Off-grid asumiskohteen energiatarkastelu
Airaksinen, Juha (2019)
2019
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019110920868
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019110920868
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tarkoituksena on off-grid asumiskohteen energiatarkastelu, jossa perehdytään kohteen energiantarpeeseen ja -saantiin ja sen riittoisuuteen ympäri vuoden.
Työn teoriaosassa perehdytään tuulivoimaan ja aurinkoenergiaan, sekä näiden hyödynnettävyyteen eri menetelmillä. Teoriaosa pohjautuu kirjallisuus- ja verkkolähteisiin.
Työssä oli tarkoitus selvittää off-grid asumiskohteen nykyinen energiantarve ja lämmitysmuoto sekä niiden riittävyys. Kohteen energiansaanti tarkastellaan ensin teoreettisesti ympäri vuoden tuottona aurinkopaneelien ja pientuulivoimalan kapasiteetti huomioiden, käyttäen apuna vuosittaisia säteily- ja tuulitilastoja. Teoreettista tietoa verrataan kohteesta mitattuun tuotantoon. Työssä perehdytään lisäksi kohteen pientuulivoimalan ongelmiin, sillä on tiedossa, että sen lapojen pyörimisnopeudet ovat huonot ja energian tuotto pieni.
Työni tuloksena voidaan todeta, että kohteen energiantuotto on tarpeellisella tasolla huhti-syyskuun välisenä aikana, kun käytetään aurinkovoimaa. Tuulivoima sen sijaan tuottaa heikosti energiaa. Syynä tähän ovat tuulivoimalan sijainti ja ympärillä olevat tuuliesteet. Lisäksi voimalaan on tehty sellaisia muutoksia, jotka saattavat vaikuttaa negatiivisesti sen energiantuottoon. Talvikautena kohteessa käytetään aggregaattia, jolla ladataan akkuvarastoa. Kohteen lämmitykseen olisi suositeltavaa tehdä muutos ja vaihtaa varaavaan takkaan, joka tasoittaisi lämmitystä ja vähentäisi puun käyttöä. The purpose of this thesis was to analyze the energy needs of an off-grid residence. The analysis covered the energy needed and received throughout the year and its sufficiency.
The theory part of this thesis is focused on wind and solar energy and their utilization through various methods. The theory part is built on literary and web-based sources.
In the main part of the thesis the purpose was to examine the current energy demand and heating system of the off-grid residence and their sufficiency. The energy intake of the subject was first examined theoretically as a year-round output using yearly radiation and wind statistics while taking into consideration the capacities of the solar panel and small wind turbine. The theoretical data was compared to the actual measured output. The thesis also explored the problems of the small wind turbine since it is known to have small rotating speeds and a small energy output.
As a result of the thesis, it can be said that the subject´s energy output meets the required levels during the months from April to September on solar energy, but the energy output of wind energy is not enough. This is due to the location of the wind turbine and its surroundings which block most of the wind. Furthermore, changes have been made to the turbine that may affect its energy output negatively. During winter season, an aggregate is used to charge the battery reserves.
It would be recommendable to upgrade the fireplace of the residence to a heat retaining fireplace to even out the heating and lower wood consumption.
Työn teoriaosassa perehdytään tuulivoimaan ja aurinkoenergiaan, sekä näiden hyödynnettävyyteen eri menetelmillä. Teoriaosa pohjautuu kirjallisuus- ja verkkolähteisiin.
Työssä oli tarkoitus selvittää off-grid asumiskohteen nykyinen energiantarve ja lämmitysmuoto sekä niiden riittävyys. Kohteen energiansaanti tarkastellaan ensin teoreettisesti ympäri vuoden tuottona aurinkopaneelien ja pientuulivoimalan kapasiteetti huomioiden, käyttäen apuna vuosittaisia säteily- ja tuulitilastoja. Teoreettista tietoa verrataan kohteesta mitattuun tuotantoon. Työssä perehdytään lisäksi kohteen pientuulivoimalan ongelmiin, sillä on tiedossa, että sen lapojen pyörimisnopeudet ovat huonot ja energian tuotto pieni.
Työni tuloksena voidaan todeta, että kohteen energiantuotto on tarpeellisella tasolla huhti-syyskuun välisenä aikana, kun käytetään aurinkovoimaa. Tuulivoima sen sijaan tuottaa heikosti energiaa. Syynä tähän ovat tuulivoimalan sijainti ja ympärillä olevat tuuliesteet. Lisäksi voimalaan on tehty sellaisia muutoksia, jotka saattavat vaikuttaa negatiivisesti sen energiantuottoon. Talvikautena kohteessa käytetään aggregaattia, jolla ladataan akkuvarastoa. Kohteen lämmitykseen olisi suositeltavaa tehdä muutos ja vaihtaa varaavaan takkaan, joka tasoittaisi lämmitystä ja vähentäisi puun käyttöä.
The theory part of this thesis is focused on wind and solar energy and their utilization through various methods. The theory part is built on literary and web-based sources.
In the main part of the thesis the purpose was to examine the current energy demand and heating system of the off-grid residence and their sufficiency. The energy intake of the subject was first examined theoretically as a year-round output using yearly radiation and wind statistics while taking into consideration the capacities of the solar panel and small wind turbine. The theoretical data was compared to the actual measured output. The thesis also explored the problems of the small wind turbine since it is known to have small rotating speeds and a small energy output.
As a result of the thesis, it can be said that the subject´s energy output meets the required levels during the months from April to September on solar energy, but the energy output of wind energy is not enough. This is due to the location of the wind turbine and its surroundings which block most of the wind. Furthermore, changes have been made to the turbine that may affect its energy output negatively. During winter season, an aggregate is used to charge the battery reserves.
It would be recommendable to upgrade the fireplace of the residence to a heat retaining fireplace to even out the heating and lower wood consumption.