Aurinkoenergian hyödyntäminen jäähdytyksessä

Abstract

Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, miten auringosta saatavaa ilmaisenergiaa pystytään hyödyntämään kiinteistön jäähdytyksessä. Kohteena toimi Turun ammattikorkeakoulun omistama tutkimuskonepajana sekä oppilaitoksena toimiva kiinteistö. Työn toimeksiantajana toimii Solarleap-Varsinais-Suomi-hanke, joka toteutetaan Turun ammattikorkeakoulun ja Turun ammatti-instituutin välisenä yhteistyönä.

Työssä päädyttiin tutkimaan kolmen erilaisen aurinkojärjestelmän toimintaa jäähdytyksen osatehomitoituksella. Aurinkojärjestelmät tukisivat nykyisen kompressorikäyttöisen nestejäähdytyskoneikon toimintaa kesäkuukausina, jolloin aurinkoa on tarjolla.

Aurinkojäähdytys- sekä aurinkosähköjärjestelmien toiminnan simulointiin käytettiin siihen tarkoitettua Vela Solaris AG:n Polysun-aurinkojärjestelmien simulointiohjelmaa. Aurinkojäähdytyksen osalta simuloitiin adsorptio- sekä absorptiojäähdyttimien toimintaa taso- ja tyhjiöputkikeräimillä. Aurinkosähkön osalta simuloitiin suoraan verkkoon liitettyä järjestelmää.

Tutkimuksessa vertailtiin aurinkojäähdytysjärjestelmän sekä aurinkosähköjärjestelmän kannattavuutta 30 vuoden tarkasteluajanjaksolla. Aurinkojäähdytysjärjestelmän toiminta todettiin kannattamattomaksi pienessä mittakaavassa Suomen olosuhteissa. Aurinkosähkön osalta päästiin 17 vuoden takaisinmaksuaikaan.

The goal of the thesis work was to examine ways to use solar energy for the cooling of a real estate. The research work was conducted within a real estate owned by Turku University of Applied Sciences. The research work was comissioned by the Solarleap project, which was carried out in co-operation with the Turku University of Applied Sciences and Turku Vocational Institute.

This study investigates three different alternatives of solar system operation for cooling purposes. Solar systems could support the current activities of the compressor chiller during the summer when solar energy is greatly available.

Solar cooling and solar photovoltaic systems were simulated by using the Polysun simulation program. As for solar cooling systems adsorption- and absorption cooling systems were simulated by using the flat collector and evacuated tube collector. Solar photovoltaic systems we simulated with a grid solar power system.

This study compared the efficiency between the solar cooling and photovoltaic systems. A solar cooling system was found unprofitable in the Finnish climate conditions. A solar photovoltaic system was found profitable with a 17-year payback time.