Omakotitalon OFF-GRID aurinkosähköjärjestelmän suunnitelma
Mikkola, Ville-Markus (2023)
2023
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202303234040
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202303234040
Tiivistelmä
Työssä suunniteltiin 100 m2 suuruiseen omakotitaloon off-grid aurinkosähköjärjestelmä ja mitoitettiin siihen tarvittavat komponentit. Tuottoa, kustannuksia ja takaisinmaksuaikaa verrattiin lisäksi 150 m2 ja 200 m2 kokoisiin taloihin. Offgrid aurinkosähköjärjestelmä tarkoittaa itsenäistä yleiseen jakeluverkkoon kytkemätöntä järjestelmää. Tutkittiin, pärjätäänkö järjestelmällä taajama-alueella, kun omakotitalossa asutaan ympärivuoden.
Sähkö tuotetaan paneeleilla ja se syötetään invertterille, josta sähkö saadaan talon käyttöön. Ylijäämä sähkö ladataan akkuihin. Mikäli aurinkosähköä ei tuoteta tarpeeksi, sähkön saanti voidaan kääntää julkiseen verkkoon.
Suunnitelma perustui sähkönsiirtoraporttiin ja auringon kuukausittaiseen aurinkotuntimäärään.
Mitoituslaskelmat suoritettiin maaliskuusta syyskuuhun, koska aurinkotuntimäärän perusteella talvikuukausina auringonvaloa ei ole saatavilla riittävästi ja tällöin sähköntuotanto on vähäistä. Suunnitelmaa ei mitoitettu äärirajoilleen, jotta sähköntuotto on riittävä kaikissa olosuhteissa.
Invertterityypeistä valittiin hybridi-invertteri, koska se voi toimia julkisesta verkosta saadulla tai generaattorin tuottamalla sähköllä. Siinä yhdistyvät verkonja off-grid-järjestelmien parhaimmat ominaisuudet. Akuston koko määritettiin kokonaissiirtoenergian perusteella.
Sähköauton latauksen mitoituksesta luovuttiin. Jotta latausteho ja -aika olisivat olleet kohtuullisia, aurinkosähköjärjestelmän kokoa olisi pitänyt kasvattaa lähes kaksinkertaiseksi. Kesäkuukausina olisi toki mahdollista käyttää aurinkosähköä lataukseen silloin, kun sähkön käyttö on vähäistä ja ylijäämä sähköä on runsaasti. Lataus olisi mahdollista hoitaa invertterin ohjelmoinnin avulla.
Tämän suunnitelman laskelmien ja komponenttien valintojen sekä ympäristömuutosten
perusteella off-grid aurinkosähköjärjestelmän takaisinmaksuaika lähentelee järjestelmän käyttöikää, jolloin sitä ei ole kannattavaa valita omakotitaloon, joka sijaitsee taajamassa julkisen sähköverkon ulottuvilla. Järjestelmän takaisinmaksuajaksi tuli noin 22 vuotta ja sen käyttöikä on noin 30 vuotta.
Sähkö tuotetaan paneeleilla ja se syötetään invertterille, josta sähkö saadaan talon käyttöön. Ylijäämä sähkö ladataan akkuihin. Mikäli aurinkosähköä ei tuoteta tarpeeksi, sähkön saanti voidaan kääntää julkiseen verkkoon.
Suunnitelma perustui sähkönsiirtoraporttiin ja auringon kuukausittaiseen aurinkotuntimäärään.
Mitoituslaskelmat suoritettiin maaliskuusta syyskuuhun, koska aurinkotuntimäärän perusteella talvikuukausina auringonvaloa ei ole saatavilla riittävästi ja tällöin sähköntuotanto on vähäistä. Suunnitelmaa ei mitoitettu äärirajoilleen, jotta sähköntuotto on riittävä kaikissa olosuhteissa.
Invertterityypeistä valittiin hybridi-invertteri, koska se voi toimia julkisesta verkosta saadulla tai generaattorin tuottamalla sähköllä. Siinä yhdistyvät verkonja off-grid-järjestelmien parhaimmat ominaisuudet. Akuston koko määritettiin kokonaissiirtoenergian perusteella.
Sähköauton latauksen mitoituksesta luovuttiin. Jotta latausteho ja -aika olisivat olleet kohtuullisia, aurinkosähköjärjestelmän kokoa olisi pitänyt kasvattaa lähes kaksinkertaiseksi. Kesäkuukausina olisi toki mahdollista käyttää aurinkosähköä lataukseen silloin, kun sähkön käyttö on vähäistä ja ylijäämä sähköä on runsaasti. Lataus olisi mahdollista hoitaa invertterin ohjelmoinnin avulla.
Tämän suunnitelman laskelmien ja komponenttien valintojen sekä ympäristömuutosten
perusteella off-grid aurinkosähköjärjestelmän takaisinmaksuaika lähentelee järjestelmän käyttöikää, jolloin sitä ei ole kannattavaa valita omakotitaloon, joka sijaitsee taajamassa julkisen sähköverkon ulottuvilla. Järjestelmän takaisinmaksuajaksi tuli noin 22 vuotta ja sen käyttöikä on noin 30 vuotta.