Eco Parkin aurinkoenergialla tuotetun ulkovalaistuksen suunnittelu ja toteutus Balilla

Abstract

Opinnäytetyöni tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa ROLE-foundationin Eco Parkissa sijaitsevan polun valaistus ilta- ja yöaikaan. Tehtävä sisälsi aurinkosähköenergialla toimivan valaistuksen suunnittelun ja toteutuksen. Lisäksi tarkastellaan järjestelmän taloudellista kannattavuutta ja sen merkitystä ympäristölleen hiilidioksidipäästöjen kannalta. Työ koostuu sekä kokeellisesta lamppujen tarvitseman valotehon ja lamppujen välisten etäisyyksien määrittelystä että teoreettisista järjestelmän eri komponenttien minimiarvojen laskemisista sähkötekniikan perusyhtälöihin perustuen. Aurinkosähköenergian keräysjärjestelmän eri komponenttien toimintoja, tekniikoita ja ominaisuuksia tarkastellaan ja vertaillaan toisiinsa, halutun lopputuloksen saavuttamiseksi. Opinnäytetyössä kuvattu akustoon varaava aurinkopaneelijärjestelmä sopii etäällä sähköverkosta sijaitseviin kotitalouksiin. Toinen toimintamalli kotitalouksille, mikäli niiden on mahdollista kytkeytyä sähköverkkoon, on myydä päiväaikaan tuottamaansa sähköenergiaa sähköverkkoon ja ostaa sitä illalla takaisin. Ostaminen ja myyminen voidaan toteuttaa kiinteistössä sijaitsevalla verkkoinvertterillä ja sähköenergiamittarilla, joka rekisteröi verkkoon johdetun ja verkosta otetun sähköenergian määrät. Päiväaikaan toimivan Balin teollisuuden sekä majoitus- ja kaupanalojen omat aurinkosähköenergian keräimet vähentäisivät yleistyttyään saaren sähköenergiantarvetta olennaisesti. Työssä esitetyssä laajuudessa toteutetun aurinkopaneelijärjestelmän takaisinmaksuaika muodostuu lyhyemmäksi kuin sen oletettu toiminta-aika. Silti rakennettavien, aurinkosähköenergialla toimivien, järjestelmien kannattavuutta tulisi tarkoin arvioida ennen investointipäätöstä, ellei kyseessä ole ainoa vaihtoehto kohteessa, johon sähköverkko ei ulotu.

The aim of my Bachelor’s thesis was to design and implement the lightning of Eco Park in Bali, Indonesia for the ROLE-foundation. The task included designing photovoltaic cell-powered lighting and it’s implementation. The system's financial viability was examined and also its relevance to the environment in terms of carbon dioxide emissions. The work consisted of an experimental lamp power requirement test, a test defining the distances between lamps and of calculating the theoretical definitions of the minimum component values of the system, based on basic equations in electrical engineering. The functions of the components in the photovoltaic cell system, the technologies and features were reviewed and compared to each other in order to achieve the desired results. This thesis describes the battery storing photovoltaic cell system which suits structures which are located far from the power grid. The second operating model is for households, which are able to connect to the power grid. In this system the household can sell the electrical energy produced during daytime to the electricity grid and buy it back in the evening. The buying and selling properties can be carried out with grid inverter and an electrical energy meter, which register the volumes of sold and bought electricity. In the daytime, the industry, accommodation and trade in Bali could reduce the island's growing electricity demand by using their own photovoltaic cells. The payback period of the implemented photovoltaic cell system will become shorter than its assumed operating time. However, the profitability of the photovoltaic cell system should be carefully evaluated before the investment decision, unless it is the only option at a location where the electricity grid is non existing.