SUUNNITTELU KURJEN TILA OY:N EKOKYLÄHANKKEELLE
Juho Korkalainen
Opinnäytetyö Joulukuu 2018
Degree Programme in Environmental Engineering Environmental Management
Tampereen ammattikorkeakoulu
Degree Programme in Environmental Engineering Environmental Management
KORKALAINEN JUHO
Aurinkoenergiajärjestelmän suunnittelu Kurjen Tila Oy:n ekokylähankkeelle Opinnäytetyö 35 sivua, joista liitteitä 3 sivua
Joulukuu 2018
Insinöörityön tarkoituksena oli suunnitella aurinkoenergiajärjestelmä Vesilahdella sijaitsevalle Kurjen Tila Oy:n ekokylähankkeelle. Kurjen tilaan kuuluu kahdeksan uutta asuintaloa, kaksi vanhaa asuintaloa, yhteistalo sekä kyläkahvila. Ekokylässä on oma hakevoimala, joka tuottaa lämmintä käyttövettä koko yhteisölle. Tavoitteena oli, että yhtiö saa opinnäytetyöstä apua helpottamaan mahdollista hankintapäätöstä.
Opinnäytetyössä selvitettiin erilaisia ratkaisuvaihtoehtoja ja pyrittiin huomioimaan olemassa olevat olosuhteet ja puitteet. Ratkaisuja ovat aurinkosähköjärjestelmät sähköntuotantoon ja aurinkolämpöjärjestelmä käyttöveden lämmittämiseen. Lisäksi energian varastointimahdollisuuksia pohdittiin.
Työssä selvitettiin tekniset vaatimukset, mahdollisen laitteiston sijoittaminen, energian tuotto-odotukset ja kustannukset. Ydinideaa voidaan hyödyntää vastaavanlaisissa kohteissa.
Kartoituksen jälkeen todettiin, että iso osa sähkön kulutuksesta voidaan kattaa auringolla tuotetulla sähköllä etenkin maaliskuun ja syyskuun välisenä aikana. Tuotettua sähköenergiaa voidaan osittain varastoida lämpöenergian muodossa yhteiseen lämpöverkkoon. Aurinkoenergiasysteemiä voidaan päivittää ja parantaa tulevaisuudessa budjetin ja käyttökokemusten mukaan.
Tampereen ammattikorkeakoulu
Tampere University of Applied Sciences
Degree Programme in Environmental Engineering Environmental Management
KORKALAINEN JUHO:
Solar energy system design for Kurjen Tila Oy ecovillage Bachelor's thesis 35 pages, appendices 3 pages
December 2018
Aim of the thesis is to design a solar system for Kurjen Tila Oy ecovillage. Kurjen Tila is located in Vesilahti Finland. Ecovillage consists of 8 new houses, two old dwelling houses and community buildings. Heat is produced by village's own power plant. Pow- ered by wood chips.
Multiple different solutions are estimated and various conditions are taken into account.
Solutions are based on photovoltaic systems for electricity and solar heating systems for hot water production. Energy storing is assessed.
The research consist technical demands, placing systems, expected energy production and costs. Similar idea can be implemented in different projects.
The results show that a significant amount of ecovillage's energy consumption can be covered by solar power. Especially between March and September. Produced solar en- ergy can be stored as heat into the ecovillage's heat network. Solar system can be up- dated in the future depending on the budget and user experiences.
Aurinkoenergiajärjestelmän suunnittelu
SISÄLLYS
1 JOHDANTO...5
2 KOHDE...6
2.1 Kurjen Tila...6
3 AURINKOENERGIA...7
3.1 Aurinkoenergian potentiaali...7
3.2 Aurinkoenergia Suomessa...7
3.3 Aurinkolämmön hyödyntäminen...8
3.3.1 Ilmakeräimet...9
3.3.2 Nestekiertoiset keräimet...9
3.3.3 Tasokeräimen toiminta...10
3.3.4 Suurkeräimet...10
3.3.5 Aurinkolämmön ja maalämpöpumpun yhteiskäyttö...11
3.4 Aurinkosähkö...12
3.4.1 Aurinkopaneelin toiminta...12
4 SYSTEEMIN SUUNNITTELU JA MITOITUS...14
4.1 Aurinkosähköjärjestelmän mitoitus...14
4.1.1 Talouksien sähkönkulutus...14
4.1.2 Tarvittavan systeemin laskeminen...15
4.1.3 Invertterin valinta...18
4.2 Aurinkolämpöjärjestelmän mitoitus...19
4.2.1 Yhteinen lämpöverkko...20
4.2.2 Käyttöveden kulutus...21
4.2.3 Hybridivaraaja...22
4.2.4 Lämpöverkon yhteinen hybridivaraaja...22
4.3Keräinten ja paneeleiden sijoittaminen...23
5 MAHDOLLISIA RATKAISUJA...25
5.1 Aurinkosähköjärjestelmät ja energian varastointi lämpöverkkoon...25
5.2 Aurinkosähköverkko ja aurinkokeräimet lämmittämään käyttövettä...26
5.3 Takaisinmaksuajat...27
6 POHDINTA...29
LÄHTEET...31
LIITTEET...33
Liite 1. Suunnitteluratkaisu Havainnepiirros. Kurjen tila...33
Liite 2. Kohteen sähkönkulutus 2017 ja 2018...34
Liite 3. Hake-energian kulutus 2018 huhtikuusta syyskuuhun...35
1 JOHDANTO
Työn tarkoituksena suunnitella aurinkoenergiajärjestelmä Kurjen Tila Oy:n ekokylähankkeelle. Tarkoitus ei ole suunnitella täysin optimoitua valmista järjestelmää, vaan selvittää ja kartoittaa erilaisia ratkaisuvaihtoehtoja. Työssä käydään läpi aurinkosähkö ja aurinkolämpöjärjestelmiä. Tavoitteena on, että yhtiö saa opinnäytetyöstä ideoita helpottamaan mahdollista hankintapäätöstä.
Aurinkoenergiajärjestelmissä on suhteellisen suuret alkuinvestointikustannukset, joten osakeyhtiön ja ekokyläyhteisön yhteinen projekti pienentäisi kustannuksia. Myös järjestelmän seuraaminen ja päivittäminen on helpompi toteuttaa yhteisesti. Tilastotietoa saadaan kerättyä enemmän ja hyväksi havaittuja systeemejä voidaan laajentaa tulevaisuudessa.
Mielestäni tarkka talokohtainen energiankulutuslaskelma ei tässä vaiheessa ole järkevä, vaan työssä pyritään kartoittamaan kulutus yleisesti. Hyvä tavoite alussa on saada kaikki itse tuotettu aurinkoenergia omaan käyttöön. Akkuihin varastointi ja sähkön myyminen verkkoon ei ole tällä hetkellä taloudellisesti kannattavaa. Systeemiin on kuitenkin järkevä jättää laajennus ja päivitys mahdollisuuksia tulevaisuuden varalle.
