verkkosähkö

CHPVARAAJA

AKKU

KÄYTTÖVEDENLÄMMITYS

TILOJENLÄMMITYS

SÄHKÖ

PUU-POLTTO-

AINE

Puuta käyttävät CHP-laitteet rakennusten ja rakennusryhmien energialähteenä

Suunnitteluohje 2015

CHP-laitokset ja –laitteet tuottavat sähköä ja lämpöä eri suhteissa riippuen käytettävästä tekniikasta. Lämpöä tuo-tetaan kuitenkin aina enemmän kuin sähköä.

edut ja haitat

+ uusiutuvaan energian perustuva sähköntuotanto ei ole riippuvainen rakennuspaikasta, vuodenajasta tai sääti-lasta (vrt. tuuli- tai aurinkosähkö)

+ hake ja pelletti ovat kotimaisia polttoaineita

+ energiantuotannon kasvihuonekaasupäästöt ovat erit-täin pienet

+ ylläpitokustannukset ovat kohtuulliset

+ CHP-laitoksella tai –laitteella voidaan yleensä tuottaa kaikki kohteen tarvitsema lämpö ja vähintään osa säh-köenergiasta. Alue tai rakennus on jopa mahdollista tehdä kokonaan energiaomavaraiseksi.

– korkeat investointikustannukset

– tilantarve

– pitkäaikaiset käyttökokemukset puuttuvat

– verkkoon syötettävästä sähköstä ei yleensä makseta ta-loudellisesti merkittävää korvausta

CHP-voimalat tuottavat polttoaineesta yhtäaikaisesti lämpöä ja sähköä. Tässä ohjeessa tarkastellaan puuta polt-toaineenaan käyttäviä Pien-CHP-laitoksia ja Mikro-CHP-laitoksia.

Sähkön ja lämmön tuottaminen kiinteistön tai alueen omalla, puupolttoainetta käyttävällä CHP-laitoksella on kiinnostava vaihtoehto silloin, kun

• alueella ei ole kaukolämpöä

• tavoitellaan mahdollisimman vähäpäästöistä energia-ratkaisua

• tavoitellaan mahdollisimman suurta energiaomavarai-suutta tai riippumattomuutta lämpö- ja sähköverkosta

• puupolttoainetta on saatavilla helposti ja edullisesti.

ChP combined heat and power, sähkön ja lämmön yhteistuotanto. CHP-laitos voi käyttää erilai-sia polttoaineita, esimerkiksi kaasua, biomassa tai puuta.

pien-ChP pientä asuinaluetta, rakennusryhmää tai suurta rakennuskokonaisuutta palveleva CHP-lai-tos, sähköteho 10–1000 kW

mikro-ChP yksittäistä rakennusta palveleva CHP-laite, sähköteho alle 10 kW

stirling (stirlingmoottori) kaasun laajenemiseen perustuva moottorityyppi, jolla voidaan tuottaa lämmöstä sähköenergiaa

kaasutus kiinteä polttoaine (esimerkiksi hake) muunnetaan korkeassa lämpötilassa kaasuksi, joka so-veltuu polttoaineeksi

farmivirta Oulun Energian sopimusjärjestely, jossa kiinteistö voi myydä tuottamaansa sähköä sopi-muskumppanilleen sähköverkon kautta.

i-m³ irtokuutiometri, puutavaran tilavuuden mittayksikkö.

akusto akusto on sijoitettava omaan tiiviiseen hyvin ilmastoituun tilaan akkuvalmistajan ohjeen mukaan.

1

24.2.2016

>– 8 m

CHP siilo

rakennus

< 8 m

CHP siilo

8 m8 m

h>–2.5m, 80m³

h>–2.5m, 80m³

SIILO

SIILOCHP

CHP

50-60 m³

50-60 m³

r = 13.5 m

TULOSUUNTA r = 4.3 m

ajourakääntösäde 12.5 m

ajovara 1 mkääntösäde 13.5 m

CHP-laitos

Pien-CHP sähköteho 10-1000 kWe

Pien-CHP-laitokset soveltuvat esimerkiksi rakennusryh-män, pienen asuinalueen tai suuren rakennuskokonaisuu-den energialähteeksi.

