5.6 Case terassi
5.6.3 Investointikustannukset
Vertaillaan katon päälle asennettavien ja kattoon integroitujen aurinkopaneelien sekä kattolasien hintoja keskenään JAP6 DG 260 Wp aurinkopaneelien hintana käytetään 1,17 Wp€ (Pääkkönen 2016). Vertailu tehdään paneeleja ja kattolasia vertailemalla.
Kattolasin neliöhinta on tiedossa ja aurinkopaneelien neliöhinnatkin voidaan laskea.
Aurinkopaneelin pituus on 1,658 m, leveys 0,995 m ja paksuus 0,006 m.
Vertailuaurinkopaneeliksi valitaan AS-6P30 260 Wp, jonka hinta on 0,78 Wp€ (Ibid).
Aurinkopaneelin pituus on 1,64 m, leveys 0,992 m ja paksuus 0,04 m. Terassin kattolasin hinta on 61 m€2 (Keraplast 2016). Muutetaan hinnat samaan yksikköön. JAP DG 260 Wp aurinkopaneelien neliöhinta on tällöin
260 Wp ∙ 1,17 € Wp
1,658 m ∙ 0,995 m = 184,4 € m2
AS-6P30 260 W aurinkopaneelien neliöhinta on puolestaan 260 Wp ∙ 0,78 €
Wp
1,64 m ∙ 0,992 m = 124,7 € m2
Kattolasin hinta on kaikista edullisin. AS-6P30 260 Wp aurinkopaneelien neliöhinta noin kaksi ja JAP6 DG 260 Wp aurinkopaneelien kolme kertaa kalliimpi, kun sitä verrataan kattolasiin. Edullisemmat aurinkopaneelit maksavat noin kolmasosan kalliimpia vähemmän. Vertaillaan kahden aurinkosähköjärjestelmän toteutusvaihtoehdon paneelikustannuksia. Järjestelmä A:ssa aurinkopaneelit asennetaan talon katon päälle ja vaihtoehdossa B aurinkopaneelit korvaavat terassin kattolasin.
Vaihtoehdon A aurinkopaneelikustannukset
0,78 €
Wp ∙ 260 W ∙ 8 = 1622,4 €
Vaihtoehdon B aurinkopaneelit maksavat puolestaan 1,17 €
Wp ∙ 260 W ∙ 8 = 2433,6 €
Investoinnissa saatava säästö lasien jäädessä pois määritetään aurinkopaneelien pinta-alan perusteella seuraavasti:
61 €
m2 ∙ 1,658 m ∙ 0,992 m ∙ 8 = 805,1 € Vaihtoehdon B hinta, kun kattolaseja ei tarvita
2433,6 € − 805,1 € = 1628,5 €
Vaihtoehdon A ja B investointikustannus on lähes sama. Aurinkosähköjärjestelmän muiden komponenttien oletetaan maksavan saman verran. Investointien hinta on tällöin lähes identtinen.
YHTEENVETO
Suomessa ei tällä hetkellä ole vielä merkittävästi rakennukseen integroituja aurinkosähköjärjestelmiä. Aurinkopaneeleilla voidaan saavuttaa sähkön tuotannon lisäksi muitakin hyötyjä. Integroidulla järjestelmällä voidaan pyrkiä korvaamaan rakennuksen osia ja saamaan myös esteettisiä hyötyjä. Aurinkopaneelin suorituskyky sähkön tuotannossa riippuu lämpötilasta. Integrointi heikentää usein aurinkopaneelin lämmönsiirtoa nostaen kennolämpötilaa. Sähkön tuotossa ero katon päälle asennetun ja kattoon integroidun ratkaisujen välillä oli maksimissaan 3 % kirjallisuuteen perustuen.
Eroon vaikutti merkittävimmin paneelin takaosan ja alla olevan kattokerroksen etäisyys toisistaan. Jo pienilläkin etäisyyksillä erot pienenivät.
Sähkön tuotannon lisäksi paneelin lämpötilan nousu vaikuttaa aurinkopaneelin kestävyyteen ja käyttöikään. Suomen sijainti pohjoisella pallon puoliskolla pitää aurinkopaneelin toimintalämpötilan alhaisempana verrattuna esimerkiksi Meksikoon.