Selvityksessä otetaan huomioon myös olemassa olevat systeemit ja rakentamaan järjestelmä niiden ympärille. Isoimpana tekijänä on ekokylän oma hakkeella toimiva lämpövoimala, joka tuottaa lämpöä koko yhteisölle. Pyritään selvittämään, miten aurinkoenergian avulla voidaan tukea lämpöverkkoa ja jopa varastoimaan ylimääräistä tuotettua energiaa lämpönä.
2 KOHDE
2.1 Kurjen Tila
Historiallinen Kurjen Tila sijaitsee Sakoisten kunnassa Pirkanmaan Vesilahdella. Tilan historia ulottuu 1200-luvulle saakka. Tilan ohi kulkee historiallinen Klaus Kurjen tie.
(Kurjen Tila 2018) Maatilaa viljellään biodynaamisesti ja historiallisen tilan rinnalle rakentuu uusi ekokylä. Ekokylä toimii opinnäytetyön suunnittelukohteena.
Kiinteistöyhtiö Kurjen Tila Oy omistaa tilan maa-alueet ja kylän yhteiskäytössä olevat rakennukset. Kylän uudisrakennukset on sijoitettu tilakeskuksen eteläpuolelle noin hehtaarin kokoiselle peltolohkolle. Yhtiön osakkeita ostaneet pääsevät rakentamaan alueelle ja tilalle asumaan tulevat osakkaat sitoutuvat noudattamaan osakassopimusta, jossa määritellään muun muassa kylän arkeen liittyvät säännöt ja velvoitteet.
Valmiissa kylässä on tarkoitus olla 8 uudisrakennusta ja Kurkelan vanhasta talosta sekä päärakennuksesta tulee asuntoja. Kylässä on tarkoitus olla koti yhteensä kymmenelle ruokakunnalle. Kylässä on yhteistalo ja oma lämpökeskus, historiallinen vanha sauna sekä kyläkahvila. (Kurjen Tila 2018)
3 AURINKOENERGIA
3.1 Aurinkoenergian potentiaali
Työssä tullaan viittaamaan Motivaan paljon, koska sivustolle on laadittu kattavasti kestävää kehitystä edistäviä artikkeleita. Motiva Oy on suomalainen valtionyhtiö, joka kannustaa energian ja materiaalien tehokkaaseen ja kestävään käyttöön.
Aurinkoenergian potentiaali on erittäin suuri. Auringon maahan säteilemä energia tunnissa on lähes sama, kuin ihmiskunnan vuotuinen energiankulutus. Aurinkokennoilla säteilyn energiasta voitaisiin muuttaa sähköksi noin 20% ja aurinkokeräimillä lämmöksi hieman enemmän. Aurinkoenergiaa kuitenkin hyödynnetään varsin vähän, verrattuna muihin energiantuotantomuotoihin. (Barber 2007, Motiva 2018)
3.2 Aurinkoenergia Suomessa
Etelä-Suomen vuotuinen kokonaissäteilyn määrä on lähes sama kuin Pohjois - Saksassa.
Suomessa kuitenkin vuodenajan merkitys on suurempi ja kesäkuukausina säteilyn määrä on suurempi suhteessa muihin kuukausiin. Ilmatieteen laitoksen testivuoden mukaan Helsingin vuotuinen säteilymäärä vaakasuoralle pinnalle on noin 980kWh/m2.
45 asteen kulmaan suuntaamalla säteilyä voidaan hyödyntää 20-30% enemmän verrattuna vaakasuoraan asennukseen. (Motiva 2018)
KUVA 1. Säteilyteho (Motiva 2018)
3.3 Aurinkolämmön hyödyntäminen
Aurinkolämpöä voidaan hyödyntää passiivisesti tai aktiivisesti. Passiivisessa hyödyntämisessä ei käytetä erillisiä laitteita. Aktiivisessa hyödyntämisessä aurinkokeräimet muuttavat auringonsäteilyn lämpöenergiaksi. Passiivista hyödyntämistä voivat olla lämmitystarpeen leikkaaminen suoraan ikkunoista saatavan säteilyn avulla, erilliset lasiseinäiset puskurit tai ulkoilman esilämmitys ilmanvaihdossa. Myös rakennusten sijoitus ja suuntaus rakennusvaiheessa. Esimerkiksi suuren ikkunapinta- alan suuntaaminen etelään on auringon säteilyn tehokasta hyödyntämistä. (Motiva 2018)
Aurinkolämpöjärjestelmien tehtävänä on muuttaa auringon säteilyenergia lämmöksi.
Lämpöenergia siirretään keräimestä tarvittaviin kohteisiin lämmönsiirtoaineen avulla.
Usein järjestelmä koostuu lämmönkeruulaitteistosta, lämpövarastosta ja lämmön siirtoputkistosta. Varasto on usein välttämätön, koska kulutus ei tapahdu usein auringon paistaessa.
KUVA 2. Aurinkojärjestelmä (Motiva 2016)
3.3.1 Ilmakeräimet
Ilmakeräin käyttää nimensä mukaisesti lämmönsiirtoaineena ilmaa. Ilman lämmönsiirtokyky on heikko, joten suurella lämmönsiirtopinnalla voidaan lisätä kapasiteettia. Nesteeseen verrattuna, saman lämpömäärän siirtämiseen tarvitaan 4000 kertainen ilmamäärä.
Hyviä puolia ilmakeräimillä ovat turvallisuus: Ilma ei aiheuta ylilämpenemisongelmia eivätkä vuodot vahingoita rakenteita. Myöskään korroosio-ongelmia ei synny.
Ilmakeräimet ovat nestekeräimiä helpompia rakentaa. Huonoja puolia ovat Alhainen lämpökapasiteetti, vaikea säädettävyys sekä huonompi soveltuvuus käyttöveden lämmittämiseen. (Motiva 2016)
3.3.2 Nestekiertoiset keräimet
Aurinkoenergia muutetaan keräimen sisällä kulkevaan nesteeseen lämpöenergiaksi.
Lämpöenergia voidaan johtaa joko käyttökohteeseen tai varaajaan. Varaajan kautta voidaan lämmittää myös käyttövettä, jos rakennuksessa on vesikiertoinen lämmitysjärjestelmä. Aurinkolämpö sopii erityisen hyvin lattialämmitykseen, koska siinä käytetään matalia lämpötiloja esimerkiksi lämpöpatteriin verrattuna. (Motiva 2016)
Etenkin Suomessa keräimissä käytettävä neste on pakkasen kestävää. Ympärivuotisissa laitteistoissa veteen sekoitetaan yleisimmin propyleeniglykoliyhdisteitä. Hyviä puolia nestekiertoisissa järjestelmissä ovat nesteen korkea lämpökapasiteetti, helppo siirto sekä järjestelmän helppo säätäminen. (Motiva 2016)
3.3.3 Tasokeräimen toiminta
Nestekeräimiä on kahta päätyyppiä: Tyhjiöputkikeräimiä sekä tasokeräimiä.
