Aurinkoenergian pientuotantojärjestelmän suunnittelu musiikkistudion energiantarpeeseen

Abstract

Opinnäytetyön suunnittelukohteena oli Sonic Pump Studios Oy -musiikkistudio, joka sijaitsee osoitteessa Vanha Talvitie 19 A 4, 00580 Helsinki. Kyseessä on Suomen toiseksi suurin musiikin äänitys- ja miksauspalveluja tarjoava musiikkistudio. Opinnäytetyön taustalla oli halu selvittää aurinkovoiman pientuotantojärjestelmän hyödyntämistä musiikkistudion energiantarpeessa. Työssä tarkasteltiin aurinkosähköjärjestelmän hyödyllisyyttä ja selvitettiin, missä mittakaavassa suunnittelukohteen verkosta ostaman sähkön osuutta saataisiin leikattua kevät-, kesä- ja syyskuukausien osalta. Opinnäytetyön tarkoituksena oli mitoittaa musiikkistudiokohteen energiantarvetta vastaava aurinkoenergian pientuotantojärjestelmä sähköverkkoliittymän rinnalle. Pientuotantojärjestelmän mitoituksen perusteena toimi sähköyhtiöltä saatu musiikkistudion energiankäyttödata. Opinnäytetyössä laadittiin oma laskentatyökalu aurinkovoimaloiden tuotannon arvioimiseksi eri sääolosuhteissa sekä eri vuodenaikoina.

Osana opinnäytetyötä analysoitiin, kuinka nimellisteholtaan 5 ja 6 kW:n tuotantotehokapasiteetin aurinkopaneelijärjestelmät suoriutuivat eri sääolosuhteissa ja eri vuodenaikoihin aurinkoenergian pientuotannosta. Todetaan, että nimellisteholtaan 5 kW:n aurinkopaneelijärjestelmä on suunnittelukohteen energiantarpeeseen paremmin sopiva. Todetaan myös, että opinnäytetyössä luodun laskentatyökalun tulokset pitävät paikkansa, kun niitä verrataan Euroopan komission tiedejärjestön interaktiivisen aurinkopaneelien ”PVGIS-5”-tuotantoennustetyökalun laskemiin tuloksiin. Opinnäytetyön suunnittelukohteessa oli aurinkovoiman pientuotannon ja sen tuottaman energian hyödyntämisen kannalta se suuri etu verrattuna esimerkiksi kotitalouksiin, että valtaosa kohteessa käytetystä sähköenergiasta käytettiin valoisaan vuorokaudenaikaan. Aurinkopaneelien tuottama energiamäärä vuodessa on noin 4 537 kWh, kun taas suunnittelukohteen vuosittainen energiankulutus on 19 317 kWh. Arviolta 23,5 % Sonic Pump Studios Oy:n energiankulutuksesta pystytään siis kattamaan oman nimellisteholtaan 5 kW:n aurinkoenergian pientuotannon avulla. Investoinnin takaisinmaksuaika on noin 8 vuotta ja 5 kuukautta olettaen aurinkovoiman pientuotantoinvestoinnin maksavan yritykselle 6 000 e (alv. 24 %). Investoinnin kannattavuutta nosti huomattavasti se, ettei akkujärjestelmää kohteen sähkönkulutusprofiilin ansiosta koettu musiikkistudiolle hyödylliseksi. Lisätutkimus voisi olla tarpeen aurinkovoiman pientuotannon hyödyntämisestä esimerkiksi oppilaitoksien ja sairaaloiden energiantarpeen osalta.

As the price of electricity continues to soar globally, taking small steps towards utilizing a more self-sufficient renewable power strategy will undoubtedly become increasingly important in the foreseeable future of running a business. The purpose of this thesis was to theoretically analyze the benefits of adding a photovoltaic system in a large-sized professional music recording studio location, Sonic Pump Studios OY. Its premises are located in the district of Kalasatama, Helsinki, Finland. The main working hours of the premises are between 9am and 6pm, during which the sunlight exposure can successfully be turned into electricity without expensive battery system investments.

The goal of this thesis was not to design a completely off-the-grid location, but to cut the electrical costs of running the studio during the months of spring, summer and autumn. As a part of the thesis, the amount of energy harvested by two differently sized photovoltaic systems were comprehensively compared in varying weather conditions. It is worth mentioning that the nature of the thesis was solely theoretical. Nevertheless, the outcome of this study could be considered as a general guide concerning the utilization of solar energy amongst businesses and schools that share a similar electricity consumption profile.