Pitkän aikavälin suorituskykytestien perusteella on hankala arvioida nykyisten aurinkopaneelien kestävyyttä pitoajalla, koska tekniikka on kehittynyt huimasti jo pelkästään kymmenen vuoden aikana. Lyhyellä aikavälillä tehdyt rasitustestit osoittavat aurinkopaneelien laadun parantuneen, mutta niidenkin avulla on hankalaa arvioida aurinkopaneelien toimintakykyä pitoajalla. Kiinnitysjärjestelmän kestävyys joutuu koetukselle veden jäätyessä. Kiinnitysjärjestelmien valinnassa tämä kannattaa huomioida tarkkaan.
Rakenteiden korvaaminen aurinkopaneeleilla voi tuottaa säästöjä, mutta tämä on tapauskohtaista. Esimerkkinä käytetyn terassin tapauksessa aurinkopaneelit kannatti sijoittaa investointikustannuksia vertailtaessa terassin kattoon ennemmin kuin talon katolle. Tämä johtui pitkälti korvattavan kattomateriaalin hinnasta. Talon katolle toteutettavassa integroinnissa kiinnitysjärjestelmän hinta on ainakin vielä korkeampi ja todennäköisesti myös asennukseen käytettävä aika. Korvattavan kattomateriaalin hinnan tulisi olla korkeahko, jotta pelkästään taloudellisien syiden perusteella in-roof
aurinkosähköjärjestelmä olisi edullisempi investointi. Esteettiseltä kannalta integroitu järjestelmä voi kuitenkin olla mieluisampi vaihtoehto kuin katon päälle asennettavia aurinkopaneeleja hyödyntävä järjestelmä.
Työn tavoitteena oli selvittää rakennukseen integroitujen aurinkosähköjärjestelmien soveltuvuutta pohjoismaisiin olosuhteisiin. Aiheeseen liittyviä Pohjoismaissa toteutettuja testejä tai kirjallisuutta aiheesta ei ollut löydettävissä. Aiheen käsittely jouduttiinkin suorittamaan ilman olemassa olevia referenssejä. Käsittelyssä tukeuduttiin muissa Euroopan osissa tehtyihin tutkimuksiin. Aiheen vaatimustaso oli varsin korkea, koska pitkän aikavälin suorituskyvyn arviointi ilman pitkiä testijaksoja on hankalaa, ellei jopa mahdotonta. Työssä saatiin kuitenkin luotua yleiskuva integroitujen aurinkosähköjärjestelmien soveltuvuudesta pohjoismaisiin olosuhteisiin. Työn tavoitteisiin päästiin.
LÄHDELUETTELO
ABB 2014. Technical Application Papers No. 10 Photovoltaic plants. 107 s. Päivitetty 23.4.2014 [viitattu 6.10.2015] Saatavissa:
http://www04.abb.com/global/seitp/seitp202.nsf/c71c66c1f02e6575c125711f004660e6/
d54672ac6e97a439c12577ce003d8d84/$FILE/Vol.10.pdf
Adaramola M. 2014. Solar Energy Application, Economics and Public Perception.
Oakville: Apple Academic Press. 416 s. ISBN 978-1-4987-1096-1
Ahola J. 2014. National Survey Report of PV Power Applications in Finland 2014.
International Energy Agency. [viitattu 29.3.2016] Saatavissa: http://www.iea-pvps.org/index.php?id=3
Andrews John & Jelley Nick 2013. Energy Science: Principles, Technologies and Impacts. Oxford: Oxford University Press. 424 s. ISBN 978-0-19-959237-1
Arndt Regan and Puto Dr. Ing Robert. Basic Understanding of IEC Standard Testing For Photovoltaic Panels. TÜV SÜD America Inc. 15 s. [viitattu 13.10.2015] Saatavissa:
http://www.tuvamerica.com/services/photovoltaics/articlebasicunderstandingpv.pdf
Artemis Building Systems. BIPV Just Roof. [viitattu 13.10.2015] Saatavissa:
http://artemisbs.com/wp-content/uploads/2011/07/a9aa.jpg
Aurinkovoimala 2016. GreenEnergy Finland Oy toteuttaa Suomen suurinta aurinkosähkövoimalaa Helenille. [viitattu 13.3.2016] Saatavissa:
http://aurinkovoimala.net/suomensuurin/
