Lasitetut keräimet, Ontario, Kanada Veden aurinkolämmityksen projektianalyysi Clean Energy (CE) Projektianalyysi kurssi Lasitetut keräimet, Ontario, Kanada Kuva: NRCan © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

Tavoitteet Tarkastella veden aurinkolämmitys- järjestelmien perusteita Kuvata aurinkolämmityksen hankeanalyysin avaikohtia Esitellä RETScreen® veden aurinkolämmitysmalli

Mitä veden aurinkolämmitysjärjestelmät tuottavat? Kokouskeskus, Bethel, Lesotho Kotitalouksien käyttöveden lämmitys Prosessilämpöä Lämmintä vettä uima-altaisiin …mutta myös… Lisää lämpimän veden varastotilaa Pidemmän uimakauden (altaiden lämmitys) Kuva: Vadim Belotserkovsky Asuinrakennusalue, Kungsbacka, Ruotsi Kuva: Alpo Winberg/ Solar Energy Association of Sweden

Veden aurinkolämmitysjärjestelmän komponentit Veden aurinkolämmitys järjestelmäkaavio Aurinkosähkö- paneeli Aurinkolämpökeräimet Lämmintä vettä taloon Veden lämmmityskierto Kokoojalaatikko Meno-paluu glykoliliuosputket Auringolla lämitettyä vettä Glykolipumppu Esilämmityssäiliö auringolla lämmitetty vesi Lämminvesisäiliö jälkilämmitys Lämmön-vaihdin Kylmä tulovesi Sakanpoisto Kuva: NRCan

Lasittamattomat aurinkokeräimet Alhaiset kustannukset Matala lämpötila Yksinkertainen Kevyt Kausittainen allaslämmitys Lasittamaton aurinkokeräin Virtausmittausaukot Tuloyhde Tasainen virtaus putkien läpi 2’’  kammioputki Tulovirtaus Alhainen paine Huono toimivuus talvella tai tuulisella säällä Kuva: NRCan

Lasitetut aurinkokeräimet Lasitus Kohtuulliset kustannukset Tuottaa lämpimämpää vettä Voi toimia vesijohtoveden- paineella Painavampi ja helpommin särkyvä Kehys Absorptio-levy Siirtoputket Tulokammio Eristys Kuva: NRCan

Kiinassa kehitettyjä ja tuotettuja putkia Tyhjiöputkikeräimet Korkeat kustannukset Ei siirtohäviöitä Korkeat lämpötilat Kylmään ilmastoon Särkyvä Asennus monimutkaisempi Lumi ei aiheuta haittoja Tyhjiöputki Höyryä ja kondensoitunutta nestettä lämpöputkessa Absorptiolevy Lämpöputki Kuva: NRCan Kiinassa kehitettyjä ja tuotettuja putkia Kuva: Nautilus

Veden aurinkolämmitys eri ilmastoalueilla Kotitalouden lämpimän käyttöveden lämmitysjärjestelmään 6 m2 lasitettua keräinalaa, päivittäin lämpimän 60°C vedentarve 300 L/päivä ja 300 L varaaja, aurinkolämmön tuotto-osuus on: 21% Tromsø, Norja (70ºN) 40% Yellowknife, Kanada (62ºN) 32% Varsova, Puola (52ºN) 51% Harbin, Kiin (46ºN) 67% Sacramento, USA (39ºN) 39% Tokio, Japani (36ºN) 78% Marrakesh, Marokko (32ºN) 75% Be’er-Sheva, Israel (31ºN) 81% Matam, Senegal (16ºN) 59% Puerto Limón, Costa Rica (10ºN) 59% Jakarta, Indonesia (6ºS) 86% Huancayo, Peru (12ºS) 69% Harare, Zimbabwe (18ºS) 65% Sydney, Australia (34ºS) 39% Punta Arenas, Chile (53ºS)

Esimerkki veden aurinkolämmitys-järjestelmän kustannuksista ja eduista Lasitettu ympärivuotinen järjestelmä (varaajalla) La Paz, Bolivia 2,2 GJ/m2 400$/m2 Ympärivuotinen tyhjiöputkijärjestelmä (varaajalla) Kööpenhamina, Tanska 1,8 GJ/m2 1 000$/m2 Kaasu @ 0.15$/m3 Kaasu @ 0.50$/m3 Sähkö @ 0.05$/kWh Sähkö @ 0.15$/kWh Lasittamaton, vain kesällä lämm. allas Montreal, Kanada 1,5 GJ/m2 150$/m2

Veden aurinkolämmitys projekteihin liittyviä näkökohtia Onnistuneen projektin tekijät: Suuri lämpimän käyttöveden tarve vähentää kiinteiden kustannusten merkitystä Korkeat energiakustannukset (esim. maakaasua ei saatavilla) Ei luotettavaa tavanomaisen energian tarjontaa Rakennuksen omistajan/käyttäjän ympäristötietoisuus Päiväsaikainen käyttöveden tarve vaatii vähemmän varastoa Halvemmat, kausittaiset järjestelmät voivat olla taloudellisesti houkuttelevampia kuin kalliimmat ympärivuotiset järjestelmät Huolto samankaltaista kuin missä tahansa putkistossa, mutta käyttäjän tulee sitoutua tiettyyn aikaan tehtävään huoltoon ja korjauksiin

