© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. Aurinkosähkön projektianalyysi Kuva: CANMET Energy Technology Centre -Varennes Aurinkosähkö käytössä.

Esitys aiheesta: "© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. Aurinkosähkön projektianalyysi Kuva: CANMET Energy Technology Centre -Varennes Aurinkosähkö käytössä."— Esityksen transkriptio:

1 © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. Aurinkosähkön projektianalyysi Kuva: CANMET Energy Technology Centre -Varennes Aurinkosähkö käytössä National Research Laboratory, Quebec, Kanada © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. Clean Energy (CE) Projektianalyysi kurssi

2 © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. Tavoitteet • Tarkastella aurinkosähköjärjestelmien (PV) perusteita • Kuvata aurinkosähköjärjestelmien projektianalyysin avainkohtia • Esitellä RETScreen ® Aurinkosähkön projektimalli

3 © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. Mitä PV järjestelmät tuottavat • Sähköä (AC/DC) • Voimaa veden pumppaamiseen …mutta myös…  luotettavuutta  yksikertaisuutta  modulaarisuus  imagoa  hiljaisuutta Kodin valaistus aurinkosähköllä, Länsi-Bengali, Intia Kuva: Harin Ullal (NREL PIX)

4 © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. PV järjestelmän komponentit • Paneelit • Varaus: akut, säiliöt • Sähkön muunnin  Invertteri  Virransäätö  Tasasuuntaaja  DC-DC muunnin • Muita generaattoreita: diesel/bensiini, tuuliturbiini • Pumppu Lähde: Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds. Kenno Paneeli PV ryhmä

5 © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. Verkkojärjestelmät • PV integrointi  Hajautettu  Keskitetty • Verkkotyyppi  Keskusverkko  Erillisverkko • Ei yleensä kustannustehokas ilman tukia Lähde: Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.

6 © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. Verkon ulkopuoliset järjestelmät • Konfiguraatio  Yksittäinen  Hybridi • Usein kustannustehokas  Pienet kuormat parhaita (< 10 kW p )  Pienemmät pääomakustannukset kuin jakeluverkon laajennuksella  Alemmat käyttö- ja huoltokustannukset kuin genset - ja akkujärjestelmillä Lähde: Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds. PV ryhmä Genset Sähkön muunnin Akusto TV-Radio lähetin

7 © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. Veden pumppausjärjestelmät • Verkon ulkopuolisten järjestelmien erikoisluokka • Usein kustannustehokas  Karjan juomaveden pumppaus  Kylien vesihuolto  Kotitalouden vesihuolto Lähde: Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds. PV ryhmä Sähkön muunnin Pumppu

8 © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. Aurinkoenergiavarat • 1 W p PV= 800 – 2 000 Wh per vuosi  Leveysaste  Pilvisyys • Talviajan aurinkovarat kriittisiä verkon ulkopuolisille järjestelmille  Korkeammat kallistuskulmat (leveysaste +15º)  Hybridijärjestelmät • Vuosittaiset aurinkovarat kriittisiä verkkoon liitetyille järjestelmille  Seurantajärjestelmät kun keilasäteilyn osuus on suuri Kuva: Environment Canada

9 © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. Auringon säteilyn ja kuorma korrelaatio • Kausittainen korrelaatio  Keinokasteluun  Mökkijärjestelmät • Vuorokausittainen korrelaatio  Positiivinen, nolla & negatiivinen Lähde: Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds. Kuva: Sandia Nat. Lab. (NREL PIX) Kuva: BP Solarex (NREL PIX) NegatiivinenPositiivinen Nolla

10 © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.  Verkkoon liitetty talo, 1 kW (38ºN, Kalifornia)  Energiaa = 1,6 MWh/vuosi  Kustannus = 0,35$/kWh  Verkkokustannus = 0,08$/kWh Esimerkkejä aurinkosähköjärjestelmän kustannuksista  Verkon ulkopuolinen telekommunikaatiohybridi, 2,5 kW (50ºS, Argentiina)  Energiaa = 5 MWh/vuosi, (PV=50 %)  Kustannus = 2,70$/kWh  Genset/Akku kustannus = 4,00$/kWh

11 © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. Aurinkosähköjärjestelmän näkohtia • Etäisyys verkkoon • Matkakulut kohteeseen • Käyttö ja huoltokulut • Luotettavuus vs. kustannukset • Hallinnolliset odotusarvot • Sosiaaliset näkökohdat • Aineettomat arvot  Imago  Ympäristölliset edut  Alhaisemmat melu ja visuaaliset vaikutukset  Modulaarisuus & yksinkertaisuus Kuva: Vadim Belotserkovsky NorthwesTel vuorenlaella sijaitseva vahvistinasema, Pohjoinen Brittiläinen Kolumbia, Kanada

12 © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. Esimerkit: Tiibet, Botswana, Swazimaa ja Kenia PV järjestelmät kotitalouksissa • Verkon liittymiskustannukset esteenä • Pienet kuormat • Huolletaan paikallisesti • Yksinkertainen • Luotettava Kuva: Simon Tsuo (NREL PIX) Kuva: Vadim Belotserkovsky Kuva: Frank Van Der Vleuten (Renewable Energy World) Kuva: Energy Research Center of the Netherlands Kuva: Energy Research Center of the Netherlands Batiikki koulutustarkoitukseen Kotitalouden aurinkojärjestelmä Sairaalan asuntola Kotitalouden aurinkojärjestelmä