Pohjoismaissa asennetaan nykyään vain pääasiassa tasokeräimiä ja siksi tyhjiöputkikeräimen toimintaa ei käsitellä.
Tasokeräimessä on tumma absorptiopinta, joka kerää auringonsäteitä. Yleensä metallista tai muovista valmistettu keräyselementti kuumenee ja lämpö siirretään nesteeseen. Lämmönsiirtoputket ovat integroitu suoraan lämpöä absorboivaan alumiinilevyyn. Tasokeräin katetaan yleensä läpinäkyvällä materiaalilla lämpöhäviöiden pienentämiseksi. Tavallisesti kate on vähärautaista lasia, joka toimii noin -30- +210°C lämpötiloissa ja läpäisee yli 90% säteilystä. (Motiva 2016)
KUVA 3. Tasokeräimet (Energiakauppa 2018)
3.3.4 Suurkeräimet
Normaalit tasokeräimet ovat yleensä 2-4 m2 :n kokoisia ja painavat 50-60kg.
Suurkeräimet voivat olla kooltaan noin 10m2 ja painavat noin 300kg. Suurkeräimet sopivat isompiin kohteisiin kuten esimerkiksi maatiloille. Suurkeräimet ovat suhteessa halvempia ja keräinkentälle saadaan hieman parempi hyötysuhde, koska lämpöhäviö reunojen kautta pienenee. Suurkeräimet tarvitsevat ison tilan ja asentaminen on hankalampaa. Siksi pientaloihin se ei sovellu. (Motiva 2016) (Sundial 2018)
3.3.5 Aurinkolämmön ja maalämpöpumpun yhteiskäyttö
Tavallisesti maalämpöjärjestelmässä noin kaksi kolmasosaa energiasta otetaan maaperästä, kalliosta tai vesistöstä. Aurinkokeräimen voi kytkeä järjestelmään parantamaan maalämmön hyötysuhdetta ja tehoa. Myös maalämmön keruupiiriä voidaan käyttää lämpövarastona aurinkolämmölle.
Yleensä maalämpöä kerätään kolmella tavalla: Vaakaputki noin metrin syvyydellä, jopa satoja metrejä syvä porakaivo tai vesistöön asennettu keruuputkisto. Vaakaputkiset järjestelmät sopivat paikkoihin, jossa tilaa on riittävästi. Porakaivoa käytetään lämpökaivona pienillä tonteilla.
Maalämpöpumpuissa on sisäinen tai erillinen varaaja. Varaaja voi olla kaksoisvaippavaraaja, jossa lämmitys- ja käyttövesi ovat erillään tai tulistusvaraaja, jossa vesi lämpiää käyttövesikierukassa. (Motiva 2017)
Myös aurinkolämmön varastointi lämpökaivoon tai lämpöpaaluihin on mahdollista, mutta yksityiseen käyttöön investointikustannukset ovat verrattain suuret hyötyyn nähden. Erityisesti lämpökaivoissa on huomioitava pohjavesilinjat ja väisteltävä niitä, jottei lämpö karkaisi niiden mukana. (Salomaa 2016)
3.4 Aurinkosähkö
3.4.1 Aurinkopaneelin toiminta
Aurinkopaneelin kenno muuttaa auringon säteilyn sähköenergiaksi. Auringonsäteiden fotonien energia irrottaa kennon puolijohdemateriaalin elektroneja. Tätä kutsutaan valosähköiseksi ilmiöksi. Nykyään suurin osa kaupallisista aurinkokennoista ovat piikennoja ja ohutkalvokennoja.
Aurinkokenno sisältää P- ja N-tyypin puolijohdemateriaalia. Näiden sisällä on sisäinen sähkökenttä, jossa elektronit siirtyvät kennon negatiivisille elektrodeille ja aukot positiiviselle. Positiivisen ja negatiivisen elektrodin välille kytketään johtimilla kuorma, josta syntyy virtapiiri ja elektronit kulkevat sen läpi. (Ahjoenergia 2018) (Motiva 2017)
KUVA 4. P- ja N-tyypin aurinkokenno (Ahjoenergia 2018)
Yksi piipohjainen aurinkokenno tuottaa noin 0,5 Voltin jännitteen. Aurinkopaneelissa kennoja on kytketty sarjaan, jolla tehollista jännitettä nostetaan. Noin 90% markkinoilla olevista kennoista on piikidekennoja. Hyötysuhde on tavallisesti 15-17%
Piikiteiset paneelit jaotellaan yleensä monikiteisiin, yksikiteisiin, amorfiseen piihin sekä ohutkalvoisiin. Käytetyin on tällä hetkellä monikidepaneeli halvempien valmistuskustannusten vuoksi. Yksikidepaneelilla on parempi hyötysuhde, mutta kalliimpi hinta. Yleensä yksikidepaneeli valitaan, jos asennustila on rajallista
Ohutkalvopaneelin hyötysuhde on vielä heikompaa kuin kidepaneeleilla, mutta ne kehittyvät kovaa vauhtia. Ne ovat kuitenkin toimivampia pilvisellä ja hajavaloisella säällä. Tämän vuoksi ne voidaankin valita, jos asennuspaikka on hieman varjoinen.
(Motiva 2016)
4 SYSTEEMIN SUUNNITTELU JA MITOITUS
4.1 Aurinkosähköjärjestelmän mitoitus
Aloitetaan mitoittaminen aurinkosähköjärjestelmästä. Aurinkosähköjärjestelmän mitoitus kannattaa aloittaa määrittelemällä sähköntarve. Paneeleilla tuotettu sähkö ja etenkin sähkön varastointi on tällä hetkellä suhteellisen kallista, joten tuotettu sähkö olisi optimaalisinta käyttää omiin tarpeisiin. Sitä voidaan myös myydä verkkoyhtiöille, mutta tällä hetkellä siitä saatava maksu on verrattain huono.
4.1.1 Talouksien sähkönkulutus
Tarkastellaan hieman sähkönkulutusta. Taulukosta nähdään, että sähkönkulutukset vaihtelevat kohteiden välillä. Sähkö tulee vanhan maatilan mittariin, josta se jaetaan taloihin omien mittareiden kautta. Kylän yhteisille tiloille johdettua sähköä ei mitata erikseen kohteissa vaan Taulukon 2 ”oy” kattaa muun muassa yhteistalon, saunarakennuksen ja valmistuvan saunatuvan.
Yksinkertaistuksen vuoksi lasketaan uusien talojen keskiarvokulutukset ja tehdään alustava aurinkopaneelimitoitus niiden mukaan. 2017 ja 2018 vuosien keskimääriseksi kulutukseksi saadaan 11,62 kWh/ päivä.
