapallolla
Lähde: Richard Perez & Marc Perez, ”A Fundamental Look at Energy Reserves for the Planet”
”Auringosta saapuu maapallolle 14.5 sekunnissa yhtä paljon energiaa kuin ihmiskunta
käyttää vuorokaudessa” - Ramez Naam,
Scientific American
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)
Lappeenranta vastaa Frankfurtia aurinkosähkön
tuotantopotentiaaliltaan
0
1
2
3
4
5
6
7
kWh
/m2
/d
Kuukausi
Frankfurt, Saksa
Lappeenranta, Suomi
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 maapinta-ala (km2) 744 Pinta-alan tuottavan neliön sivu (km) 27.3
Auringon säteilyenergian hyödyntämisen tehokkuus
sähkön tuotannossa
330 ha,
10 m3/ha/a
kasvava metsä
1 ha, aurinkosähkövoimala
Prisman katolla
Suora auringon säteilyenergian muuntaminen
aurinkokennoilla sähköksi on 200-400 kertaa
tehokkaampaa kuin konversio metsäbiomassan
kautta voimalaitos-prosessissa
Aurinkosähkövoimalassa (PV) valmistukseen käytetyn energian takaisinmaksuaika
on n. 0.5-2 a ja laitoksen käyttöikä on n. 25-30 a
0
5
10
15
20
25
30
35
40
1995 2000 2005 2010 2015 2020
snt/
kWh
Vuosi
Sähköenergian kokonaishinta (pääsulake 3x25 A, sähkön käyttö 5 000 kWh/vuosi)
Tuotantokustannus, aurinkosähkövoimala (3 kWp kattoasennus, max)
Tuotankokustannus, aurinkosähkövoimala (3 kWp kattosasennus, min)
Kotitalouden sähkön kokonaishinnan ja
aurinkosähkön mikrotuotannon kustannusten kehitys
Lähteet: Tilastokeskus (www.stat.fi) ja European Photovoltaik Industry Association (www.epia.org)
arvio
Pilottiasennukset LPR
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
Idea Ilmoitus / hakemus
Ilmoitus / hakemus
Sopimus ylijäämä-sähkön myyn-nistä
Kunta Käsittely
Jakeluverk-koyhtiö
Käsittely
Energiayh-tiö
Sopimus ylijäämä-sähkön
ostamisesta
Järjestelmä-toimittaja
Tarjous Ilmoitus / hakemus
Voimalan toteutus
Käyttöönotto-
tarkastus
Sähkömarkkinalaki – ”Kaikki tekniset reunaehdot täyttävät sähkön käyttö-
ja tuotantopaikat liitettävä jakeluverkkoon”
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 m2, vuosittainen tuotanto~2.5 MWh, 50% sähkön vuosikulutuksesta
Kuvia asennusvaiheesta
Kattokiinnikkeet Alumiiniprofiilit paneeleille
Kuvia asennusvaiheesta
Alumiiniprofiilien kiinnike asennettuna
Kuvia asennusvaiheesta
Kuvia asennusvaiheesta
Koko aurinkosähköjärjestelmä
Vasen: 1600 Wp grid verkkoliityntälaite, katkaisija and Webbox, Oikea, aurinkopaneelit P=1600 Wp
http://www.sunnyportal.com/Templates/PublicPageOverview.aspx?page=99ec98bf-33d3-45cb-89c3-
95078e0c2541&plant=ff05bae1-fea4-40ef-8268-7c5a68f21d19&splang=en-US
Aurinkovoimalan sähkön tuotanto kesäkuussa 2012
Tuotanto kesäkuu 2012: 376 kWh Päivävaihtelu 3 to 20 kWh
20
10
kWh Daily electricity production – June 2012
8.6.2012, Etot = 15 kWh
Sähkön tuotanto 8.6.2012
Tuotanto: 15 kWh Tuotannon kesto: 17 h
2
1
kWh
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”