Yhdistetty sähkön ja lämmön tuotanto pienkiinteistössä

Abstract

Tässä insinöörityössä on perehdytty sähkön sekä lämmön yhteistuotantoon, joka on nimeltään mikro-CHP. Tämä teknologinen ratkaisu perustuu jo suuremmissa voimalaitoksissa käytössä olevaan teknologiaan, mutta on suunniteltu kotitalouksille. Erittäin oleellisena seikkana laitteistossa on itse tuotetun sähkön käyttäminen tai sen myyminen. Maantieteellisestä sijainnista riippuen joko sähkö tai lämpö on ikään kuin laitteiston sivutuote. Tässä insinöörityössä käytiin läpi erilaisia teknologisia ratkaisuja, joilla laitteistoja on valmistettu sekä vertailtiin näiden keskinäisiä eroavuuksia ja ominaisuuksia. Laitteistoja ei ole Suomessa erityisemmin saatavilla, minkä takia perehdyttiin tilanteeseen muualla maailmassa laitteistojen ja kehityksen kannalta. Suomen sähköverkon kanssa yhteensopiva laitteisto otettiin arvioitavaksi ja tutkittiin pintaa syvemmältä laitteiston liittämistä, käyttämistä sekä asennusvaatimuksia. Laitteiston toimintaa, käytettävyyttä sekä mahdollisia kustannuksia arvioitiin tarkemmin. Kustannuksiin vaikuttaa huomattavasti muissa maissa käytetyt kannustimet sekä tietysti itse tuotetun sähkön käyttäminen tai sen myyminen. Lopuksi katsastettiin mitä muita sähkön tuottoon suunniteltuja tuotteita on nykyään tarjolla kuluttajille sekä muita tuloillaan olevia mCHP-laitteistoja. MCHP vaikuttaa hyödylliseltä kuluttajan näkökulmasta vähentämällä sähkölaskua. Ympäristön kannalta laitteistot vähentävät haitallisia CO2-päästöjä. Kustannukset ovat kuitenkin toistaiseksi suurehkot sekä saatavuus on rajoitettu.

Combined Heat and Power, CHP, has been in the market for some time now. However, due to the increasing energy demands and the ever-rising cost of energy, it has become economically viable to develop a small scale version of CHP. This is called micro-CHP, and it is aimed for common households. It shows great promise in the fight against reducing carbon dioxide emissions. The main idea of the micro-CHP is to produce either heat or electricity, and the other is received as a useful byproduct. Whichever is the main product depends mostly on the geographical location. With this technology, it is also possible to receive a higher amount of energy from a fuel source, thus saving in fossil fuel consumption rate. The study evaluates the different mCHP-installations available in Europe, as there are none currently imported to Finland. The different technologies, used by different manufacturers, are further clarified and their pros and cons are evaluated. One installation suited for the Finnish power grid is taken under scrutiny. It is clarified what it takes to install and operate the device and what other requirements are needed to consider beforehand. Also the functionality, usability and the approximated costs included are inspected. Incentives used in many European countries have a big impact on the costs as well as the option to use or sell the self-produced electricity. Lastly, the near future of mCHP is discussed. There are several very promising technologies that can offer sound economic benefits. The consumer market also offers some more traditional electricity-producing installations, such as wind or solar power solutions which may be combined with some micro-CHP installations. This study clarifies that the micro-CHP technology is beneficial in many ways for the consumer and environmentally effective in reducing CO2 emissions. Currently, its costs, however, are high and its availability to consumers is limited.