Aurinkosähkön potentiaali ja kannattavuus pien- ja toimistorakennuksissa Suomen olosuhteissa

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2015-12-14
Department
Major/Subject
LVI-tekniikka
Mcode
K3008
Degree programme
Energia- ja LVI-tekniikan koulutusohjelma
Language
fi
Pages
69+11
Series
Abstract
Tämä diplomityö on tehty Aalto-yliopiston LVI-tekniikan tutkimusryhmään. Tässä työssä haluttiin tutkia aurinkosähkön potentiaalia ja kannattavuutta Suomessa. Euroopan Unionin direktiivi uusiutuvista lähteistä peräisin olevan energian käytön edistämisestä 2009/28/EY velvoittaa jäsenmaita lisäämään uusiutuvien energioiden käyttöä, ja Suomen tavoite on lisätä näiden käyttöä 9,5 % vuoteen 2020 mennessä. Työssä käsitellään auringon säteilyn ja aurinkosähköpaneeleiden ominaisuuksia, auringon suunnan laskentaa sekä aurinkosähköpaneelien tuottaman sähköenergian määrän laskentaa viiden pisteen laskentamenetelmällä, sekä tuotetun sähköenergian kustannus ja kannattavuuslaskentaa soveltaen standardia SFS-EN 15459. Lisäksi työssä käsitellään rakennuksessa paikallaan tuotetun ja kulutetun sähköenergian yhteensopivuutta. Tarkasteltavien rakennusten sähköenergian kulutus on mitattua tietoa. Työssä kehitettiin samalla laskentaohjelmisto MATLAB-ympäristöön. Etelä-Suomessa saadaan melkein yhtä paljon Saksaan verrattuna auringonsäteilyä vuositasolla vaakatasolle, mutta pohjoisilla leveyspiireillä auringonsäteily keskittyy maalis-syyskuille, jolloin saadaan 93 % vuoden säteilymäärästä vaakatasolle. Viitenä kuukautena vuodessa, 42 % ajasta, saadaan vain noin 7 % vuoden säteilymäärästä vaakatasolle. Pientalossa, jonka sähkön vuosikulutus on noin 5300 kWh, voidaan aurinkosähköllä tuottaa kannattavasti noin 20 % kulutuksesta. Yksinkertainen takaisinmaksuaika on tällöin noin 22 vuotta ja tuotetun sähköenergian hinta vastaa keskimääräistä verkosta ostetun sähköenergian kokonaishintaa. Tarkastellussa toimistorakennuksessa sähkönkulutus oli verrattain suuri noin 2000 MWh. Kyseisessä rakennuksessa voitiin aurinkosähköllä tuottaa noin 6,7 – 9,9 % kulutuksesta. Suuren sähköenergian kuluttajan verkosta ostetun energian hinta on kuitenkin niin edullista, ettei tuotetun sähköenergian hinta ollut kannattavaa. Yksinkertainen takaisinmaksuaika oli 20 – 22 vuotta.

This master’s thesis is done to the Aalto University’s HVAC technology research group. In this study the goal was to explore the photovoltaic potential and cost-effectives in Finland. The European Union's Directive on the promotion of the use of energy from renewable sources 2009/28/EC obliges Member States to increase the use of renewable energies. The objective in Finland is to increase the use renewable energies of 9.5% by 2020. This work discuss the characteristics of solar radiation and photovoltaic panels, the calculation of the sun's direction and the electricity production of solar photovoltaic panels by a five-point calculation method, and as well as the cost of electrical energy produced calculation applying the standard SFS-EN 15459. In addition, this thesis discuss with the matching of produced and consumed electrical energy in the building. The electrical energy consumption of the buildings surveyed is measured data. During this master’s thesis, a computer program was developed in MATLAB environment. On an annual basis Southern Finland receives almost as much solar radiation as in the Germany to the horizontal plane. In northern latitudes the solar radiation concentrates from March to September, giving 93 % of the quantity of solar radiation to the horizontal plane. Five months of the year, 42% of the time, only about 7% of the quantity of solar radiation to the horizontal plane is acquired. Detached house, in which the annual electricity consumption is about 5300 kWh, the solar panels can produce about 20% of the electrical consumption profitably. The simple payback period is approximately 22 years and the price of the electrical energy produced corresponds to the average price of the electrical energy purchased from the gird. In the office building electricity consumption was comparatively high, about 2,000 MWh. In this building the solar panels can produce about 6.7 - 9.9% of the total consumption. The grid price for large consumer is so affordable that the price of the electrical energy produced was not profitable. Simple payback period for the office building was 20 - 22 years.
Description
Supervisor
Sirén, Kai
Thesis advisor
Sirén, Kai
Keywords
aurinkosähkö, kannattavuus, potentiaali, Suomi, pientalo, toimistorakennus
Other note
Citation