Aurinkoenergiajärjestelmän suunnittelu asuinrakennusten sähköntuottoon

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli tehdä mitoitustyökalu ja ohjeistus sähkösuunnittelijalle aurinkosähköjärjestelmän suunnittelua varten. Työn tarkoitus oli tukea sähkösuunnittelijan tietämystä aurinkosähköjärjestelmissä käytetyistä tekniikoista, toimintaperiaatteista ja standardeista sekä verkonhaltijoiden vaatimuksista. Lisäksi tarkoituksena oli perehtyä sähköverkkoon liitettäviin aurinkosähköjärjestelmiin, jolloin saarekekäyttöiset järjestelmät rajattiin aihealueen ulkopuolelle.

Opinnäytetyössä perehdyttiin auringon säteilystä saatavan sähköenergian periaatteisiin ja aurinkosähköjärjestelmän komponentteihin. Näiden lisäksi työssä käsiteltiin aurinkosähköjärjestelmän teknistä mitoittamista ja opastettiin käyttämään erilaisten tutkimuslaitosten materiaalia muun muassa auringon säteilymäärien selvittämiseksi. Opinnäytetyössä tutustuttiin myös aurinkosähköjärjestelmän teknistaloudelliseen mitoittamiseen ja sellaisiin tehtävien investointien kannattavuuden laskentamenetelmiin kuin annuiteettiin ja takaisinmaksuaikaan.

Opinnäytetyön haasteena oli löytää uusia suomenkielisiä materiaaleja, sen vuoksi lähes kaikki tässä työssä käytetyt lähteet olivat englanninkielisiä. Näistä aurinkosähköjärjestelmiin liittyvät materiaalit olivat suhteellisen tuoreita painoksia. Koska aurinkosähköjärjestelmä on jatkuvasti yleistyvä ja voimakkaasti kehittyvä tekniikan ala, oli tärkeää löytää mahdollisimman uusia ja tuoreita lähteitä sekä tutkimustuloksia.

Opinnäytetyö onnistui hyvin ja mitoitustyökalu oli tavoitteiden mukainen. Mitoitustyökalun visuaalisen ilmeen ja tulostettavan raportin selkeyttä voisi vielä selkeyttää, mutta kokonaisuus on kuitenkin toimiva ja ottaa huomioon sille asetetut tavoitteet. Opinnäytetyö toimii hyvin sähkösuunnittelijan ja asiasta kiinnostuneen henkilön perustietolähteenä suunniteltaessa aurinkosähköjärjestelmää ja harkittaessa sen toimivuutta ja kannattavuutta.

The purpose of this thesis was to make a sizing tool and instructions for electrical planners to use in the design process of photovoltaic systems. The aim was to support the knowledge of electrical planners of the technologies used in photovoltaic systems, the operational principles and standards and also the grid owners’ requirements for such systems. The main subject of this thesis is the power grid connected photovoltaic systems, thereby ruling out islanding systems.

The theoretical part of this thesis focuses on the components of a photovoltaic system and the electrical power provided by solar radiation. In addition to that this thesis also deals with the technical dimensioning of the photovoltaic systems and guides in the use of study results from various research institutes in order to find out, for example the amount of solar radiation. This thesis also explores the technical and economical dimensioning of the photovoltaic systems as well as the profit assessment from investments such as annual installments and repayment period methods.

The challenge was to find new material and sources in Finnish and because of that, most of the used material is in English. The English sources were comparatively new and due to photovoltaic systems being a constantly developing business, it was highly important to find as new material and research results as possible for this thesis.

Overall, this Bachelor’s thesis succeeded well and the resulting sizing tool is consistent with the objectives given. The visual appearance of the sizing tool and the printable report could be improved and made slightly clearer. Nevertheless, the sizing tool is functional and fulfills its main aims. This thesis is a good source for basic information on the planning of a photovoltaic system and on the assessment of its functionality and profitably for an electrical planner.