Maatilan aurinkoenergiajärjestelmä
Lappalainen, Markus (2023)
Kandidaatintyö
Lappalainen, Markus
2023
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023042538641
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023042538641
Tiivistelmä
Tässä kandidaatin työssä suunnitellaan pienen kokoluokan aurinkovoimalaitos, energiavarasto ja lasketaan niiden kustannukset. Työn tavoite on selvittää aurinkoenergiajärjestelmän kannattavuus Etelä-Savossa sijaitsevalle maatilalle. Maatilan ympäristön ja rakennusten kattojen sopivuus selvitetään. Lasketaan edeltävien vuosien sähkönhintojen perusteella kustannuslaskennat, joista saadaan voimalaitoksen kannattavuus.
Alkuun selvitetään valosähköilmiön toiminta ja miten sitä hyödynnetään sähköntuotannossa. Käydään lävitse aurinkovoiman vahvuudet ja heikkoudet Suomen olosuhteissa. Tehdään selvitys aurinkopaneelien tyypeistä ja millä tavalla aurinkopaneeleja voidaan asentaa. Käydään lävitse miten erinäiset energiavarastot toimivat ja mihin niiden toiminta perustuu.
Maatilan ympäröimä alue tutkittiin puiden aiheuttaman varjostuksen ja kattopintojen sopivuuden kannalta aurinkoenergian tuotantoon. Todettiin alue sopivaksi energian tuotantoon. Simuloitiin aurinkovoimalan energian tuotanto valitulla paneeli kokoonpanolla ja selvitettiin sen avulla omakäyttöaste.
Kustannuslaskennat toteutettiin simulaatio tuloksien ja voimalaitoksen komponenttien hintojen perusteella. Laskettiin takaisinmaksuaika tukemattomalle ja tuetulle energiajärjestelmälle.
Aurinkovoimalaitoksen sijoittaminen maatilalle todettiin kannattavaksi, kun energiavarastoa ei hankinta järjestelmä kokonaisuuteen. Nykyisen geopoliittisen tilanteen takia sähkön hinnan arviointi todettiin mahdottomaksi. In this bachelor’s thesis a small-scale solar power plant is designed which includes energy storage and calculations for cost of the system. The purpose of this thesis is to solve the profitability of solar energy system at dairy farm located at South-Savo. Suitability of surrounding environment and rooftops is evaluated. Using electricity costs from previous years the investment costs are calculated where profitability is determined.
In the beginning the theory of photovoltaic effect is untwined and how it is used in electricity productions. Strengths and weaknesses of solar energy in Finland are clarified. An account is made of what type of solar panels are used and how panels can be installed. Methods of storing energy is elaborated and how they function.
The environment around the dairy farm is examined for effects of tree shading and suitability of rooftops for solar energy production. The environment is found to be suitable for energy production. Energy production of powerplant was simulated using chosen solar panels and the self-use rate was figured with it.
Investment costs were calculated using data from the simulation and the costs of the components of the powerplant. Repayment time was calculated for state supported system and unsupported system.
Solar powerplant of dairy farm was found to be profitable if energy storage is not implemented into the system. Due to current geopolitical situation predicting electricity prices was found out to be impossible.
Alkuun selvitetään valosähköilmiön toiminta ja miten sitä hyödynnetään sähköntuotannossa. Käydään lävitse aurinkovoiman vahvuudet ja heikkoudet Suomen olosuhteissa. Tehdään selvitys aurinkopaneelien tyypeistä ja millä tavalla aurinkopaneeleja voidaan asentaa. Käydään lävitse miten erinäiset energiavarastot toimivat ja mihin niiden toiminta perustuu.
Maatilan ympäröimä alue tutkittiin puiden aiheuttaman varjostuksen ja kattopintojen sopivuuden kannalta aurinkoenergian tuotantoon. Todettiin alue sopivaksi energian tuotantoon. Simuloitiin aurinkovoimalan energian tuotanto valitulla paneeli kokoonpanolla ja selvitettiin sen avulla omakäyttöaste.
Kustannuslaskennat toteutettiin simulaatio tuloksien ja voimalaitoksen komponenttien hintojen perusteella. Laskettiin takaisinmaksuaika tukemattomalle ja tuetulle energiajärjestelmälle.
Aurinkovoimalaitoksen sijoittaminen maatilalle todettiin kannattavaksi, kun energiavarastoa ei hankinta järjestelmä kokonaisuuteen. Nykyisen geopoliittisen tilanteen takia sähkön hinnan arviointi todettiin mahdottomaksi.
In the beginning the theory of photovoltaic effect is untwined and how it is used in electricity productions. Strengths and weaknesses of solar energy in Finland are clarified. An account is made of what type of solar panels are used and how panels can be installed. Methods of storing energy is elaborated and how they function.
The environment around the dairy farm is examined for effects of tree shading and suitability of rooftops for solar energy production. The environment is found to be suitable for energy production. Energy production of powerplant was simulated using chosen solar panels and the self-use rate was figured with it.
Investment costs were calculated using data from the simulation and the costs of the components of the powerplant. Repayment time was calculated for state supported system and unsupported system.
Solar powerplant of dairy farm was found to be profitable if energy storage is not implemented into the system. Due to current geopolitical situation predicting electricity prices was found out to be impossible.