Aurinkoenergian hyödyntäminen mökkikäytössä on yksi sovellutusten osa-alue, jota pyrimme tarkastelemaan eri vaiheittain alkaen energian tuotosta ja päätyen eri käyttölaitteisiin. Lähtökohtana on että voisimme loppukäyttäjän eli kuluttajan kanssa puhua samaa kieltä. Käytettävissä oleva informaatio perustuu pitkälti alan julkaisuihin tuotekohtaisiin teknisiin ominaisuuksiin sekä vuosien saatossa syntyneisiin kokemuksiin.Koska alan tuotteet, käyttölaitteet ja eri sovellutukset ovat vielä ns. uutuustuotteita, on asiakkailta saatu palaute ollut erittäin tärkeä.
Tärkeintä on kuitenkin tiedostaa käytettävissä oleva energia ja mitkä ovat meidän mahdollisuudet sen hyödyntämiseen eri komponenttien ja tuotteiden kautta.
Käytettävissä olevat energiamäärät
Aurinkoenergian säteilymääriä on tutkittu maassamme erittäin pitkällä aikavälillä, alkaen 50-luvulta. Aurinkoenergian säteilymäärät ovat Suomessa keskimäärin samaa suuruusluokkaa kuin Keski-Euroopassa.Erityispiirteenämme on vuodenaikojen voimakkaat vaihtelut yöttömästä yöstä kaamokseen. Jo tämän tiedon tiedostaminen ja hyväksyminen tuottaa ongelmia aurinkosähköjärjestelmän mitoituksessa. Suomen olosuhteissa aurinkopaneeli pystyy tuottamaan energiaa hyvin huhtikuusta syyskuuhun. Usein kuitenkin energian käyttötarve on suurimmillaan juuri kaamoksen aikana.
Alueellisesti säteilysummat vaihtelevat ja myös paikallisella tasolla on merkittäviä eroja. Lähtökohdaksi voimme ottaa kuitenkin keskimääräiset arvot. Myös vaihtelut eri vuosina ja kuukausina voi vaihdella keskiarvosummista noin 20 % yksikköä.
Auringonpaistetta saadaan Helsingissä toukokuun ja heinäkuun välisenä aikana keskimäärin hieman alle 300 tuntia kuukaudessa ja Sodankylässä samana aikana 240 – 360 tuntia kuukaudessa. Huhtikuussa Sodankylässä on keskimäärin auringonpaistetta jopa hieman enemmän kuin Helsingissä. Yleisesti Sodankylässä on auringonpaistetta 30 – 50 h vähemmän kuukaudessa kuin Helsingissä. Syksyllä pilvisyys lisääntyy ja auringonpaistetta on vähemmän kuin keväällä. Koko vuoden aikaa auringonpaistetta on ollut vuosien 1971-2000 aikana Helsingissä keskimäärin 1858 tuntia ja Sodankylässä 1542 tuntia.
Taulukko. Keskimääräisten auringonpaistetuntien määrä eräillä paikkakunnilla toukokuun ja elokuun välisenä aikana jaksolla 1971-2000.
Taulukossa 1 on esitetty keskimääräinen auringonpaisteen määrä kesäaikana (touko-elokuu) vuosina
1971-2000 eri paikkakunnilla. Eniten auringonpaistetta Suomessa saadaan tänä aikana etelä- ja länsirannikolla noin 1100 tuntia. Sisämaassa pilvisyys yleensä lisääntyy päivän aikana ja auringonpaistetta saadaan vuorokauden aikana vähemmän kuin rannikolla. Kuopiossa ja Lappeenrannassa on auringonpaistetta kuitenkin keskimäärin yli 1000 h, mikä johtuu suurten järvien vaikutuksesta.
Eri kallistuskulmiin suuntautunut säteily on laskennallinen. Kokonaisuutena voimme todeta, että mökkikäytössä paneelin kallistuskulma voi olla kesäaikaan noin 30 - 45 º astetta ja tuotto on samaa luokkaa. Kallistuskulman säädöllä saatu hyöty kohdistuu vain kaamosaikaan mutta silloin energiamäärät ovat kaikkein niukimmat.
Mielikuva ja todellisuus ei aina sama asia.
Aurinkopaneelit testaan SCT standardin mukaan: sätelily 1000 W /m² lämpötila + 25 Cº astetta ilmamassa 1.5 . Tämä on siis testiarvo jolla voidaan arvioda paneeleja keskenään kyseisissä testausarvoissa. Suurin virhe tehdään jos järjestelmän mitoituksessa käytetään ns. laboratoriossa käytettyä testiarvoa !!! Todellisuudessa kesäaikaan saavutamme noin 800 W /m² säteilyn ainostaan 2010 helmikuussa aurinkoisena ja - 22 °C pakkaspäivänä > 1000 W m² mittaustulos. Tämä asian tiedostaminen ja tunnistaminen tulee huomioda suunnittelussa ja järjestelmän toteuttamisvaiheessa varsinkin verkkoon syöttävisä järjestelmissä. Tänään jo useimmat valmistajat ovat siirtyneet käyttämään laskelmissa säteilytehon määritelmänä 800 W / m² koska se on se normaali olosuhde . Monastikko olet lukenut tekstin keskipäivän aurinko vastaa 1000 W / m² säteilytehoa. Huh Huh missä se tieto kulkee ! on tainnut muutama "gradukin" mennä virheellisillä arvoilla läpi, taitaa mennä myös oppikirjat ja opetusohjelmat uuteen painoon ! ( suntekno 2010 )
Alla olevassa taulukosta käy hyvin selkeesti esille mikä testaustuloksen mukaan laskettu tuotto ja mikä on normaali olosuhteissa saavutettavissa oleva tuotto.
|
( STS ) 1000 W /m² + 25ºC testausarvo |
|
Normaali säteily 800 W / m² s |
|
|
|
|
|
|
|
Nimellisteho |
230 Pmpp |
Nimellisteho |
166 Pmpp |
|
Oikosulku virta Isc |
8,48 |
Oikosulkuvirta Isc |
6,81 |
|
Tyhjäkäynti jännite Uoc |
36,39 |
Tyhjäkäynti jännite Uoc |
32,98 |
|
Tehollinen jännite Umpp |
28,65 |
Tehollinen jännite Umpp |
25.33 |
|
Tehollinen virta impp |
8.03 |
Tehollinen virta Impp |
6.54 |
|
Hyötysuhde % |
14% |
Hyötysuhde % |
10 % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Verkkoon syöttävissä järjestelmissä kyseinen harha on vielä yleistä. On ollut mielenkiintoista seurata 0- talo hankkeita jotka pääsääntöisesti toteutetaan EU: erillisillä rahoituksilla. Media kertoo komeasti " tämä talo tuottaa kaiken käyttöenergian auringosta." On harmi ettei käsiini ole osunut loppuraporttia tai todellisia tuloksia kun aletaan vertaamaan investointikustannuksia ja takaisin maksuaikaa. Tarkoitan tällä miten energiatehokkaasti järjestelmä on todellisuudessa toteutettu - yleinen käytäntö edullisin tarjous saa urakan.