Aurinkoenergiajärjestelmän valinta ja mitoitus pientalokohteeseen

Abstract

Tämän työn tavoitteena oli mitoittaa ja tutkia erilaisten aurinkoenergiajärjestelmien ja niillä tuotetun energian varastointitapojen kannattavuutta pientalokohteessa. Aurinkolämpöjärjestelmä ei osoittautunut kovin kannattavaksi suurten investointikustannusten ja pitkän takaisinmaksuajan vuoksi. Lämmön varastoiminen ilman lisäinvestointeja on rajoittunut lämminvesivaraajaan ja vesikiertoiseen lattialämmitykseen.

Aurinkosähköjärjestelmän hankinta todettiin kannattavakasi. Alkuinvestointi on kohtuullinen, ja se maksaa itsensä takaisin nopeasti suhteessa odotettuun käyttöikään. Tuotetun aurinkosähkön omakustannushinta on kolmannes ostettuun verrattuna. Sopivan kokoisella järjestelmällä valtaosa sähköstä saadaan kulutettua itse, ja loppu voidaan varastoida tai myydä verkkoon. Sähköauto aurinkosähköjärjestelmän rinnalla nostaa hankinnan kannattavuutta merkittävästi. Puolet muuten verkkoon myytävästä sähköstä saadaan ladattua sähköautoon, ja huhtikuusta elokuuhun pääasiassa aurinkosähkö kattaa sähköautolla ajettavat ajot. Erillisten akkuvarastojen hankinta taas ei osoittautunut kannattavaksi, sillä aurinkosähkön tuotantokaudella myös sähkön kulutus on alhaista, eikä verkkoon myynti kannata tyypillisesti alhaisten hintojen vuoksi.

Aurinkovoiman tuotanto on lisääntynyt merkittävästi myös teollisuudessa, ja suunta on edelleen kasvussa. Epävarman tuotannon tasapainottamiseksi investoinnit infrastruktuuriin ovat välttämättömiä. Myös aurinkovoimalla, etenkin yhdistettynä akkuvarastoihin, on potentiaalia osallistua säätömarkkinoille.

The aim of this thesis was to compare different solar systems and size them for the selected property, and compare different measures for storing produced excess energy, and charging electric vehicle with it. Solar thermal system did not turn out to be very profitable due to the high investment costs and long payback period. Storing heat with no further investments was also restricted to the water heater and underfloor heating.

Electric solar system turned out to be profitable. Starting investment was moderate and payback period short in comparison to the expected life cycle of the system. Prime cost of the solar produced electricity was only a third of the price of the purchased electricity. With adequately sized system, most of the produced electricity can be used and the rest stored or sold to the grid. Electric vehicles alongside electric solar system improved profitability remarkably. Half of the excess energy could be charged to the electric vehicle, and from April to August most of the needed charge for driving was covered by it. Separate battery system on the other hand did not turn out to be very profitable. During the peak production period of solar energy the consumption and price of electricity are low, and selling excess to the grid is not lucrative due to the low prices.

Production of solar power has increased significantly also in industry and keeps on expanding. Investments in infrastructure are needed to level out the uncertain and uneven production of renewables. Solar power, especially with connected battery storage, has potential to be utilized in reserve markets as well.