Aurinkosähköjärjestelmät jakeluverkon rinnalla - Johdanto aihepiiriin

Jero Ahola18.9.2012

Tilaisuuden agenda

klo 8.30-8.45 Johdanto aihepiiriin (Jero Ahola)

klo 8.50-9.05 Suojauskysymykset, standardointi ja sähkön laatu (Tero Kaipia)

klo 9.10-9.25 Aurinkosähkövoimalan sähkötekninen toteutus, sähköturvallisuus ja työturvallisuuskysymykset (Tuomo Lindh)

klo 9.30-9.45 Tutustuminen aurinkosähköjärjestelmän pääkomponentteihin (Marko Kasurinen & Mikko Purhonen)

klo 9.50-10.00 Loppukeskustelu ja tilaisuuden päättäminen (Jero Ahola)

Aurinkosähkön tuotantokapasiteetti 2012

Lähde: European PhotovoltaikIndustry Association (www.epia.org)

Sähkön tuotanto Saksassa toukokuussa 2012

http://reneweconomy.com.au/2012/solar-insights-why-solar-will-win-the-energy-wars-80365, accessed20.6.2012

Lappeenranta vastaa Frankfurtia aurinkosähkön tuotantopotentiaaliltaan

0

1

2

3

4

5

6

7

kWh/

m2/

d

Kuukausi

Frankfurt, Saksa

Lappeenranta, Suomi

Auringon säteilyenergian hyödyntämisen tehokkuus sähkön tuotannossa

330 ha,10 m3/ha/akasvava metsä

1 ha, aurinkosähkövoimalaPrisman katolla

• Suora auringon säteilyenergian konvertointi aurinkokennoilla sähköksi on 200-400 kertaa tehokkaampaa kuin konversio metsäbiomassan kautta voimalaitosprosessissa

• Aurinkosähkövoimalassa (PV) valmistukseen käytetyn energian takaisinmaksuaika on n. 0.5-2 a ja laitoksen käyttöikä on n. 25-30 a

0

1

2

3

4

5

6

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

1990 1995 2000 2005 2010

%

Capa

city

[MW

p]

Year

Installed PV capacity (MWp) Share of total electricity consumption

Saksan aurinkosähkön tuotannon kasvu ja liityntälaitteiden teknisten standardien kehitys

VDE V 0126-1-1“Automatic disconnection device between

generator and the public low voltage grid” (2006)

Renewable Energy Sources Act, 1.8.2004

VDE AR-N-4105Generators connected to the low-voltage

distribution network - Technical requirements for the connection to and parallel operation with low-

voltage distribution networks (2012)

Datan lähde: “Zeitreihen zur Entwicklung der erneuerbaren Energien in Deutschland“, Federal Ministry for the Environment, Nature Conservation and NuclearSafety, July 2012, Saatavissa: http://www.erneuerbare-energien.de/files/pdfs/allgemein/application/pdf/ee_zeitreihe.pdf, 5.9.2012

”Älykkäät” verkkoliityntälaitteet

Aurinkosähkövoimaloiden kokonaiskustannus USA:ssa ja Saksassa

Lähde: U.S. Solar market insight 2011 – Executive summary, Solar Industries Association, http://www.infrastructureusa.org/wp-content/uploads/2012/03/USSMI-2011-YIR-ES.pdf, 5.9.2012

Lähde: Statistic data on the German Solar power (photovoltaic) industry, German SolarIndustry Association, 5.9.2012 http://www.solarwirtschaft.de/fileadmin/media/pdf/BSW_facts_solarpower_en.pdf

USA:n verkkoon liittämisen

byrokratia on Saksaa raskaampi

0

1

2

3

4

5

6

Jan-06 Jan-07 Jan-08 Jan-09 Jan-10 Jan-11 Jan-12

€/W

p

Germany USA (1 € = 1.35 $)

Huomautukset: Saksa: Pn < 100 kWp, ei

arvonlisäveroaUSA: Non-residental plants

+ 70%

1.78 €/Wp

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1995 2000 2005 2010 2015 2020

snt/

kWh

Vuosi

Sähköenergian kokonaishinta (pääsulake 3x25 A, sähkön käyttö 5 000 kWh/vuosi)

Tuotantokustannus, aurinkosähkövoimala (3 kWp kattoasennus, max)

Tuotankokustannus, aurinkosähkövoimala (3 kWp kattosasennus, min)

Kotitalouden sähkön kokonaishinnan ja aurinkosähkön mikrotuotannon kustannusten kehitys

Lähteet: Tilastokeskus (www.stat.fi) ja European Photovoltaik Industry Association (www.epia.org)

arvioPilottiasennukset LPR

Sähköverkon rinnalla toimivan aurinkosähkövoimalan rakenne

Source: http://www.ecology.com/2011/09/03/the-history-of-energy-use/, accessed 7.8.2012