TAULUKKO 2. Kohteen sähkönkulutus 2017 ja 2018
Vanha 1 Navetta Uusi 8 Uusi 1 Uusi 2 Uusi 7 Uusi 6 oy Uudet KA-17
2/6/2017 90004 19907 25749 10521 20332 24936 8124 234252
12/31/2017 104695 25705 28881 15572 24488 28257 10000 280999
328 14691 5798 3132 5051 4156 3321 1876 46747 3507.2
KA/pv 44.79 17.68 9.55 15.40 12.67 10.13 5.72 142.52 10.69
Vanha 1 Navetta Uusi 8 Uusi 1 Uusi 2 Uusi 7 Uusi 6 oy Uudet KA-18
12/31/2017 104695 25705 28881 15572 24488 28257 10000 280999
9/30/2018 118235 30216 31556 20288 30189 30994 11302 324203
273 13540 4511 2675 4716 5701 2737 1302 43204 3426.2
KA/pv 49.60 16.52 9.80 17.27 20.88 10.03 4.77 158.26 12.55
4.1.2 Tarvittavan systeemin laskeminen
Työssä käytetään mitoittamisessa valmiita aurinkopaneelilaskureita. Niistä saadaan arviot systeemin tuottavuudesta auringon säteilyenergian perusteella tietyllä leveysasteella. Arvot eivät ole tarkkoja, koska sääolosuhteet vaihtelevat ja systeemien hyötysuhteissa voi olla eroavaisuuksia. Käytetään molemmissa laskureissa samoja arvoja ja saadaan arviot systeemin tuotosta eri kuukusina. Lasketaan vielä keskiarvo ja päivätuotto molempien laskureiden arvoista. (PVWatts Calculator 2018) ja (J.R.C. PV Estimation Calculator 2018)
Laskurin käyttö (PVWatts Calculator 2018):
Lasketaan ensin yhden talouden tuotto-odotus 2kW systeemille, joka tarkoittaa noin 12-13 m2 :n paneelipinta-alaa. Selvitetään lähin kaupunki, jotta saadaan auringon säteilyvoimakkuustiedot. Vesilahtea lähimpänä on Tampere.
Seuraavaksi syötetään systeemin informaatio:
Syötetään paikaksi Tampere
Valitaan systeemin kooksi 2kW.
Valitaan moduuliksi standardi malli, koska se on taloudellisin ja yleisin.
Valitaan paneelityypiksi katto.
Asetetaan systeemin häviöiksi noin 15%, koska lumen arvo nostaa sitä hiukan
Valitaan asennuskulmaksi 45 astetta, koska se on optimaalisin Suomessa keväästä syksyyn. Talviasetuksena isompi kulma toimisi paremmin
Asetetaan ilmansuunnaksi 190%, joka on kattopinta-alan kulma.
180 astetta tarkoittaa suoraan etelään
Tehdään sama toimenpide toisella laskurilla. Käytetään laskurissa (J.R.C. PV Estimation Calculator 2018) samoja arvoja.
Saadaan tuloksena kuukausittainen arvio auringon säteilyenergian perusteella.
Ohessa taulukko laskureista saaduista arvoista.
TAULUKKO 3. 2Kw systeemin tuotto. Kahden laskurin keskiarvoilla. Tampere.
(PVWatts Calculator 2018, J.R.C. PV Estimation Calculator 2018)
Tuloksista nähdään, että maaliskuusta syyskuuhun voidaan saada hyvää sähköntuottoa.
Noin 7 kWh päivässä. Jos kaikki sähkö käytetään, voidaan systeemillä kattaa keskimäärin jopa 60% uusien talojen sähkönkulutuksesta. Helmi - ja lokakuussakin kohtalaista.
Tulokset ovat vain suuntaa antavia ja arvot voivat vaihdella eri systeemeillä ja alueilla.
Myös vuosittaista säteilyvaihtelua ja säävaihtelua tapahtuu. 250- 300 Watin paneeleiden mitat ovat usein noin 1648 x 990 x 35 mm. 2kW:n systeemissä tämä tarkoittaa noin 12- 13 m2 :n pinta-alaa.
Lasketaan vielä arvot 11kW systeemille, jolla voi kattaa esimerkiksi Taulukon 2 Oy:n kulutusta. Käytetään samoja laskureita ja arvoja.
PVWatts RJC KA KA
kWh kWh kWh Kwh/pv
tammi 16 32 24 0.8
helmi 96 99 97.5 3.5
maalis 149 158 153.5 5.0
huhti 213 219 216 7.2
touko 276 253 264.5 8.5
kesä 276 234 255 8.5
heinä 276 240 258 8.3
elo 220 189 204.5 6.6
syys 149 133 141 4.7
loka 87 76 81.5 2.6
marras 27 29 28 0.9
joulu 17 17 17 0.5
Yhteensä 1802 1679 1740.5
TAULUKKO 4. 11Kw systeemin tuotto. Kahden laskurin keskiarvoilla. Tampere.
(PVWatts Calculator 2018, J.R.C. PV Estimation Calculator 2018)
11kW PVWatts RJC KA KA
kWh kWh kWh Kwh/pv
tammi 89 155 122 3,9
helmi 532 514 523 18,7
maalis 827 853 840 27,1
huhti 1181 1190 1185,5 39,5
touko 1535 1380 1457,5 47,0
kesä 1535 1270 1402,5 46,8
heinä 1534 1310 1422 45,9
elo 1221 1030 1125,5 36,3
syys 826 723 774,5 25,8
loka 481 403 442 14,3
marras 147 142 144,5 4,8
joulu 94 80 87 2,8
0
Yhteensä 10002 9050 9526
4.1.3 Invertterin valinta
Invertterin tehtävänä on muuttaa aurinkopaneelin tuottamaa tasasähköä DC (Direct current) vaihtosähköksi AC (Alternating current), jota käytetään sähköverkoissa.
Invertteri voi olla joko verkkoinvertteri, joka kytketään yleiseen sähköverkkoon tai niin sanottu Off-grid invertteri, joka kytketään akkujärjestelmään. Invertteri voi olla joko 1- tai 3-vaiheinen. 3-vaiheisessa toimivat kaikki sähkölaitteet. (Matasci 2018)
Käsitellään tässä tapauksessa vain verkkoinvertteriä. Verkkoinvertteri kytkee sähköä tuottavat aurinkopaneelit kiinteistön sähköverkkoon ilman akkusysteemiä. Tämä mahdollistaa aurinkosähkön käytön omiin tarpeisiin ja ylijäämäsähkön myynnin verkkoon. Invertteri kytketään sähköverkkoon verkkoyhtiön mittarin jälkeen, jolla kulutusta ja tuottoa mitataan. (Aurinkovirta 2018)
Tärkeää invertterin valinnassa on tehon ja tehopiikin vastaanottamiskapasiteetti, mutta myöskin ylimitoitusta kannattaa välttää. Jos liian isoa invertteriä käytetään liian pienillä volttimäärillä, invertteri ei käynnisty ja tuotanto menee hukkaan. Yleensä toimintajännite ilmoitetaan ”input voltage range” -lukemalla. Myöskin on hyvä tarkistaa, että invertteri pysyy päällä, vaikka yleinen sähköverkko kaatuu. Näin energiantuotanto ei pysähdy. Usein invertterin käyttökapasiteettia voidaan ylikuormittaa, parhaimmillaan jopa 160%. Tämä helpottaa systeemin laajentamista.