Esimerkit: Australia, Botswana ja Ruotsi Kotitalouksien käyttövesijärjestemät Verkkoon liitetty, tarvitaan sitoutunut asukas Alhaisilla energianhinnoilla pitkä takaisinmaksuaika Järjestelmä tuottaa 20 – 80 % lämpimän veden tarpeesta Yksittäiset rakennukset tai kun energianjakelu on epäluotettavaa Lämpölappojärjestelmä, Australia Kuva: The Australian Greenhouse Office Koteja, Malmö, Ruotsi Maaseudulla sijaitseva lääkintähenkilöstön talo, Botswana Kuva: Marie Andrén, Solar Energy Association of Sweden Kuva: Vadim Belotserkovsky

Esimerkit: USA ja Kanada Uima-allasjärjestelmät Halvat lasittamattomat keräimet Kylmien ilmastoaluiden kesäaltaat Pidentävät kautta lämpimillä ilmastoalueilla Kylmän ilmastoalueen ympärivuotisen altaan kesäkäyttöön Takaisinmaksuaika 1 - 5 vuotta Lasitetut keräimet ympärivuotiseen käyttöön Filtterijärjestelmä toimii pumppuna Uima-allasjärjestelmä, USA Uima-halli, Ontario, Kanada Kuva: Aquatherm Industries/ NREL Pix Kuva: NRCan

Esimerkit: Kreikka ja Kanada Liike/teollisuusrakennusten lämminvesijärjestelmät Hotellit/motellit, asuin- ja toimistorakennukset Terveyskeskukset & sairaalat Autopesulat, pesulat, ravintolat Liikuntahallit, koulut, suihkutilat Vesiviljely, muu pienteollisuus Hotelli, Agios Nikolaos, Kreeta Vesiviljelmä, Brittiläinen Kolumbia, Kanada Kuva: Regional Energy Agency of Crete/ISES Kuva: NRCan

RETScreen® Veden aurinkolämmitys projektimalli Maailmanlaajuinen energiantuotannon, elinkaarikustannusten ja kasvihuonekaasujen päästövähenemien analyysi Lasitettu, lasittamaton, ja tyhjiöputki Sisä- ja ulkouima-altaat (katettu tai kattamaton) Palveluiden lämminvesijärjestelmät (varaston kanssa tai ilman) Vain 12 syöttötietoa RETScreen® -mallissa vs. 8 760 tietoon muissa tuntiperustaisissa simulaatiomalleissa Malli ei sovellu: kun lämpimän veden päivittäinen tarve vaihtelee Paikallinen kuuman veden tuotanto Ilman varaajaa suurella aurinkoenergian tuotolla Kohdistettaviin ja integroituihin aurinkokeräinjärjestelmiin

RETScreen® Veden aurinkolämmitys energialaskenta Laske ympäristömuuttujat ml. säteilymäärä keräimen pinnalla. Laske kerättävän aurinkoenergian määrä Lämminvesi, varaajalla Lämminvesi, ilman varaajaa Uima-altaat f-kaavio menetelmä Käytettävyys- menetelmä Arvioi altaan energiantarve Laske uusiutuvilla tuotetun energian määrä ja tukijär- jestelmien tarve Katso e-Käsikirja Clean Energy (CE) Projektianalyysi osio: RETScreen® Suunnittelu ja esimerkit Veden aurinkolämmitys Projektianalyysi osio Muut laskelmat: suositeltava keräinala, pumppauksen tarve, jne.

RETScreen ennuste vuosittainen toimitettu aurinkoenergia (kWh) Esimerkki RETScreen® Veden aurinko-lämmitys projektimallin varmentamisesta RETScreen® verrattuna: WATSUN -kotitalouksien lämminvesijärjestelmä Toronto, Kanada: RETScreen WATSUN Ero Tuleva säteily (GJ) 24,34 24,79 -1.8% Teho (GJ) 19,64 19,73 -0.5% Tuotettu energia (GJ) 8.02 8,01 0.1% Pumpun käyntiaika (h) 1,874 1 800 4.1% ENERPOOL 48 m2 kesäuima-allas Montreal, Kanada Energiaa tarvitaan 2 %:ssa Seurantatietoa 1 200 m2 kesäuima- allas Möhringen, Saksa Energiaa tarvitaan 3 %:ssa ja aurinkolämpöä tuotetaan 14 %:ssa RETScreen ennuste vuosittainen toimitettu aurinkoenergia (kWh) RETScreen vs. seurantatiedot 10 kotitalouden kuumavesijärjestelmästä Guelph, Kanada Mitattu vuosittainen toimitettu aurinkoenergia (kWh)

Johtopäätökset Lasittamattomat, lasitetut ja tyhjiöputkikeräimet tuottavat lämmintä vettä moneen tarkoitukseen missä tahansa ilmastossa Menestystekijöitä ovat suuri lämpimän veden tarve, korkeat energianhinnat, ja omistajan/käyttäjän sitoutuneisuus RETScreen® laskee: Käyttöveden ja uima-altaan lämpimän veden tarpeen Aurinkolämmitteisen uima-altaan ja lämpimän käyttövesijärjestelmän tuoton varaajalla tai ilman. RETScreen® on vuosiperustainen analyysi jonka kuukausittaisen tuoton laskenta on likimain yhtä tarkka kuin tuntiperustaiset simulaatiomallit RETScreen® tarjoaa merkittäviä säästöjä esiselvityskustannuksiin

Kysymyksiä? www.retscreen.net Veden aurinkolämmitys projektianalyysi osio RETScreen® International Clean Energy projektianalyysi kurssi Lisätietoja RETScreen www-sivustolta: www.retscreen.net