Aurinkosähkövoimalan toteuttamisprosessi pääpiirteittäin

Asiakas / tuottaja Idea Ilmoitus /

hakemus Ilmoitus / hakemus

Sopimus ylijäämä-sähkön myyn-nistä

Kunta Käsittely

Jakeluverk-koyhtiö Käsittely

Energiayh-tiö

Sopimus ylijäämä-sähkön

ostamisesta

Järjestelmä-toimittaja Tarjous Ilmoitus /

hakemus Voimalan toteutus

Käyttöönotto-

tarkastus

Sähkömarkkinalaki – ”Kaikki sähkön käyttö ja tuotantopaikat

liitettävä jakeluverkkoon”

Ilmainen työkalu aurinkosähkö-järjestelmän tuotannon arviointiin

”PV Potential Estimation Utility”, saatavissa: http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php

Lappeenrannan ensimmäinen verkonrinnalla toimiva aurinkosähkövoimala

Kallioisenkatu 13 Lappeenranta, 2.95 kWp, 20 m2, vuosittainen tuotanto~2.5 MWh, 50% sähkön vuosikulutuksesta

Kuvia asennusvaiheesta

Kattokiinnikkeet Alumiiniprofiilit paneeleille

Kuvia asennusvaiheesta

Alumiiniprofiilien kiinnike asennettuna

Täydellinen järjestelmä

Vasen: 1600 Wp grid verkkoliityntälaite, katkaisija and Webbox, Oikea, aurinkopaneelit P=1600 Wp

http://www.sunnyportal.com/Templates/PublicPageOverview.aspx?page=99ec98bf-33d3-45cb-89c3-95078e0c2541&plant=ff05bae1-fea4-40ef-

8268-7c5a68f21d19&splang=en-US

Kuvia asennusvaiheesta

Kuvia asennusvaiheesta

Verkkoliityntälaite SMA SB 1200

Voimalan sähkön tuotanto kesäkuussa 2012

Tuotanto kesäkuu 2012: 376 kWhPäivävaihtelu 3 to 20 kWh

20

10

kWhDaily electricity production – June 2012

8.6.2012, Etot = 15 kWh

Sähkön tuotanto 8.6.2012

Tuotanto: 15 kWhTuotannon kesto: 17 h

2

1

kWh

Pohjoismaiden suurin aurinkosähkö-voimalaitos – ABB Pitäjänmäki

Pohjoismaiden suurin aurinkovoimalaitos tällä hetkellä - ABB Pitäjänmäki, nimellisteho 180 kWp, aurinkokennojen pinta-ala 1200 m2

Mitään teknisiä ongelmia verkkoon liittämisessä ei pitäisi olla

Standardi SFS 6000-5-551.7 Lisävaatimukset sähköasennuksille, joissa generaattorilaitteisto voi

toimia rinnan yleisen jakeluverkon kanssa551.7.1 Laite ei saa aiheuttaa häiriöitä jakeluverkkoon551.7.2 Generaattori varustettava suojalaitteilla, jotka

kytkevät laitteiston irti verkosta551.7.3 Generaattori ei saa kytkeytyä verkkoon, jos

jännite ei ole taajuus ei ole sallituissa rajoissa551.7.4. Generaattori on varustettava laitteella, jolla se

voidaan erottaa yleisestä jakeluverkosta.KAIKKI NÄMÄ TOTEUTUVAT SOVELTAMALLA

ESIMERKIKSI SAKSALAISEN STANDARDIN VDE AR-N-4105 TAI VDE 0126-01-01 MUKAISIA LAITTEITA JA

TURVAKYTKINTÄ

Standardi: SFS 6000-7-712 Aurinkosähköiset tehonsyöttöjärjestelmät

”Miten aurinkosähkövoimala asennetaan sähköturvallisesti pienjänniteverkkoon”

Verkkoon kytketyt aurinkovoimalaitokset toimivat myös Suomessa

Seuraavat väittämät eivät pidä paikkaansa

”Aurinkosähköjärjestelmät tuottavat sähköä vain kesällä”

”Aurinkosähköjärjestelmät ovat kalliita ja vaikeita asentaa olemassa oleviin rakennuksiin”

”Aurinkosähköjärjestelmää ei voi kytkeä toimimaan sähköverkon rinnalle”

”Aurinkopaneelit eivät kestä lumikuormaa”

”Aurinkopaneelit eivät tuota yhtä paljon energiaa kuin mikä kuluu paneelien valmistukseen”

Laitteistojen toimittajia ja järjestelmäkomponenttien valmistajia

Aurinkosähkövoimalapakettien toimittajiaTST Photovoltaik (Saksa) : http://www.photovoltaik-shop.com/Solar-Shop (Saksa) : http://www.pro-umwelt.de/photovoltaic-c-126.htmlGreen Energy Finland: http://www.gef.fiNAPS Systems: http://www.napssystems.com

Verkkoliityntälaitteita:ABB: http://www.abb.fi/product/us/9AAC172308.aspxSMA: http://www.sma.de/en/products/overview.html

Kiinnitystarvikkeita:IBC: http://www.ibc-solar.de/halterungssysteme.htmlProfiness: http://www.profiness-schrauben.de/solar_alu.html

AsennuskaapeleitaHelukabel: http://www.helukabel.de/Azur Solar: http://com.azur-solar.de/products/solarcables/

Footer