Valinnassa kannattaa myös ottaa huomioon takuun pituus. Kaikista aurinkosähköön liittyvistä osista invertteri hajoaa useimmin ensimmäisen 10:n vuoden aikana. Normaali käyttöikä on kuitenkin noin 15 vuotta. Nykyään tarjotaan 10-15 vuoden takuuaikoja, jotka kannattaa hyödyntää. Invertterissä ei useinkaan kannata säästää. Monessa invertterissä on mittaus ja ohjausominaisuuksia. Näitä kannattaa hyödyntää kulutuksen ja tuoton seuraamisessa ja myöhemmin koko systeemin päivittämisessä.
Valitaan edellä mainittujen laskelmien mukaan invertteri 11kW voimalaan sekä pienempiä inverttereitä taloihin. 11KW systeemiin voisi laittaa esimerkiksi 10-15kW tehoisen 3-vaihe invertterin hyvillä seurantaominaisuuksilla. Isommassa versiossa on hyvät päivitysmahdollisuudet tulevaisuutta ajatellen. 2Kw systeemeihin voisi laittaa 2- 3kW tehoisen riippuen ylimitoituskapasiteetista ja laajentamisaikeista.
4.2 Aurinkolämpöjärjestelmän mitoitus
Aloitetaan mitoittaminen käyttötarpeen selvittämisestä. Tällä hetkellä ekokylässä on oma hakevoimala, jolla lämpöä tuotetaan koko kylän tarpeisiin.
Aurinkolämpöjärjestelmän tavoitteena on vähentää hakkeen käyttöä aurinkoisina aikoina. Nykyisen lämpövoimalan yhteyteen voitaisiin sijoittaa suurkeräin, joka toimii yhteydessä lämpövoimalan kanssa.
Aurinkolämpösysteemien hyötysuhde on kuitenkin parhaimmillaan mitä pienempi sisäänmenolämpötila vedelle on. Hakevoimalan yhteyteen tämä ei välttämättä sovellu.
Keräimiä voisi sijoittaa myös alueen eteläosaan, jossa on tilaa ja esteetön näkyvyys etelään. Pitkät siirtomatkat eivät kuitenkaan ole järkeviä.
Taloihin sen sijaan voidaan asentaa keräimet, joilla lämmitetään talouksien käyttövettä.
Osassa taloista jo olevissa lämminvesivaraajissa on aurinkokierukka valmiina.
4.2.1 Yhteinen lämpöverkko
Hakevoimala tuottaa lämpöä kaikille talolle ja yleisille rakennuksille. Lämmin vesi siirretään jokaiseen taloon maahan kaivettua putkistoa pitkin. Käytössä on yhteinen hakekattila, josta lämmitetty vesi ohjataan yhteiseen lämpöverkkoon. Veden lämpötila on 65- 75 °C.
Tällä hetkellä lämpöverkossa on 11 taloa ja valmiissa ekokylässä niitä tulee olemaan yhteensä 13. Näistä vain kolmessa talossa on tällä hetkellä oma lämminvesivaraaja ja kaikkiin taloihin niitä ei voida edes asentaa tilan puutteen vuoksi. Hakevoimalan yhteyteen on mietitty yhtä isoa lämminvesivaraajaa koko linjastolle, jonka voisi kytkeä aurinkojärjestelmään.
Osa taloista on uusia, niin sanottuja ekotaloja. Niissä energiankulutus ja lämpöhäviöt saadaan huomattavasti pienemmiksi, kuin vanhoissa rakennuksissa. Toisaalta kaksi taloista on hirsitaloja ilman lisäeristystä, joka lisää lämpöhäviötä. Lisäksi asukasmäärät ovat hieman erilaiset, jolloin myös kulutukset ovat erisuuruisia.
Mielestäni tarkka talokohtainen lämmön kulutuslaskelma ei tässä vaiheessa ole järkevä, vaan pyrin kartoittamaan kulutuksen yleisesti. Aurinkojärjestelmät tukisivat näin yhteistä lämpöverkkoa. Ylimääräinen tuotettu lämpöenergia voitaisiin palauttaa yhteisön kiertoon jo olemassa olevan lämpöverkon avulla. Keväästä syksyyn hakevoimalaa tarvittaisiin huomattavasti vähemmän Keskikesällä ei välttämättä lainkaan.
4.2.2 Käyttöveden kulutus
Mitoitetaan aurinkolämpökeräimet taloille, joilla on lämminvesivaraajat. Aloitetaan mitoittaminen käyttöveden lämmitystarpeen pienentämisestä ja selvitetään veden kulutus 4-henkiselle perheelle. Lasketaan veden kulutus omakotitaloon, jossa on 500 litrainen, aurinkokierukallinen lämminvesivaraaja ja kylpyhuoneessa vesikiertoinen lattialämmitys. Motivan laskelmien mukaan:
TAULUKKO 1. Vedenkulutus. 4-Henkinen perhe (Motiva 2016)
Laskelmien perusteella (TAULUKKO 1) 50% hyötysuhteella toimiva keräinlaitteisto tuottaisi talvikuukausia lukuun ottamatta noin 2-3 kWh/m2, ja 7 m2:n keräinala riittäisi kattamaan keskikesän tarpeen kokonaan. Motivan mukaan varaajan lämpötila nousee päivän aikana runsaat 20°C, jos lattialämmityksen lisäksi ei ole muuta käyttöä. (Motiva 2016)
kWh/pv(arvio) kWh/vuosi
Käyttöveden Päiväkulutus 11 4000
Pesutilojen lattialämmitys 6 2200
Varaajan lämpöhäviöt 3 1100
Yhteensä 20 7300
4.2.3 Hybridivaraaja
Edellä mainittuun laskelmaan tarvitaan aurinkokierukallinen varaaja. Yleensä tarvitaan hybridivaraaja, jossa on auringon lisäksi myös muita lämmönlähteitä. Keräimiltä aurinkolämpö siirretään siirtonesteessä siirtoputkistoa pitkin kierukalle, jossa käyttövettä esilämmitetään.
Tehokkaassa varaajassa on tehokas eristys ja siellä tapahtuu veden kerrostumista. Veden kerrostumisella tarkoitetaan veden luonnollista ilmiötä, jossa lämmin vesi nousee ylöspäin ja erilämpöiset vesimassat eivät sekoitu keskenään. Optimaalisessa tilanteessa sekä lähtevä ja tuleva siirtoneste olisivat saman lämpöisiä varaajan sisällä. Veden kerrostumisen maksimoimiseksi varaaja kannattaa asentaa pystysuuntaan. (Rakentaja.
