Sähkönkulutuskäyrän ja simuloidun sähkötuotannon mukaan optimoitu aurinkosähköjärjestelmämitoitus
Korhonen, Miika (2016)
Diplomityö
Korhonen, Miika
2016
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2016120730417
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2016120730417
Tiivistelmä
Diplomityössä tutkitaan verkkoon kytkettyjen aurinkosähköjärjestelmien mitoittamista eri kannattavuuskriteerein. Kannattavuustarkastelussa käytetään nykyarvo-, sisäisen korkokannan sekä korollisen takaisinmaksuajan menetelmää. Työssä on tehty laskentatyökalu kannattavimman järjestelmäkoon mitoittamiseksi tuntitason sähkönkulutuskäyrän perusteella. Laskentatyökalun avulla mitoittamista tarkastellaan esimerkkikohteiden avulla.
Aurinkosähköinvestoinnin kannattavuuteen merkittävimmin vaikuttavia tekijöitä ovat aurinkosähkön tuotanto-olosuhteet, järjestelmän mitoitus suhteessa kiinteistön sähkönkulutukseen, järjestelmän investointikustannukset, kunnossapitokustannukset, pääomakustannukset sekä osto- ja myyntienergian hinta. Elinkaarenaikaisista kustannuksista valtaosa muodostuu alkuinvestoinnista, jonka suurin kustannuserä on aurinkopaneelit.
Sisäisen korkokannan menetelmän perusteella mitoitettaessa pyritään maksimoimaan investoinnin tuotto. Nykyarvomenetelmän perusteella tehtävä järjestelmämitoitus huomioi tuottovaatimuksen, mutta on herkkä laskentakorkokannan muutoksille. Korollisen takaisinmaksuajan menetelmä ei yksistään riitä kannattavuuden kriteeriksi, mutta mitoitettaessa kannattavinta järjestelmäkokoa menetelmän antama tulos on sisäistä korkokantaa vastaava. Eri kannattavuuskriteerit tukevat toisiaan, ja niitä on järkevä käyttää yhdessä järjestelmämitoittamista tehdessä. Esimerkkikohteiden yritys- ja julkisten kiinteistöjen aurinkosähköjärjestelmien sisäisiksi korkokannoiksi muodostui 5,9‒8,1 prosenttia, ja sähkölämmitteisten omakotitalojen vastaavaksi korkokannaksi 0,6‒1,4 prosenttia. The aim of this Master’s Thesis is to study dimensioning of grid-connected photovoltaic power systems by profitability criteria. In this thesis profitability analysis is based on net present value (NPV), internal rate of return (IRR) and discounted payback period. Calculation program has been developed during thesis to design the most profitable system wattage by hourly electricity load curve. System dimensioning with calculation program is studied trough sample cases.
Important factors affecting the profitability of the solar power investment are solar yield, system designing versus electricity consumption, investment costs, maintenance costs, cost of capital and the price of electricity. The majority of life-time costs is covered by initial investment, the biggest expense being solar panels.
Photovoltaic power system designed by IRR is the most profitable system size if there is no demanded rate of return. Designing by NPV is sensitive when rate of return is changing. Discounted payback period alone is not suitable criteria for profitability however the result for the optimized system design is same with IRR. Different profitability criteria support each other and it is advisable to use them together when sizing the system. IRR for the corporate and public buildings in example cases were calculated averaging between 5.9‒8.1 percent and for the electrically heated households correspondingly between 0.6‒1.4 percent.
Aurinkosähköinvestoinnin kannattavuuteen merkittävimmin vaikuttavia tekijöitä ovat aurinkosähkön tuotanto-olosuhteet, järjestelmän mitoitus suhteessa kiinteistön sähkönkulutukseen, järjestelmän investointikustannukset, kunnossapitokustannukset, pääomakustannukset sekä osto- ja myyntienergian hinta. Elinkaarenaikaisista kustannuksista valtaosa muodostuu alkuinvestoinnista, jonka suurin kustannuserä on aurinkopaneelit.
Sisäisen korkokannan menetelmän perusteella mitoitettaessa pyritään maksimoimaan investoinnin tuotto. Nykyarvomenetelmän perusteella tehtävä järjestelmämitoitus huomioi tuottovaatimuksen, mutta on herkkä laskentakorkokannan muutoksille. Korollisen takaisinmaksuajan menetelmä ei yksistään riitä kannattavuuden kriteeriksi, mutta mitoitettaessa kannattavinta järjestelmäkokoa menetelmän antama tulos on sisäistä korkokantaa vastaava. Eri kannattavuuskriteerit tukevat toisiaan, ja niitä on järkevä käyttää yhdessä järjestelmämitoittamista tehdessä. Esimerkkikohteiden yritys- ja julkisten kiinteistöjen aurinkosähköjärjestelmien sisäisiksi korkokannoiksi muodostui 5,9‒8,1 prosenttia, ja sähkölämmitteisten omakotitalojen vastaavaksi korkokannaksi 0,6‒1,4 prosenttia.
Important factors affecting the profitability of the solar power investment are solar yield, system designing versus electricity consumption, investment costs, maintenance costs, cost of capital and the price of electricity. The majority of life-time costs is covered by initial investment, the biggest expense being solar panels.
Photovoltaic power system designed by IRR is the most profitable system size if there is no demanded rate of return. Designing by NPV is sensitive when rate of return is changing. Discounted payback period alone is not suitable criteria for profitability however the result for the optimized system design is same with IRR. Different profitability criteria support each other and it is advisable to use them together when sizing the system. IRR for the corporate and public buildings in example cases were calculated averaging between 5.9‒8.1 percent and for the electrically heated households correspondingly between 0.6‒1.4 percent.