Pien-CHP-laitos sijoitetaan kuten puupolttoainetta käyt-tävä lämpökeskus. Hake- tai pellettisiilo vaatii säännöllistä täyttämistä, lisäksi tuhka-astia on tyhjennettävä säännölli-sesti. Laitoksen sijoittelussa ja suunnittelussa on kuitenkin huomioitava:

• polttoainekuljetusajoneuvojen ajoreitti tontilla ja asu-kasturvallisuus

• polttoainesiilon avautumis- ja sulkeutumismekanismin turvallinen ja sujuva käyttö eri vuodenaikoina

• paloturvallisuus (etäisyydet muista rakennuksista, osas-tointi)

• laitoksen aiheuttama hiljainen, matalataajuinen käynti-ääni

• laitteiston ylläpito ja osien vaihtomahdollisuus.

Paloturvallisuus

Osastointivaatimukset ja tilojen sisäpuolisten pintamate-riaalien paloluokat on määritelty rakennusmääräyskokoel-man osassa E9 - Kattilahuoneiden ja polttoainevarastojen paloturvallisuus.

Siilon avattava osa on vaikea tehdä osastoivaksi rakenteek-si ja myös avattuna sen etäisyys muihin rakennuksiin tulee olla palomääräyksien mukainen.

On hyvä konsultoida paloviranomaista tulkinnanvaraisissa tilanteissa jo suunnittelun alkuvaiheessa.

osastoivien rakennusosien paloluokka

32

Laitos on hyvä sijoittaa rakennusryhmän osaksi, jotta siirto-häviöt ovat mahdollisimman pienet.

Hakesiilon sijoittamisessa on hyvä huomioida maaston muodot, tasoerosta on hyötyä siilon täytön ja laitetilaan pääsyn kannalta.

Haketta kuljetetaan Oulun alueella kippaavalla täysperä-vaunuyhdistelmällä. Yllä pienemmissä kohteissa käytettä-vän 12-metrisen vetoauton kääntöpaikan mitoitus.

HUOLTOLUUKKU SAVUHORMIT

VARAAJA

10 m³h=3.8 m

pien-CHP

h=2.5 m

SIILO

AVAUTUVA KATTO

VARAAJAØ1.1m

3� m�

HUOLTO�LUUKKU

H�OL�O�ILA 800 � 500 �

m

TILAVARAUS SIVUU�AVAUTUVALL� KATOLL�

SIILO

30 m�Ø 5 m

��H�A-AS�IA 1m�

pien-CHP���������

A��S�O

CHPt

siilo

CHP siilotCHP

siilo

t

CHPt

siiloPuulla toimivien pien-CHP-laitteiden pohjoismaisia val-mistajia ovat esimerkiksi:VolterOy www.volter.fiEntimosOy www.entimos.fiEnergiprojekt www.energiprojekt.com Stirling.dk www.stirling.dk

esimerkki pien-ChP-laitoksesta: sähköteho 40 kWe lämpöteho 100 kWh polttoaineen kulutus 4,5 i-m³ (maksimiteholla vuorokaudessa)

Suomalaisen Volter Oy:n pien-CHP -laitoksissa lämmön ja sähkön tuotto perustuu puun kaasutukseen. Varsi-nainen CHP-laitteisto mahtuu teräsrunkoiseen konttiin.

Polttoaineena käytettävän hakkeen tulee olla kuivattu riittävän alhaiseen kosteusprosenttiin. Oulun seudulla haketta toimittaa esimerkiksi Oulun energia. Puun kaasutukseen perustuva tekniikka aiheuttaa oleellisesti vä-hemmän pienhiukkaspäästöjä kuin puun polttaminen. Laitokselle riittää pieni savuhormi, ja savukaasuista ei käytännössä aiheudu haittaa asumiselle.