2013)
4.2.4 Lämpöverkon yhteinen hybridivaraaja
Tällä hetkellä lämpövoimalan hakekattilan lämpö menee suoraan kohteisiin.
Lämpövoimalan läheisyyteen voitaisiin hankkia suuri lämminvesivaraaja. Vähintään 3000-5000 litran tilavuudella. Hybridivaraajan voisi yhdistää aurinkolämpöön tai sähköön, jolloin hakkeen polton osuus vähenisi aurinkoisina aikoina.
Aurinkolämpökeräimen hyötysuhde nousee sitä mukaa, mitä pienempi veden sisäänmenolämpötila on. Koska varaajasta lähtevä vesi on verrattain lämmintä (65- 75°C) aurinkolämpökeräin ei luultavasti ole tässä tapauksessa taloudellisin ratkaisu.
Keräimet soveltuvatkin paremmin esimerkiksi lattialämmitykseen. Myös uima-altaan ja paljun lämmittämiseen aurinkokeräimet soveltuvat hyvin. (Motiva 2016)
Parempi tapa voisi olla käyttää hybridivaraajassa aurinkosähköön kytkettyä vastusta.
Tällöin aurinkoisena aikana kaikki tuotettu sähkö menisi käyttöön ja varastoituisi lämpönä käyttöveteen.
4.3 Keräinten ja paneeleiden sijoittaminen
Pyritään sijoittamaan aurinkopaneelit ensisijaisesti taloihin, mutta jos se ei onnistu, niitä voidaan sijoittaa myös muualle. Lämpökeräimet on järkevää sijoittaa käyttökohteen läheisyyteen, koska lämmön siirtäminen pitkiä matkoja ei ole taloudellista. Vain kolmessa talossa on lämminvesivaraaja, joten vain niihin kohteisiin kannattaa harkita keräimiä.
Taloissa, joissa harjakatto suuntautuu lähes etelään päin, 7 m2 keräinpinta-ala sekä 13m2 :n paneelipinta-ala on helppo toteuttaa. Paneelit ja keräimet voidaan sijoittaa katolle. Haasteeksi muodostuvat kuvan mukaiset ruskealla värillä piirretyt talot, joiden pääty suuntautuu lähes etelään ja luonnollinen kattopinta-ala suuntautuu itä-länsi suuntaan.
KUVA 5. Suunnitteluratkaisu havainnepiirros (Kurjen Tila 2018)
Näissä neljässä talossa paneelit voitaisiin sijoittaa joko talojen päätyihin maahan tai piha-alueelle erillisen telineen avulla. Myös katolle mittatilaustyönä rakennettu teline on mahdollinen, mutta esteettiset seikat voivat koitua esteeksi. Alueen eteläpuolelle voisi sijoittaa Kuvan 6 ja 7 tapaisen telineen.
KUVA 6. ScetchUp luonnos 11,25kW Systeemi. Mitat 5x9x165mmx99mmx5mm (Juho Korkalainen)
KUVA 7. ScetchUp luonnos 11,25kW Systeemi edestä. Mitat 5x9x165mmx99mmx5mm (Juho Korkalainen)
5 MAHDOLLISIA RATKAISUJA
5.1 Aurinkosähköjärjestelmät ja energian varastointi lämpöverkkoon
Osa aurinkoenergiasta voitaisiin käyttää sähkönä talouksissa ja yhtiössä.
Lämpöverkkoon voitaisiin kytkeä uusi iso lämminvesivaraaja, joka toimii aurinkopaneeleiden sähköistämällä sähkövastuksella. Kun aurinkoa ei ole, voidaan käyttää hakekattilaa.
TAULUKKO 5 Hake-energian kulutus 2018 huhtikuusta syyskuuhun.
TAULUKKO 6 11kW Aurinkosähkösysteemin tuotto huhtikuusta syyskuuhun.
01.10.18 31.03.18 184
Mwh kWh kWh/pv
Uudistalo 6 0,62 622,0 3,4
Navetta 1,55 1550,3 8,4
Uudistalo 8 2,53 2528,2 13,7
Uudistalo 1 1,68 1679,3 9,1
Uudistalo 2 1,93 1925,2 10,5
Uudistalo 7 1,56 1557,7 8,5
Vanha 2 2,73 2730,3 14,8
Vanha 1 0,52 520,0 2,8
Yhteensä 13,11 13113 71,3
11kW system kWh/pv
huhti 39,5
touko 47,0
kesä 46,8
heinä 45,9
elo 36,3
syys 25,8
Taulukoista 5 ja 6 nähdään, että sähköenergia voitaisiin käyttää hyödyksi lämmitykseen huhtikuusta syyskuuhun. Hyötysuhteesta riippuen energiaa voisi verkkoon myymisen sijasta käyttää lämmitykseen. Tämä tarkoittaa energian varastoimista lämpöenergiana.
Taloihin voi asentaa 2kW systeemin paneelit katoille. Tämä sähköenergia menisi suoraan käyttösähköksi eikä varastointia tarvitse. Akkusysteemejä voi harkita tulevaisuudessa mikäli niiden kustannukset pienenevät ja käyttöikä pitenee. Lisäksi oy:n yhteiseen käyttöön voi rakentaa 11 kW systeemin ja paneelit voi sijoittaa, joko yhteisten rakennusten katoille tai avoimille paikoille telineisiin. Systeemiä voi päivittää tarvittaessa budjetin ja käyttökokemuksen mukaan.
5.2 Aurinkosähköverkko ja aurinkokeräimet lämmittämään käyttövettä
Aurinkosähköverkko voisi olla rakentunut yhdestä 10kW systeemistä ja useasta katoille sijoitettavista 2kW systeemeistä. Aurinkolämpöä voitaisiin käyttää tällä hetkellä vain kolmessa kohteessa, koska vain niissä on oma lämminvesivaraaja. Keräimet soveltuvat parhaiten lattialämmitykseen ja käyttöveden lämmitykseen silloin kun veden tulolämpötila on pieni.
Hakevoimala pitää lämmityskustannukset alhaalla ja aurinkolämpösysteemin takaisinmaksuaika venyy pitkäksi. Jos yhteisöön kuitenkin päätetään rakentaa esimerkiksi uima-allas tai saunapalju, aurinkolämpöä kannattaa harkita vakavasti.
Lisäksi, jos lämpöpumppuja asennetaan, aurinkolämmön ja pumppujen yhteiskäyttöä kannattaa harkita.