Auvinen Karoliina 2015. Hankinta- ja rahoitusmallien vertailua. Helsinki: Aalto-yliopisto. Päivitetty 23.4.2015. [viitattu 15.3.2016] Saatavissa:
http://www.finsolar.net/?page_id=1835&lang=fi
BiPv-2 product sheet. [www-tuotedokumentti]. Schletter Gmbh, 2014. Päivitetty 10.2014. [Viitattu 4.1.2016] Saatavissa:
http://www.schletter.de/files/addons/docman/solarmontage/montageundservice/BiPv_2-11_-_mounting_instruction_V7_I400200GB.pdf
Bloomberg 2016. PV module bankability 2016. Quality on the rise. 12 s. Julkaistu:
01.02.2016. [viitattu 13.10.2015] Saatavissa: https://www.bnef.com/core/insight/13698 Brinkworth B. J. & Sandberg M. 2005. Optimum depth for PV cooling ducts. Elsevier Ltd. 14 s. Julkaistu 14.6.2005. [viitattu 13.10.2015] ISSN: 0038-092X. Saatavissa:
doi:10.1016/j.solener.2005.05.020
Chen Julian C. 2011. Physics of Solar Energy. New Jersey: John Wiley & Sons, Inc. 109, 352 s. ISBN 978-0-470-64780-6
Da Rosa Aldo Vieira. 2005. Fundamentals of Renewable Energy Processes. London:
Elsevier Academic Press. 480 s. ISBN 13: 978-0-12-088510-7
Dupont. Interactive: What makes up a solar panel. [viitattu 7.10.2015] Saatavissa:
http://www.dupont.com/products-and-services/solar-photovoltaic-materials/what-makes-up-solar-panel.html
Dierauf T. et al 2013. Weather-Corrected Performance Ratio. Colorado: NREL National Renewable Energy Laboratory. 22 s. Julkaistu 4.2013. [Viitattu 4.1.2016] Saatavissa:
http://www.nrel.gov/docs/fy13osti/57991.pdf
Euroopan komissio 2016. Buildings. [Euroopan komission www-sivuilla]. European Energy Comission. Päivitetty 29.3.2016. [viitattu 29.3.2016]. Saatavissa:
https://ec.europa.eu/energy/en/topics/energy-efficiency/buildings
Firges J. et al. 2013. Pv roof integrated systems vs. best- and worst-cases. Kassel:
Fraunhofer Institute for Wind Energy and Energy System Technology IWES. 7 s.
Julkaistu 30.9.2013. [Viitattu 10.3.2016] Saatavissa:
http://www.energiesystemtechnik.iwes.fraunhofer.de/content/dam/iwes-neu/energiesystemtechnik/de/Dokumente/Veroeffentlichungen/2013/2013_Paper_EU_P VSEC.pdf
Folkerts Wiep. 2012. Long-term program 2012 - 2016. SEAC Solar Energy Application Centre. 25 s. Päivitetty 1.2014. [Viitattu 2.12.2015] Saatavissa:
http://www.seac.cc/fileadmin/seac/user/doc/SEAC_Meerjarenprogramma_2012-2016_update_2014.pdf
Fraas L. & Partain L. 2010. Solar Cells and Their Applications. Toinen versio. New Jersey: A John Wiley & Sons, INC. 640 s. ISBN 978-0-470-44633-1
Fraunhofer 2016. Photovoltaics report. Julkaistu 11.3.2016. Freiburg: Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems, ISE. 43 s. [Viitattu 8.12.2015] Saatavissa:
https://www.ise.fraunhofer.de/de/downloads/pdf-files/aktuelles/photovoltaics-report-in-englischer-sprache.pdf
Frontini et al. 2014. BIPV Product overview for solar facades and roofs. BIPV status report 2015, SUPSI – SEAC. 47 s. Päivitetty 13.3.2015. [Viitattu 2.12.2015] Saatavissa:
http://www.seac.cc/fileadmin/seac/user/doc/SEAC-SUPSI_report_2015_-_BIPV_product_overview_for_solar_facades_and_roofs_1_.pdf
Gaiddon B. et al. 2009. Photovoltaics in the Urban Environment: Lessons Learnt from Large-Scale Projects. Malta: Gutenberg Press. 184 s. ISBN 978-1-84407-771-7
Hasselbrink E. et al. 2015. Panel Life and Lifetime Energy Production Estimation using PVLife. Anaheim: Solar Power International. 14 s. Julkaistu 14.10.2015. [Viitattu 2.12.2015] Saatavissa: http://www.nrel.gov/pv/performance_reliability/pdfs/
