Aurinkosähkön tuotannon arvioiminen?

Miten voit itse arvioida aurinkosähkön tuotantoasi?

Alla olevasta kartasta voi arvioida eri osissa Suomea aurinkosähköjärjestelmällä saatavaa vaihtosähköenergian määrää kilowattitunteina per asennettu tasasähköteho kilowatteina eli kWh/kWpeak. Kartassa oletetaan että järjestelmän suorituskykykerroin on 0,75 ja että paneelisto on asennettu optimikulmaan vaakatasosta eli välille 30…60 astetta. Kartan alueiden vaihteluväli on karkeasti 675…900kWh/kWp.

Karttaa voi suurentaa sitä klikkaamalla.

G_opt_FI
Alkuperäinen kuva: Euroopan komission yhteisten tutkimushankkeiden sivuilta

Euroopan komission tutkimushanke PVGIS on kehittänyt myös kätevän laskimen PV performance tool, jonka avulla karttaa klikkaamalla ja eri parametreja muuttamalla voi tarkemmin arvioida aurinkosähkön tuotantoa omassa kohteessa.

Lisätietoa aurinkosähköjärjestelmän mitoittamisesta saa esimerkiksi Ympäristöministeriön julkaisemasta Suomen rakentamismääräyskokoelmasta ja sen osasta D5 Rakennuksen energiankulutuksen ja lämmitystehontarpeen laskenta.

Mitä tarkoittaa kWpeak?

kWpeak eli kWp tarkoittaa aurinkopaneeliston (DC) nimellistehoa, käytännössä ymmärretään myös paneeliston huipputehona optimimaalisissa säteilyolosuhteissa. Eli useamman paneelin järjestelmässä kWp on siis yksittäisten aurinkopaneelien kilpiarvojen eli nimellistehojen summa.

Paneelin tyyppitestausvaiheessa määritellään sen nimellisteho ja muut nimellisarvot ns. vakiotestiolosuhteissa jolloin; auringon kohtisuora säteilyteho on 1000W/m2, aurinkokennojen lämpötila 25 Celsius astetta ja ilmamassan paksuus AM1.5.

Paneelin tyyppitestausvaiheessa määritellään myös paneelin maksimiteho kun kennojen lämpötila on niin sanotusti normaalitoimintaolosuhteessa (NOCT=Normal operating cell temperature). Normaalitoimintaolosuhteet on määritelty olevan seuraavat; auringon kohtisuora säteilyteho 800 W/m2, ympäristön lämpötila 20 Celsius astetta ja paneelit vapaassa ilmankierrossa tuulennopeudella 1 m/s. Tyypillisten pii pohjaisten aurinkokennojen NOCT toimintalämpötila on noin 45 Celsius astetta.

Vertailun vuoksi;
– Auringonsäteilyn keskiteho avaruudessa maapallon ilmakehän yläpuolella on 1367 W/m2
– Maan pinnalla saavutetaan jopa yli 1100W/m2 säteilytehoja
– Tyypillinen pilvettömän päivän kohtisuora säteilyteho Suomessa on 800…900W/m2
– Ilmamassan paksuuden katsotaan olevan AM1 kun säteilyä vastaanottava pinta-ala on vaakatasossa merenpinnan tasolla ja kun aurinko on kohtisuoraan yläpuolella (esim. päiväntasaajalla tilanne toteutuu). Korkealla vuoristossa ilmamassa on siis ohuimmillaan (voi olla alle AM1) ja myös ilmamassan aiheuttamat säteilyhäviöt ovat vuoristossa pienemmät.

Mitä tarkoittaa järjestelmän suorituskykykerroin?

Suorituskykykerroin kuvaa koko aurinkosähköjärjestelmän tehokasta käyttöastetta. Kerroin määritellään IEC standardien mukaan siten että koko järjestelmästä ulos saatu vuotuinen sähköenergianmäärä (AC) jaetaan, teoreettisella vuotuisella sähköenergiamäärällä (DC) mikä olisi saatavissa mikäli aurinkokennot toimisivat vakiotestiolosuhteissa.
Suorituskykykertoimessa otetaan käytännössä huomioon itse aurinkokennon ulkopuolisia ympäristötekijöitä kuten kennon toimintalämpötilaan vaikuttavat tekijät, normaalit häviöt kaapeleissa, DC/AC inversion hyötysuhde sekä asennusympäristön muut olosuhteet. Hyvässä suunnittelussa pyritään minimoimaan kaapeli- yms. häviöt sekä otetaan huomioon asennusolosuhteiden vaikutukset järjestelmän tuotantokykyyn. Invertteri teknologiakin on hyötysuhteeltaan lähes samankaltaista valmistajasta riippumatta. Hyvälläkään suunnittelulla ei kuitenkaan voida vaikuttaa ympäristön ilmastolliseen lämpötilanvaihteluun. Voidaankin sanoa että mikäli täysin sama järjestelmäkonfiguraatio sijoitettaisiin Suomen sijasta esimerkiksi Italiaan, niin Suomeen sijoitetussa järjestelmässä saataisiin korkeampi suorituskykykerroin johtuen aurinkokennon viileämmästä käyttöympäristöstä. Myös tuulisella asennuspaikalla saavutetaan hieman korkeampi suorituskykykerroin kuin esimerkiksi tuulelta suojassa olevassa samankaltaisessa asennuksessa.

Suorituskykykerroin 0,75 kuvaa karkeasti sanoen Keski-Eurooppalaisessa ilmastossa kattorakenteisiin sijoitettua hyvin suunniteltua ja toteutettua järjestelmää, jossa ilma hieman kiertää paneeliston alla.

About the author: hannu

Leave a Reply

Your email address will not be published.