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”