Aurinkosähköselvitys kasarmirakennukseen : Verkkoon liitetty järjestelmä

Abstract

Vasta viime vuosina pienemmänkin kokoluokan aurinkosähköjärjestelmiin investoinneista on tullut taloudellisesti kannattavia, ja hintojen jatkaessa laskuaan niiden suosio edelleen kasvaa. Tämän työn tavoitteena olikin tehdä kattava tietopaketti aurinkosähköjärjestelmien potentiaalista rakennuksien lisäenergianlähteenä Puolustushallinnon rakennuslaitokselle erityisesti Tampereen alueella, sillä aikaisempaa tietoa ja käytännön esimerkkiä aiheesta ei yrityksellä vielä laajemmin ollut. Tarkoituksena oli perehtyä erityisesti suoraan sähköverkkoon liitettäviin järjestelmiin, joten saarekekäyttöiset järjestelmät rajattiin aihealueen ulkopuolelle.

Opinnäytetyön alussa tutustuttiin kattavasti auringon säteilystä saatavan energian periaatteisiin ja aurinkosähköjärjestelmän komponentteihin. Näiden lisäksi työssä käsiteltiin aurinkosähköjärjestelmän teknistä mitoittamista ja selvitettiin keskiarvot rakennuksen sijainnin vuotuisille auringonsäteilyarvoille PVGIS-ohjelman avulla. Teoriaosuuden jälkeen rakennukselle mitoitettiin kasarmirakennuksen energiatietojen pohjalta rakennukselle ylijäämäsähkötön järjestelmä ja laskettiin sijainnin perusteella paneeleille sopiva kallistuskulma. Työssä tutustuttiin myös aurinkosähköjärjestelmän teknis-taloudelliseen mitoittamiseen ja tehtävien investointien kannattavuuden laskentamenetelmiin, kuten annuiteettiin ja takaisinmaksuaikaan. Lopputuloksena 10 kWp:n järjestelmän takaisinmaksuajaksi saatiin noin 22 vuotta, jos se asennetaan rakennuksen katolle 40 asteen kulmaan. Siten järjestelmä on pitoajallaan kannattava.

Aurinkopaneelijärjestelmien kehittyessä ja hintojen laskiessa järjestelmään investoinnista tulee yhä houkuttelevampi vaihtoehto. Investointi on vihreiden arvojen kannalta kannattava erityisesti julkisten tahojen hankinnoissa, sillä vuosi vuodelta korostuva päästöjen vähentäminen saa EU:n puolelta koko ajan tiukempia vaatimuksia. Jokainen järkevästi mitoitettu aurinkopaneelijärjestelmä tuo sekä säästöä energian ostossa että vähentää haitallista hiilijalanjälkeä.

Only in recent years the smaller photovoltaic systems have become profitable investments in Finland due to the lowered prices of solar panels. The purpose of this thesis was to make an information package for the Construction Establishment of Defence Administration about the growing potential of solar power systems as additional energy, especially as a grid-connected system. The target was to gather enough information about photovoltaic technology and average yearly amounts of solar energy in the barrack building and Tampere region to design an optimal solar power system for the building.

The thesis begins with a theoretical part about solar energy and the absorbing effects of the atmosphere on solar radiation and continues with information about the technology used in the systems. In addition, the technical dimensioning of photovoltaic systems is also dealed with after getting the solar radiation information of the region with a system called PVGIS provided by the European Comission. This thesis also explores the economical aspects of the photovoltaic system designed using means such as annual installments and the repayment period method to have an understanding whether or not the system is profitable. The result is that a 10 kWp photovoltaic system starts to produce profit in 22 years if it is installed on the roof of the barrack building on a 40 degree angle, so therefore it is a profitable investment.

As the photovoltaic systems are developed and the prices are getting lower, it is clear that the number of smaller photovoltaic systems is going to increase even in Finland and further lowering the prices. An investment in a well designed photovoltaic system is, not only energy saving and profitable moneywise, but also environmentally friendly by helping to achieve the long-term objective of Finland to be a carbon-neutral society.