2015_spi_wkshp_hasselbrink.pdf
Hedstöm J. & Palmblad L. 2006. Performance of old PV modules. PV-programme SolEl 03-07. Julkaistu 9.2006. [Viitattu 21.3.2016] Saatavissa:
http://www.elforsk.se/Rapporter/?download=report&rid=06_71_rapport_screen.pdf
Jordan D. C. & Kurtz R. S. 2012. Photovoltaic Degradation Rates - An Analytical Review. National Renewable Energy Laboratory. 32 s. Julkaistu 6.2012 [Viitattu 7.12.2015] Saatavissa: http://www.nrel.gov/docs/fy12osti/51664.pdf
Keraplast 2016. Tarus – lasikatto. Orimattila: Kera Group Oy. 2 s. [Viitattu 10.3.2016]
Saatavissa: http://www.keraplast.fi/media/tarus_lasikatto_hinnasto.pdf
Korpela A, 2013a. Sähkömagnetiikka: Aurinkosähkön perusteet: Luento 1. Tampereen teknillinen yliopisto. 11 s. [Viitattu 8.1.2016] Saatavissa:
http://www.tut.fi/smg/tp/kurssit/DEE-53010/luennot2013/luento3.pdf
Korpela A, 2013b. Sähkömagnetiikka: Aurinkosähkön perusteet: Luento 3. Tampereen teknillinen yliopisto. 11 s. [Viitattu 8.1.2016] Saatavissa:
http://www.tut.fi/smg/tp/kurssit/DEE-53010/luennot2013/luento3.pdf
Korpela A, 2013c. Sähkömagnetiikka: Aurinkosähkön perusteet: Luento 5. Tampereen teknillinen yliopisto. 5 s. [Viitattu 8.1.2016] Saatavissa:
http://www.tut.fi/smg/tp/kurssit/DEE-53010/luennot2013/luento5.pdf
Kosonen A. 2014. LUT GC aurinkovoimala. Julkaistu 11.4.2014 [viitattu 15.3.2016]
Saatavissa:
http://moodle.lut.fi/pluginfile.php/64896/mod_resource/content/2/Aurinkovoimala_LU T_11_4_2014.pdf
Krauter S. C.W. 2005. Solar Electric Power Generation – Photovoltaic Energy Systems. 217 s. ISBN-13 978-3-540-31345-8
Lee B. et al. 2008. Thermally conductive and electrically insulating EVA composite encapsulants for solar photovoltaic (PV) cell. eXPRESS Polymer Letters. 7 s. Julkaistu 26.2.2008. [viitattu 7.10.2015] Saatavissa:
http://www.expresspolymlett.com/articles/EPL-0000613_article.pdf
Luovio R. & Liuksiala L. Tilannekatsaus aurinkoenergia markkinoihin. Julkaistu 19.2.2016. 26 s. [Viitattu 9.3.2016] Saatavissa:
http://www.slideshare.net/FinSolar/katsaus-aurinkoenergiamarkkinoihin-raimo-lovio-18022016
Mavi 2016. Maatalouden investointituet. [Maaseutuviraston www-sivuilla]. [viitattu 29.3.2016]. Saatavissa:
http://www.mavi.fi/fi/tuet-ja- palvelut/viljelija/maatalouden_investointituet/Documents/tuen-maara-tukikohteittain-investointituet.pdf
Markvart T. 1994. Solar electricity. John Wiley & Sons, Inc. 228 s. ISBN 9780471941613
LUT 2016. Tuotantolukemia. [Lappeenrannan teknillisen yliopiston www-sivuilla].
Lappeenranta: Lappeenrannan teknillinen yliopisto. Päivitetty 23.3.2016. [viitattu 23.3.2016]. Saatavissa: http://www.lut.fi/green-campus/alykas-sahkoverkko-smart-grid/tuotantolukemia
Plandach5 product sheet. [www-tuotedokumentti]. Schletter Gmbh, 2015. 2 s. Päivitetty 9.2015. [Viitattu 4.1.2016] Saatavissa:
http://www.schletter.de/files/addons/docman/solarmontage/produktblaetter/Plandach5_-_product_sheet_V3_I400036GB.pdf
Reil F. et al. 2012. Progress in european bipv standardization work – definition of test sequences and test requirements. Cologne: TÜV Rheinland Energie und Umwelt GmbH. 1 s. Julkaistu 19.9.2012. [Viitattu 9.3.2016] Saatavissa:
https://www.tuv.com/media/germany/10_industrialservices/downloadsi06/poster_pvsec/
PROGRESS_IN_EUROPEAN_BIPV_STANDARDIZATION_WORK.pdf
Rekinger M. & Frauke T. 2014. Global Market Outlook For Solar Power / 2015 – 2019.
