Aurinkoenergiaratkaisun optimointi

Abstract

Uusiutuvan energiantuotannon tarjonta ja suosio on ollut ja on edelleen nousussa järjestelmien kehityksen ja kansallisten päästötavoitteiden myötä. Monet energiayhtiöt tarjoavat omia aurinkosähköpakettejaan kuluttajille, ja osa kuluttajista suunnittelee ja toteuttaa järjestelmän itse. Aurinkosähköjärjestelmien mitoitus perustuu usein pitkällä aikavälillä tarkasteltavaan kulutukseen. Tällä menetelmällä tuotetun ja kulutetun sähkön määrä voi täsmätä paperilla, mutta käytännössä kaikkea sähköä ei välttämättä saada käytettyä itse. Opinnäytetyön tavoitteena oli tarkastella erilaisilla lämmitysratkaisuilla rakennettujen omakotitalojen tuntikohtaista sähkön kulutusta ja verrata sitä teoreettiseen aurinkosähkön tuottoon. Vertailun pohjalta tarkasteltiin keinoja, joilla aurinkosähköjärjestelmien hyötyä saataisiin kasvatettua, ja tapoja, joilla mitoitusperiaatteita muutettaisiin. Työtä varten valittiin kolme Jyväskylässä sijaitsevaa ja erilaisella lämmitysratkaisulla rakennettua omakotitaloa. Tutkittavista omakotitaloista hankittiin sähkön tuntikohtaiset kulutustiedot yhden vuoden ajalta sekä tietoja lämmitysjärjestelmästä ja muista kodin sähkölaitteista. Kulutustietojen avulla kohteille laskettiin kesäkuukausien keskimääräiset tuntikohtaiset päiväkulutukset. Jokaiselle omakotitalolle tehtiin tarvittavan aurinkosähköjärjestelmän mitoitus erilaisilla mitoitusperiaatteilla. Opinnäytetyön tulosten perusteella kulutuksen ja aurinkosähkön tuntipohjaisen tarkastelun avulla mitoituksesta saadaan tarkempaa. Tulosten perusteella nähdään, etteivät samat mitoitustavat sovellu kaikille lämmitysmuodoille. Aurinkosähkön kaikkein optimaalisimpaan hyödyntämiseen tarvitaan akku, johon aurinkosähköä varastoidaan myöhempää käyttöä varten, sekä muutoksia kuluttajien toimintatapoihin.

Developing systems and national emission targets have facilitated the supply and popula-rity of renewable energy production. Many energy companies offer consumers their own photovoltaic packages, and some consumers plan and implement the system themselves. Plannig photovoltaic systems is often based on long-term consumption which produces an estimate where the amount of produced and consumed electricity can match in theory, but in practice the user may not be able to use all the produced electricity. The aim of the thesis was to inspect the hourly electricity consumption of detached houses using different heating solutions and compare them with the theoretical solarpower pro-duction. The comparison enabled studying the ways to increase the efficiency of solar po-wer systems and how to change the design principles. Three detached houses in Jyväskylä with different heating solutions were selected for the inspection. Hourly consumption data on the electricity for a time period of a year was obtained with the information about the heating system and other household electrical appliances for the examined houses. The consumption data was used to calculate an ave-rage hourly consumption rate per day for each of the summer months. The photovoltaic system was planned for each house individually with different design principles. The results of the thesis make planning the system more accurate based on the hourly in-spection of consumption and photovoltaic electricity production. The results show that the same dimensioning methods are not suitable for all heating sytems. For the most optimum use of solar power, a battery is required to store the solar power for later use. Changing the consumer behavior also has a big role in making solar power more cost-effective.