13 © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. Esimerkit: Suomi ja Kanada Vapaa-ajan asunnot ja syrjäseutujen asutus • Modulaarinen • Yksinkertainen • Ei melua • Ei sähkölinjoja • Mökki: kausittainen kuormakorrelaatio • Ympärivuotinen: hybridijärjestelmät Kuva: Fortum NAPS (Photovoltaics in Cold Climates)Kuva: Vadim Belotserkovsky MökkiKoti Hybridijärjestelmä

14 © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. Esimerkit: Marokko ja Brasilia Kylien hybridisähköjärjestelmät • Verkkon liittymiskustannukset esteenä • Dieselin hinta ja genset huoltokustannukset korkeita • Inhimilliset näkökohdat  Odotukset  Kysynnän hallinta  Sosiaaliset näkökohdat Kuva: Roger Taylor (NREL PIX) Kuva: BP Solarex (NREL PIX) Kylä Maaseudulla sijaitseva opisto

15 © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. Esimerkit: Antarktis ja Kanada Teollinen järjestelmä: Telekommunikaatio & Seuranta • Hyvin syrjäisille seuduille…  Käyttö- ja huoltokustannukset  Genset ja PV sopivat yhteen • …ja myös verkon lähellä sijaitseviin kohteisiin…  Muuntamokustannukset  Voidaan uudelleensijoittaa  Luotettavampi kuin verkko Kuva: Soltek Solar Energy Kuva: Northern Power Systems (NREL PIX) Seisminen seuranta-asema Kaasulähteen seurantajärjestelmä

16 © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. Esimerkit: Sveitsi ja Japani PV verkkoon liitetyissä rakennuksissa • Ei yleensä kustannus- tehokas ilman tukia • Oikeutettua:  imago  ympäristölliset edut  markkinoiden stimulointi • Valmistajien, hallitusten ja sähkölaitosten pitkäaikaiset sopimukset ovat edullisia Kuva: Atlantis Solar Systeme AG PV integroituna lasitukseen Kuva : Solar Design Associates (IEA PVPS) Aurinkojärjest.kattoon yhdistettynä

17 © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. Esimerkit: Intia ja USA Vedenpumppaus aurinkosähköllä • Kustannustehokasta verkon ulkopuolella • Kuormakorrelaatio  Varastoidaan vesisäiliöön  Kausittainen kuormakorrelaatio • Parempi vedenlaatu • Kätevä • Luotettava • Yksikertainen Kuva: Harin Ullal, Central Electronics Ltd. (NREL PIX) Kuva: Jerry Anderson, Northwest Rural Public Power District (NREL PIX) Kotitalousvesi Karjan juomaveden pumppaus

18 © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. RETScreen ® Aurinkosähkön projektimalli • Maailmanlaajuinen energiantuotannon, elinkaarikustannusten ja kasvihuonekaasujen päästövähenemien analyysi  Verkossa (keskus- tai erillisverkot)  Verkon ulkopuolella (PV-akku tai PV-genset-akku)  Vedenpumppaus • RETScreen ® :in 12 syöttö- tietoa vs. 8 760 syöttötietoa tuntiperustaisissa ohjelmissa • Malli ei vielä sovellu:  Keskitinjärjestelmiin  Tehonhäviön todennäköisyys- laskelmiin

19 © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. RETScreen ® PV Energialaskenta Katso e-Käsikirja Clean Energy Projektianalyysi: RETScreen ® Suunnittelu ja esimerkit Aurinkosähkön (PV) Projektianalyysiosio Laske auringon säteily PV keräimen tasolla Laske invertteri- häviöt Laske absorption- puute verkoittain Laske gensetin kattama tarve (vain hybridijärjest.) Laske tuotettu energia Laske PV keräimen tuottama energia Verkkoon liitetty malli Kerro keski- määräisellä pumpun/ järjestelmän teholla Muunna hydrauliseksi energiaksi Vedenpumppaus- malli Laske PV järjestelmän kattama tarve (sovitettu tarve) Laske akun kattama tarve Verkon ulkopuolinen malli

20 © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. Esimerkki RETScreen ® PV projektimallin varmentamisesta • PV/genset/akku hybridijärjestelmä Argentiinassa verrataan HOMER tuntisimulaatioon  500 W AC kuorma  1 kW p keräin, 60 kWh akku, 7,5 kW genset, 1 kW invertteri Vertailu Genset polttoaineen kulutuslaskenta, RETScreen ja HOMER Vertailu PV energiatuotannonlaskenta, RETScreen ja HOMER PV sähkö (kWh) Kuukausi Genset kulutus (L)

21 © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. Johtopäätökset • PV sopii verkkoon liitetyn ja verkon ulkopuoliseen sähköntuotantoon ja vedenpumppaukseen • Aurinkovarat ovat hyvät kautta maailman  PV järjestelmiä asennetaan kaikkiin ilmastoalueisiin • Pääomakulut korkeat  Kustannustehokas verkon ulkopuolella  Verkkoon liitetyissä kohteissa tarvitaan tukia • RETScreen ® on vuosiperustainen analyysi jonka kuukausittaisen tuoton laskenta on likimain yhtä tarkka kuin tuntiperustaiset simulaatiomallit • RETScreen ® tarjoaa merkittäviä säästöjä esiselvitys- ja kannattavuustutkimusvaiheissa

22 © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. Kysymyksiä? Aurinkosähkön projektianalyysiosio RETScreen ® International Clean Energy projektianalyysi kurssi Lisätietoja RETScreen www-sivustolta: www.retscreen.net