Kempeleen ekokorttelissa Volter Oy:n pienvoimalaitos tuottaa sähkö- ja lämpöenergian kymmenelle omakoti-talolle. Ekokortteli on energiankulutuksen suhteen omavarainen. Oulun Kivikkokankaan alueelle vuonna 2015 valmistuvassa kahdeksan rivitalon korttelissa Volter Oy:n pien-CHP-laitos tuottaa kaiken lämpöenergian sekä kiinteistösähkön. Vuokra-asuntojen asukkaat käyttävät verkkosähköä.

3

Esimerkki toteutetusta pien-CHP-laitoksesta.

Volter Oy:n CHP-laitos mahtuu yhteen konttiin. Varaaja mitoitetaan hankekohtaisesti.

Vaihtoehtoisia tilaratkaisuja. Tuhkatila voi olla erillinen huone tai sijaita kattilahuoneessa. Siilo voi tehdö myös eril-lisenä rakennuksena, ulkoinen kuljetin tuo hakkeen CHP-laiteelle.

mikro-CHP

PELLETTISIILO

max.0.5 m³

KATTILAHUONE EI 30 / EI 60

mikro-CHP

PELLETTISIILO

PÖLYTIIVISRAKENNE

KATTILAHUONE EI 60

max.2.0 m³

mikro-CHP 1-10 kWe

Puuta käyttävät mikro-CHP-laitteet ovat toistaiseksi har-vinaisia Suomessa, eikä niistä ole pitkäaikaisia käyttöko-kemuksia.

Puupelletillä toimivi mikro-CHP-laitteiden valmistajia ovat esimerkiksi:Ökofen www.okofen-e.comKWB www.kwb.at

Pellettivarasto kattilahuoneessa

esimerkki mikro-ChP-laitteesta: lämmitysteho 9 kW sähköntuotannon teho 0,6 kW pienhiukkaspäästöt 4 mg/Nm³ hiilimonoksidipäästöt 31 mg/Nm³ mitat (L/S/K) 1175 x 1150 x 1958 mm hinta (keskimäärin v.2014) n. 24 t€

Pellematic smart_e 0.6 on esimerkki pientaloon soveltuvasta, puupelleteillä toimivasta mikro-CHP-laitteesta. Laite on tullut markkinoille vasta vuonna 2014. Sitä valmistaa itävaltalainen Ökofen, joka on yksi pellettikattiloiden johtavia valmistajia maailmassa. Sähköntuotantoon se käyttää Microgen-yhtiön valmistamaa strilingmoottoria. Pilottikohteissa laitteella on päästy korkeaan omavaraisuusas-teeseen sähköenergian osalta (70-80 prosenttia sähköstä käytetään itse)

Laite on kodin lämmityskeskus yhdessä paketissa. Kokonaisuus vaatii tilaa 1,5 m² ja käsittää pelletti-kattilan, 600 litran puskurivaraajan, tekniikan sekä lämmitystä että lämmintä käyttövettä varten, säh-köä tuottavan stirling-moottorin sekä automaattisen pellettisyöttölaitteen. Tämän lisäksi tarvitaan pellettivarasto.

Laitteesta on saatavilla vain lämpöä ja lämmintä vettä tuottava versio, joka vastaa toiminnoiltaan pellettikattilaa. Siihen voidaan kuitenkin myöhemmin lisätä samasta prosessista sähköä tuottava stirling-moottori.

käyntiosoite Solistinkatu 2, 90140 Oulu postiosoite PL 38, 90015 Oulun kaupunkipuhelin (asiakaspalvelu) 08 558 42717, 08 558 42718sähköposti rakennusvalvonta@ouka.fikotisivut www.ouka.fi/rakennusvalvonta

4

Pellematic smart_e 0.6mikro-CHP -laite.