5.3 Takaisinmaksuajat
Finsolar sivusto on kerännyt tietoa aurinkosähköjärjestelmien keskimääräisistä hinnoista eri vuosina. Finsolar.net on Aallon kauppakorkeakoulun sivusto, jonka tavoitteena on tuoda esiin ajankohtaista tietoa aurinkoenergian taloudellisuudesta, liiketoiminnasta sekä hyödyntämismahdollisuuksista. (Finsolar 2016)
Tarkastellaan takaisinmaksuaikoja 2016 vuoden hintakeskiarvojen mukaan. Verkkoon kytketyt 10-250 kW järjestelmät maksoivat 1350 -1050 €/kWp ja verkkoon kytketyt alle 10kw järjestelmät 2000-1300 €/kWp. Lasketaan keskimääräisten hintojen mukaan ja oletetaan, että laatu on hyvä ja päivittäminen käy helposti ja edullisesti. Oletetaan, että paneelit kestävät noin 30 vuotta ja invertteri 15 vuotta. Oletukset ovat todella karkeita ja luultavasti investoinnin tuotto tulee olemaan parempi, mutta oheisessa Taulukossa 7 on suuntaa antavia arvoja. Sähkön hinta on laskettu 0,12e/kWh, eikä mahdollista hinnan nousua ole otettu huomioon. (Auvinen 2018)
TAULUKKO 7 Investoinnit ja takaisinmaksuaika
Suuntaa antavien laskutoimitusten mukaan isomman systeemin takaisinmaksuaika olisi 20-27 vuotta ja pienemmässä 23-30 vuotta. Vaihteluväli riippuu investointituista.
Yritykset voivat saada arvonlisäverohelpotuksen, yksityiset 25%:n investointituen.
11kW 2kW
13200 1650
3000 1500
Yht. 16200 3150
Vuosituotto kWH 9526 1740,5
30v tuotto ilman häviöitä 285780 52215
€/kWh 0,057 0,060
Säästö €/kWh 0,063 0,060
Säästö € vuodessa 603 104
Säästö € 30v 18094 3116
TMA vuotta 27 30
Tuen kans -Alv 24% 20 23
Hankintahinta €
Invertteri ja huolto €
Etenkin 10kW systeemin todellinen tuotto on luultavasti suurempi, koska keskiarvoissa ei ole huomioitu päivittämiskapasiteettia ja paneelit voivat olla pitkäikäisempiä kuin 30 vuotta. Tällä hetkelläkin käytetään 80-luvulla valmistettuja paneeleita. Myös yhdessä toteutettu investointi laskee varmasti kustannuksia. Lisäksi keskimääräiset hinnat olivat avaimet käteen- hankintahintoja. Luultavasti alun jälkeen systeemiä voidaan laajentaa omatoimisesti ja materiaaleja hankkia itse halvempaan hintaan. Tieto- ja taitotason kasvaessa myös omia asennuksia voi tehdä.
5 POHDINTA
Aurinkoenergiajärjestelmiä suunnitellessa on otettava huomioon kohteen pohjaratkaisut ja olemassa olevat järjestelmät. Sama pätee myös muuhun energiatekniseen optimointiin. Haasteita voivat olla esimerkiksi katvealueet, jolloin optimaaliseen energiantuotantoon tarvitaan lisärakennelmia tai osittain varjossa olevien paneelien kytkeminen mikroinverttereihin, jolloin koko systeemin tuotanto ei häiriinny.
Kurjen Tilalla haasteen muodostavat talojen erilaiset ratkaisut. Ekotalot, lisäeristämättömät hirsitalot sekä vanhat rakennukset kuluttavat eri määriä energiaa.
Täysin yhtenäistä aurinkoenergiajärjestelmää ei kannata soveltaa kaikkiin taloihin, vaan se kannattaa optimoida ajan kuluessa sopivaksi. Opinnäytetyö kuitenkin esittää alustavan ratkaisumallin, jonka pohjalta voi lähteä kokoamaan ekokylän aurinkoenergiajärjestelmää.
Hakevoimala on myös mielenkiintoinen seikka suunnittelussa. Ilman yhteistä voimalaa aurinkolämmön käyttäminen olisi järkevämpää kuin mitä se nyt on. Aurinkolämpö kuitenkin soveltuu paremmin talojen lattialämmitykseen ja yhteistoimintaan maalämpöpumpun kanssa. Jos Kurjen Tilalle päätetään joskus rakentaa uima-allas, kannattaa aurinkolämpöjärjestelmää ehdottomasti harkita.
Tilalla on ollut suunnitelmissa yksi yhteinen lämminvesivaraaja hakevoimalan yhteyteen. Mielestäni tässä on hyvää potentiaalia myös aurinkojärjestelmän energiavarastona. Vaikka järjestelmä olisi todella paljon suurempi, jopa lähes omavarainen, tällä systeemillä saadaan suuri osa energiasta hyötykäyttöön. Kaikki lopusta ylimääräisestä sähköstä voitaisiin ajaa ison varaajan vastukselle, josta energia voidaan siirtää lämpönä talouksille.
Tarkoitukseni oli alun perin suunnitella ekokylälle oma aurinkoenergialla toimiva sähköverkko, joka olisi irrallinen valtakunnallisesta sähköverkosta. Kuitenkin siten, että ylimääräisen tuotannon olisi voinut ohjata tarvittaessa valtionverkkoon myyntiin.
Sähkömarkkinalaki on kuitenkin epäselvä tällaisissa ratkaisuissa ja myönteisen päätöksen saaminen ei ole varmaa.
Ohjaus ja monitorointi ovat tärkeä osa hyvää energiasysteemiä. Uusissa älyinverttereissä on paljon ominaisuuksia. Systeemi voi esimerkiksi lähettää sähköpostin, jos havaitsee tuotantolaitteistossa vikaa. Kuitenkin tärkeämpää järjestelmän optimoinnissa on mittaustulokset, joiden avulla tuotantoa ja kulutusta voidaan seurata kohteittain. Myös älykäs ohjauslaitteisto on tärkeä ominaisuus.
Yksi tärkeimpiä asioita aurinkoenergiajärjestelmän suunnittelussa on kokonaisuus ja kestävän kehityksen vaaliminen. Laatimillani esimerkkiratkaisuilla voi päästä alkuun, mutta järjestelmän systemaattinen kehittäminen tapahtuu vuosien saatossa. Toimivia osakokonaisuuksia voi laajentaa ja toimimattomia kehittää tai poistaa.
LÄHTEET
Ahjoenergia. 2018. Aurinkopaneelin toiminta. Ahjo Energia Sähköliike T. Koponen Oy. [Luettu 29.11.2018]
http://www.ahjoenergia.fi/index.php/periaatteet/aurinkopaneelien-toiminta Aurinkovirta. n.d. Invertterit. [Päivitetty 2018]. [Luettu 11.12.2018]
http://www.aurinkovirta.fi/aurinkosahko/aurinkovoimala/invertteri/
Auvinen, K (DI) ja Jalas, M(KTT). 2016. Aurinkosähköjärjestelmien hintatasot ja kannattavuus Aalto-yliopiston kauppakorkeakoulun FinSolar.net. [Artikkeli]. Päivitetty [24.3.2017]. Luettu [11.12.2018]
http://www.finsolar.net/aurinkoenergian-hankintaohjeita/aurinkosahkon-hinnat-ja- kannattavuus/
Barber, J. 2007. Biological solar energy. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 365 (1853), 1007-1023.
