Vapaa-ajan asunnon omavarainen uusiutuvan energian tuotanto

Abstract

Tämä insinöörityö tehtiin Metropolia Ammattikorkeakoululle. Työn tarkoitus oli tuottaa selvitystyö vapaa-ajan asunnon omavaraisesta uusiutuvan energian tuotannosta sekä sen hyödyntämisestä lämmityskäytössä.

Työ aloitettiin selvittämällä ympärivuotisessa käytössä olevan vapaa-ajan asunnon sähkönkulutus. Sopivaksi kohteeksi valittiin perheen vapaa-ajan asunto Asikkalasta. Tuntikohtaiset sähkönkulutustiedot kohteesta saatiin sähköyhtiön verkkopalvelusta. Sähkönkulutusta tarkasteltiin mahdollisimman kylmällä talvikaudella sekä alueen keskilämpötilaa lähellä olevalla kevätkaudella. Tämän jälkeen pohdittiin mahdollisia energiantuotantomuotoja ja päädyttiin tuulivoimaan. Tuulivoiman tuotantotehon laskemiseksi tarvittiin tarkkoja tuulitilastoja, jotka löytyivät Asikkalan Pulkkilanharjun sääasemalta.

Vertailuun valittiin kaksi erikokoista tuulivoimalaa, joiden arvioitiin olevan soveltuvia tuottamaan riittävä määrä sähköä vapaa-ajan asunnon tarpeeseen. Tuulivoimaloiden sähköntuotannon havaittiin kuitenkin olevan tyynillä ajanjaksoilla niin vähäistä, että sähköä pitäisi pystyä varastoimaan niiden varalle. Lisäksi havaittiin, että sähkönkulutusta lämmityksessä pitäisi pystyä vähentämään, jotta sähkön varastointiin käytettävän akkujärjestelmän ei tarvitsisi olla niin suuri.

Energiatehokkaammista lämmitysmuodoista valittiin vertailuun maa- ja ilmalämpöpumppu. Kulutuslukemat laskettiin kummallekin pumpulle erikseen ja niitä vertailtiin keskenään. Vertailussa havaittiin, että ilmalämpöpumppu on kevätkaudella hieman energiatehokkaampi kuin maalämpöpumppu, mutta talvikaudella maalämpöpumppu on selvästi ilma-lämpöpumppua parempi.

Lopputulokseksi saatiin, että tuulivoima ei yksinään sovellu vastaamaan talvikäytössä olevan vapaa-ajan asunnon sähkön- ja lämmöntarpeisiin.

This Bachelor´s thesis was made for Metropolia University of Applied Sciences. The purpose of this thesis was to produce an analysis on self-sufficient renewable energy production for holiday homes and to analyse its possibilities in heating.

At the beginning of the process, the energy consumption of a holiday home was analysed. A family holiday home in Asikkala was chosen to be a suitable target for this analysis. The hourly figures of electricity consumption were available on the web service of the electricity company. These figures were surveyed during the coldest period of the winter season and also during the spring season with the temperature closest to the area´s average tem-perature. Possible forms of energy production were considered and the decision to study wind power as an opportunity was made. The power of wind power was calculated by using accurate wind statistics available on Asiakkala’s Pukkilanharju weather station.

Two different sizes of wind turbines were chosen for comparison. These were estimated to produce the adequate amount of electricity for the needs of the holiday home. The electricity production of both of the turbines was detected to be so minimal in calm weather, that a battery system should be used during these periods. It was also detected that the electricity consumption of heating should be reduced in order to avoid the need for too large a battery system.

From the most energy efficient ways of heating, a ground source heat pump and an air source heat pump were chosen to be used in comparison. The consumption figures were calculated for each of the pumps separately and these figures were compared. As a result of this comparison it was detected that the air source heat pump is slightly more efficient during the spring period, compared to ground source heat pump. However in the winter period the ground source heat pump is clearly more efficient than an air source heat pump.

As a result of this thesis it can be said that wind power is not suitable to be used without any supporting heating system in a holiday home all year round. It was discovered that wind power is not able to cover the needs of electricity and heating of the house.