Bryssel: SolarPower Europe. 32 s. [Viitattu 4.1.2016] Saatavissa:
http://www.solarpowereurope.org/insights/global-market-outlook/
Räty L. 2015. In-roof. GreenEnergy Finland Oy
Räty L. 2016b. Suomen suurin aurinkovoimala. GreenEnergy Finland Oy Räty L. 2016a. Terassi. GreenEnergy Finland Oy
Şen Z. 2008. Solar Energy Fundamentals and Modeling Techniques. Instanbul:
Instanbul Technical University. 276 s. ISBN 978-1-84800-133-6
SESKO ry. 2015. SFS-käsikirja 607 Aurinkosähköjärjestelmät. Helsinki: Suomen Standardisoimisliitto SFS ry. 188 s. ISBN 978-952-242-325-2
Sinapis K & Van De Donker M. 2012. SEAC BIPV Report 2013: State of the art in Building Integrated Photovoltaics. 109 s. [Viitattu 2.12.2015] Saatavissa:
http://www.seac.cc/fileadmin/seac/user/doc/SEAC_BIPV_Report_2013.pdf
Skoplaki E & Palyvos J.A 2009. Operating temperature of photovoltaic modules: A survey of pertinent correlations. Ateena: Elsevier 27 s. ISSN: 0960-1481
Stratco 2015. [viitattu 2.11.2015]. Saatavissa:
http://www.stratco.com.au/products/home-improvement/solatop-solar-roofing/
Tao M. 2014. Terawatt Solar Photovoltaics: Roadblocks and Opportunities. Lontoo:
Springer. 110 s. ISBN-978-1-4471-5643-7
Thorpe David, 2011. Solar Technology: The Earthscan expert guide to using solar energy for heating, cooling and electricity. London: Earthscan. 237 s. ISBN 978-1-84971-109-8 Tilastokeskus. Aurinkoenergia. [Tilastokeskuksen www-sivuilla]. [viitattu 22.3.2015].
Saatavissa: http://pxweb2.stat.fi/sahkoiset_julkaisut/energia2015/html/suom0001.htm Tiwari G. N. & Mishra R.K. 2012. Advanced Renewable Energy Sources. Cambridge:
RSC Publishing. 562 s. ISBN 978-1-84973-380-9
Työ- ja elinkeinoministeriö. Energiatuen linjaukset vuodelle 2016. [Työ- ja
elinkeinoministeriön www-sivuilla]. Päivitetty 3.2.2016. [viitattu 7.1.2015]. Saatavissa:
https://www.tem.fi/energia/energiatuki/tuen_maara
Valentin Software Gmbh. 2016. Module temperature. [Valentin Software Gmbh www-sivuilla]. [Viitattu 8.3.2016] Saatavissa:
http://help.valentin- software.com/pvsol/en/#t=html%2Fen%2FBerechnungsgrundlagen_-_Leistungsabgabe_des_PV-Moduls.htm
Valentin Software Gmbh. 2016. PV Modules. [Valentin Software Gmbh www-sivuilla].
[Viitattu 8.3.2016] Saatavissa:
http://help.valentin-software.com/pvsol/en/index.htm#t=html%2Fen%2FPV_Module.htm
Viridian Solar 2014. The Energy Performance of In-roof PV Julkaistu 1.2014. 4 s.
[Viitattu 4.3.2016] Saatavissa: http://www.viridiansolar.co.uk/Briefings/08_In-roof_Performance_of_PV.pdf
White B. 2009. Open Energy Corporation. Grass Valley. Q & A: Bypass Diodes Improve System Performance and Safety. [Viitattu 29.12.2015] Saatavissa:
http://solarprofessional.com/articles/design-installation/q-a-bypass-diodes-improve-system-performance-and-safety
Wikipedia. 2009. Solar Settlement. Julkaistu 8.9.2009. [Viitattu 29.12.2015] Saatavissa:
https://en.wikipedia.org/wiki/File:SoSie%2BSoSchiff_Ansicht.jpg Haastattelut:
Mikko Pääkkönen, Tuoteryhmäpäällikkö, GreenEnergy Finland Oy 09.03.2016 – aurinkopaneelien hinnat
LIITE 1. BIPV JÄRJESTELMIEN JAOTTELU
Kuva 33. BIPV järjestelmien jaottelu (Frontini et al. 2015, 10).
LIITE 2. AURINKOSÄHKÖMARKKINAN KEHITYSENNUSTE
Kuva 34. Aurinkosähkön markkinaennuste. (Rekinger & Frauke 2014, 14)