Aurinkopaneelien tuotannon ohjaus energiaomavaraisuuden parantamiseksi

Abstract

Opinnäytetyön aiheena oli aurinkopaneelien tuotannon ohjaus energiaomavaraisuuden parantamiseksi. Työssä tarkasteltiin erilaisia aurinkopaneelien tuotannon ohjausratkaisuja, joiden avulla olisi mahdollista kasvattaa kotitaloudessa hyödynnettävän aurinkosähkön määrää. Tämä oman aurinkosähkön parempi hyödyntäminen parantaisi kotitalouden energiaomavaraisuutta ja vähentäisi ostettavan sähkön määrää. Nämä muutokset toteutuessaan tarkoittaisivat myös pienentynyttä kotitalouden energiankäytön päästöjä ja nopeutunutta investoinnin takaisinmaksuaikaa, sillä yhä suurempi osa energiantarpeesta toteutettaisiin aurinkosähköllä.

Opinnäytetyö toteutettiin kartoittavana tutkimustyönä aiheen toimeksiantajalle, Helen Oy:lle. Helen Oy:n kautta työssä oli mahdollista tutkia tarkasteltavien tuotannon ohjauskeinojen todellista toimintaa ja niiden avulla saatavia muutoksia. Työssä esiteltiin työn aiheen tarpeellisuus, aurinkopaneelijärjestelmä toimintaperiaatteineen, tuotannon ohjauskeinot ja todellisten hankkeiden tulosten pohjalta luotu yhteenveto.

Aurinkopaneelien ylituotannolla tarkoitetaan sitä tuotantomäärää, joka ylittää kotitalouden energiantarpeen. Opinnäytetyössä kartoitettiin tuotannon ohjauskeinoja ja erilaisia kulutuskohteita, joihin ylituotantoa voitaisiin ohjata. Näistä erilaisista kulutuskohteista valittiin soveltuvimmat tarkempaan tarkasteluun, jotta saatiin tarkemmin analysoitua ratkaisun toteutuskelpoisuus.

Opinnäytetyön johtopäätökseksi saatiin, että tarkasteltavista kulutuskohteista lämpimän käyttöveden tuotto ja sähköauton lataus olivat kannattavimmat kohteet ohjata aurinkopaneelien ylituotantoa. Käytännön hankkeiden mittaustulosten avulla todettiin, että työssä tutkittu releohjaus lämpimän käyttöveden tuottoon vähensi ostosähkön tarvetta. Ilta-aikaan tapahtunut käyttöveden lämmitys väheni, jolloin ratkaisun kannattavuus ja toimivuus saatiin varmistettua.

The subject of this thesis was solar panel power control to optimize energy self-sufficiency. During this thesis, different solar panel power controlling methods were studied to increase the amount of solar energy used in the household. Better usage of solar energy would result in optimized energy self-sufficiency and a decreased amount of grid electricity purchased. When in action, these changes would also contribute to smaller energy usage emissions and an accelerated payback time due to even larger amount of energy usage would be covered by solar electricity.

This thesis was executed as a surveying research work for the customer, Helen Ltd. Through the co-operation with Helen Ltd, it was possible to research the actual changes and results of power controlling methods studied in this thesis. In this thesis, the need for this subject, solar panel system with principles, power controlling methods and results based on real-life case examples were presented.

Excess power production of solar panels is the amount of energy produced, which exceeds the energy need in the household. During the thesis, power directing methods and different energy using devices with possibilities to utilize solar panels overproduction were surveyed. From these different kinds of energy consuming appliances, the most suitable ones were selected for a closer look to allow more accurate analyzation of the solution.

The conclusion of the thesis was that hot water production and electric vehicle charging are the most prominent areas, where it would be reasonable to direct solar panel overproduction. Real-life case examples showed that relay control of hot water production decreased the amount of electricity bought from the grid. Hot water heating with grid electricity decreased during evening times, which allowed concluding the functionality of the solution. Multiple different kinds of energy using appliances were reviewed and real-life test projects produced consistent results, compatible with the goals of this thesis.