Omavaraisen aurinkosähköjärjestelmän mitoitus vapaa-ajan asunnolle

Abstract

Suomessa on hyvät mahdollisuudet tuottaa aurinkosähköä, mutta potentiaalia ei ole otettu käyttöön. Erityisesti kesäaikaan sijoittuva kulutus on mahdollista kattaa sähkönjakeluverkostosta irrallaan olevalla eli omavaraisella aurinkosähköjärjestelmällä. Kesäisin pohjoisen sijainnin tuottamien haasteiden vaikutus on vähäisempää verrattaessa talven olosuhteisiin, mutta eivät täysin poistettavissa. Lisäksi asennusympäristö ja järjestelmän häviöt luovat omat haasteet.

Aurinkosähköjärjestelmän hankintaa edistävät ympäristökysymykset, oma mielenkiinto ja sähkönjakeluverkkoon yhdistämisen haasteet. Järjestelmän valinnassa on otettava huomioon vuosittaisten kulutusten vaihtelut ja järjestelmän käyttötarkoitus.

Tutkimuksen tarkoituksena on kehittää mitoitusalgoritmi omavaraiselle aurinkosähköjärjestelmälle vapaa-ajan asunnon tarpeisiin. Algoritmi soveltuu kaikkien käytettäväksi, mikäli käytössä on arvioidut tai todelliset tuntikohtaiset tuotanto- ja kulutustiedot. Algoritmilla saadaan määritettyä kulutuksen kattava tuotanto- ja energiavarastokapasiteetti. Tutkimusmenetelminä käytetään matemaattista ja kirjallista tutkimusta. Työn tuloksia havainnollistetaan esimerkkikohteen avulla, jonka kulutus on satunnaisesti muuttuvaa.

Algoritmin tuloksena saatujen mitoitusten ja kustannusten kannalta katsottuna esimerkkikohteelle on tehokkainta hankkia järjestelmä, jossa on vähän aurinkopaneeleita ja paljon akkuja. Järjestelmän kokoon voi vaikuttaa omilla kulutustottumuksillaan sekä laitteiden ja lämmitysmuodon valinnalla. Pienempi kulutus vaatii pienemmän järjestelmän ja vähemmän investointeja. Myös tasaisella kulutuksella saadaan järjestelmäkoon tarvetta pienennettyä.

Finland has good possibilities to produce solar power, but the potential hasn’t been taken for use. Especially the consumption that is in the summertime can be covered by self-sufficient photovoltaic system aka system, which is disconnected from the electricity distribution network. In the summer, the impact of the northern location is affected less compared to winter conditions, but do not eliminate the challenges. In addition, the installation environment and system losses create their own challenges.

Matters, that lead you towards buying our own photovoltaic system, are environmental issues, your own interests and challenges of connecting to the electricity distribution network. While choosing your system you should take into consideration the variations in annual consumption and the purpose of the system.

The purpose of the study is to develop dimensioning-algorithm for self-sufficient photovoltaic system for the needs of a summerhouse. The algorithm is suitable for everyone to use, if estimated or actual hourly production and consumption data are available. The algorithm determines the production and energy storage capacities that cover consumption. Research methods are mathematical and written methods. The results of the work are demonstrated with an example object which consumption is randomly variable.

As the results of the algorithm, from the point of view of the dimensioning and costs, it is most efficient to buy a system with few solar panels and a lot of batteries. The size of the system can be influenced by your own consumption habits as well as the choice of equipment and heating system. Lower consumption requires a smaller system and less investment. Also, with steady consumption, the need for system size is decreased.