FinSolar. 2016. Aalto-yliopiston kauppakorkeakoulun FinSolar.net. Julkaistu [2016]
Luettu [12.12.2018]
http://www.finsolar.net/etusivu/
Energiakauppa. 2018. Tasokeräimet. Jodat Ympäristöenergia Oy. [Luettu 29.11.2018]
https://www.energiakauppa.com/Aurinkokerain/Tasokeraimet
Matasci, S. 2018. How do solar inverters work? Comparing inverter types and
technologies. Energysage 2018. Sara Matasci Julkaistu [19.6.2018]. Luettu [11.12.2018]
https://news.energysage.com/solar-inverters-comparing-inverter-technologies/
Kurjen Tila. 2018. Ekokylä. [Luettu 27.11.2018] Kurjen Tila Oy.
http://kurjentila.fi/kurjen-tila-2/#kurjen-tila
Motiva.Aurinkoenergian passiivinen hyödyntäminen. Päivitetty 4.1.2018 [Verkkojulkaisu]. Helsinki: Motiva Oy. [Luettu 30.11.2018].
https://www.motiva.fi/ratkaisut/uusiutuva_energia/aurinkolampo/aurinkolammon_passii vinen_hyodyntaminen
Motiva. Aurinkosähöteknologiat. Päivitetty 19.9.2017 [Verkkojulkaisu]. Helsinki:
Motiva Oy. [Luettu 29.11.2018].
https://www.motiva.fi/ratkaisut/uusiutuva_energia/aurinkosahko/
aurinkosahkojarjestelmat/aurinkosahkoteknologiat
Motiva. Aurinkosäteilyn määrä Suomessa. Päivitetty 17.8.2018. [Verkkojulkaisu].
Helsinki: Motiva Oy. Luettu 30.11.2018.
https://www.motiva.fi/ratkaisut/uusiutuva_energia/aurinkosahko/
aurinkosahkon_perusteet/auringonsateilyn_maara_suomessa
Motiva. Ilmakeräimet. Päivitetty 11.11.2016 [Verkkojulkaisu]. Helsinki: Motiva Oy.
[Luettu 29.11.2018].
https://www.motiva.fi/ratkaisut/uusiutuva_energia/aurinkolampo/
aurinkolampojarjestelmat/ilmakeraimet
Motiva. Mitoutusesimerkkejä. Päivitetty 23.11.2016 [Verkkojulkaisu]. Helsinki: Motiva Oy. [Luettu 1.12.2018].
https://www.motiva.fi/ratkaisut/uusiutuva_energia/aurinkolampo/hankinta_ja_asennus/
aurinkolampojarjestelman_mitoitus
Motiva. Nestekiertoiset keräimet. Päivitetty 11.11.2016 [Verkkojulkaisu]. Helsinki:
Motiva Oy. [Luettu 29.11.2018].
https://www.motiva.fi/ratkaisut/uusiutuva_energia/aurinkolampo/
aurinkolampojarjestelmat/nestekiertoiset_keraimet
Motiva. 2016. Photovoltaic Energy- Electricity from the sun (pdf). [Luettu 28.11.2018]
https://www.motiva.fi/files/9179/
Photovoltaic_Energy_Electricity_from_the_Sun_EPIA.pdf
Motiva. Tasokeräimet. Päivitetty 11.11.2016 [Verkkojulkaisu]. Helsinki: Motiva Oy.
[Luettu 29.11.2018].
https://www.motiva.fi/ratkaisut/uusiutuva_energia/aurinkolampo/
aurinkolampojarjestelmat/nestekiertoiset_keraimet/tasokeraimet
Photovoltaic Geographical Information System – Interactive Maps. PV Estimation.
2017. European Commission, 2017. Joint Research Centre Institute for Environment and Sustainability Renewable Energies Unit. [Calculator]. [Päivitetty 5.10.2017].
Luettu [7.12.2018].
http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php PVWatts Calculator. 2018. [PVWatts®
is a registered trademark by Alliance for Sustainable Energy], LLC in Golden. [Calculator]. [Version 6.1.1]. [Luettu 4.12.2018].
https://pvwatts.nrel.gov/pvwatts.php
Rakentaja. 2013. Aurinkoenergian hyödyntämätön potentiaali. Artikkelit. Julkaistu 4.2.2013. [Luettu1.12.2018]
https://www.rakentaja.fi/artikkelit/9383/aurinkoenergia_varaaja_akvaterm.htm Sundial. n.d. Suurkeräin. Savo 15SG- Aurinkolämpökeräin. Sundial Finland Oy.
[Luettu 29.11.2018]
http://www.sundial.fi/savo-aurinkolmpkerin-p-359.html
Salomaa, N. Vierailijablogi nollaE. 2016. Lämmitysjärjestelmä 2020. [Blogi julkaisu].
Julkaistu 23.11.2016. Joutsentalo.fi [Luettu 29.11.2018]
http://joutsentalo.fi/vierailijablogi-nollae-nikolas-salomaa-lammitysjarjestelma-2020/
LIITTEET
Liite 1. Suunnitteluratkaisu Havainnepiirros. Kurjen tila.
Liite 2. Kohteen sähkönkulutus 2017 ja 2018
Vanha 1 Navetta Uusi 8 Uusi 1 Uusi 2 Uusi 7 Uusi 6 oy Uudet KA-17
2/6/2017 90004 19907 25749 10521 20332 24936 8124 234252
12/31/2017 104695 25705 28881 15572 24488 28257 10000 280999
328 14691 5798 3132 5051 4156 3321 1876 46747 3507.2
KA/pv 44.79 17.68 9.55 15.40 12.67 10.13 5.72 142.52 10.69
Vanha 1 Navetta Uusi 8 Uusi 1 Uusi 2 Uusi 7 Uusi 6 oy Uudet KA-18
12/31/2017 104695 25705 28881 15572 24488 28257 10000 280999
9/30/2018 118235 30216 31556 20288 30189 30994 11302 324203
273 13540 4511 2675 4716 5701 2737 1302 43204 3426.2
KA/pv 49.60 16.52 9.80 17.27 20.88 10.03 4.77 158.26 12.55
Liite 3. Hake-energian kulutus 2018 huhtikuusta syyskuuhun.
01.10.18 31.03.18 184
Mwh kWh kWh/pv
Uudistalo 6 0,62 622,0 3,4
Navetta 1,55 1550,3 8,4
Uudistalo 8 2,53 2528,2 13,7
Uudistalo 1 1,68 1679,3 9,1
Uudistalo 2 1,93 1925,2 10,5
Uudistalo 7 1,56 1557,7 8,5
Vanha 2 2,73 2730,3 14,8
Vanha 1 0,52 520,0 2,8
Yhteensä 13,11 13113 71,3
