Aurinkosähkön ylijäämätuotannon hyödyntäminen lämminvesivaraajaan

Abstract

Tässä opinnäytetyössä tutkitaan aurinkosähkön ylijäämäntuotannon hyödyntämistä lämminvesivaraajan avulla. Aurinkosähköjärjestelmien yleistyessä yhä useammat kiinteistöt tuottavat sähköä omaan käyttöönsä, mutta usein tuotanto ylittää hetkellisen kulutuksen, jolloin ylimääräinen sähkö siirtyy sähköverkkoon. Ylijäämäsähkön myynti verkkoon ei kuitenkaan ole taloudellisesti optimaalinen ratkaisu, sillä myyntihinta on yleensä alhaisempi kuin ostosähkön hinta. Tämän vuoksi on tärkeää kehittää keinoja, joilla ylijäämätuotanto voidaan hyödyntää suoraan kiinteistön sisällä.

Työn tavoitteena on selvittää, kuinka aurinkosähköjärjestelmän tuottama ylimääräinen energia voidaan sitouttaa veden lämmittämiseen ja millaisia hyötyjä tämä tuo kustannussäästöjen ja ympäristöystävällisyyden näkökulmasta. Lämminvesivaraajan käyttö energian varastointiin on yksi tehokkaimmista keinoista lisätä aurinkosähkön omakäyttöastetta, koska lämmintä vettä voidaan käyttää myöhemmin käyttöveden tai lämmityksen tarpeisiin.

Työssä tarkastellaan ensin aurinkosähkötuotannon perusperiaatteita, ylijäämätuotantoa ja taloudellista kannattavuutta. Tämän jälkeen perehdytään lämminvesivaraajan käyttöön energian varastointiratkaisuna sekä vertaillaan erilaisia ohjausjärjestelmiä, joiden avulla ylijäämäsähkö voidaan hyödyntää mahdollisimman tehokkaasti. Lisäksi analysoidaan mitoitusperiaatteita, joiden avulla voidaan optimoida järjestelmän koko ja hyötysuhde.

Työssä käytetään simulointiohjelmaa aurinkosähköjärjestelmän mitoituksen ja tuotannon optimoinnin tukena. Lisäksi työssä annetaan käytännön ohjeita simulointiohjelman käyttöön, jotta vastaavia laskelmia voidaan hyödyntää myös muissa kohteissa.

Tutkimuksen tulokset osoittavat, että ylijäämäsähkön hyödyntäminen lämminvesivaraajan avulla voi pienentää verkkoon myytävän sähkön määrää lisäten omavaraisuusastetta ja vähentäen ostosähkön tarvetta.