Omakotitalokohteen energiakulutus ja lämmityksen tarkastelu

Abstract

Tässä opinnäytetyössä lähdettiin tarkastelemaan Porissa sijaitsevan omakotitalokohteen energiankulutusta kohteen omistajan toiveesta. Tavoitteena oli saada selväksi kohteen todellinen kulutus ja kulutuksen jakautuminen. Tavoitteiksi asetettiin myös mahdollisen liian suuren kulutuksen syiden selvittäminen. Opinnäytetyöhön kuului lisäksi kohteeseen hiljattain asennetun ilmalämpöpumpun odotetun tuoton ja takaisinmaksuajan laskeminen, sekä optimaalisen aurinkosähköjärjestelmän mitoitus. Mitoitetulle aurinkosähköjärjestelmälle tehtiin myös odotettujen tuottojen ja takaisinmaksuajan laskenta. Viimeiseksi selvitettiin vielä olisiko kohdekiinteistön liittäminen kaukolämpöverkkoon kannattavaa.

Kulutuksen selvittäminen perustui selvillä oleviin sähkön kokonaiskulutuksiin, sekä lähdekirjallisuudesta haettuihin vertailuarvoihin. Saatiin selville, että kohteen lämmityksen kulutus oli vuositasolla noin 2MW lähdekirjallisuuden vertailuarvoa suurempaa, ja syyksi tälle oletettiin olevan nykyisen lämmitysjärjestelmän energiatehoton kytkentä ja järjestelmän ikä. Ratkaisuksi ehdotettiin kohteen lämmitysvaraajan vaihtamista, ja vesikiertoisen lämmityksen katkaisemista ulkorakennukseen.

Asennetulle ilmalämpöpumpulle laskettiin tuotot lähdekirjallisuuden avulla, ja saatiin selville ilmalämpöpumpun maksavan itsensä takaisin 3-4 vuodessa.

Aurinkosähköjärjestelmä mitoitettiin vertaamalla eri paneelimääräisten järjestelmien takaisinmaksuaikoja 30 vuoden pitoajalla. Järjestelmien tuotot ja omakäytön osuus perustuivat simulaatioihin ja opinnäytetyössä laskettuihin kulutuksiin. Eri aurinkosähköjärjestelmille tehtiin lisäksi herkkyystarkasteluja, joissa parhaaksi vaihtoehdoksi nousi toistuvasti 4,95 kW:n järjestelmä, jolle laskettiin takaisinmaksuajaksi 17 vuotta.

Kaukolämpöön liittymiselle laskettiin takaisinmaksuajaksi noin 20 vuotta, joka perustui opinnäytetyössä laskettuun kohteen lämmitysenergian kulutukseen.

The goal of this thesis was to examine the energy consumption, and how the energy consumption was divided in a detached house by request of the property owner. If it would have been found that the consumption was more than normal, a reason was to be found. Additionally, the energy output and payback period of a recently installed air-to-air heat pump was also to be looked at, and optimized photovoltaic system was to be designed to the house. Energy output and payback period for said photovoltaic system would also be calculated. Lastly, would joining the house to district heating be profitable.

Energy consumption was determined by looking at known electricity consumptions and reliable literature sources. It was found that the energy consumption in the target was roughly 2MW too high compared to similar properties, and the reason for this was determined to be the non-energy efficient heating installation, and the age of the system in general. Suggested solution for this was to change the boiler, and to cut the heating to the outbuilding.

The expected energy output for the installed air-to-air heat pump was calculated by looking at literature sources, and the payback period was determined to be from 3 to 4 years.

The sizing of optimal photovoltaic system was done by comparing the payback periods of different system sizes for 30-year system lifetime. Energy outputs and the portion of produces energy used at target were based on simulations and consumptions calculated in this thesis. Sensitivity analysis was done for each system, and the largest 4,95 kW system came up on top on each analysis with 17-year payback period.

Payback period for joining the target property to district heating was determined to be roughly 20 years, which was based on the calculated energy consumptions in this thesis.