Aurinkosähkön hyödyntäminen : pientuotantona kotitalouskäyttöön

Abstract

Tässä työssä on tarkoituksena syventyä aurinkokennoihin ja niillä tuotettuun energiaan. Työssä käsitellään sitä, kuinka pientuotanto olisi mahdollisimman kannattavaa sekä taloudellisesta että ekologisesta perspektiivistä. Energiaan tuotannon lisäksi paneudumme tarkasteluun myös varastoinnin mahdollisuuksista. Varastointi osoittautui kuitenkin hankalaksi perustella taloudellisesti. Työ aloitetaan selvittämällä aurinkoenergian teoriaa ja sitä millainen potentiaali aurinkoenergiaan liittyy ja kuinka se on hyödynnettävissä erilaisissa olosuhteissa. Yleisestä säteilyteoriasta siirrytään aurinkosähköjärjestelmiin liittyvään teoriaan. Työssä mitoitettiin kohteeseen kolme eri kokoista järjestelmää. Järjestelmien tuottoa vertailtiin tunninajan jaksoilla kohteen sähkönkulutukseen vuoden aikana. Näin saatiin varsin realistinen kuva kohteen sähkön käytöstä ja aurinko energian potentiaalista kohteessa. Järjestelmien takaisinmaksua tarkasteltiin useista eri näkökulmista. Eri tarkastelutapojen hyötyjä ja heikkouksia on yritetty saada selville. Työssä selvitetään aurinkopaneelijärjestemien takaisin maksuaikaa ja testataan eri laskukaavoissa eri parametrejä saadaksemme selville, kuinka investoinnin kannattavuus suhtautuu eri tilanteissiin. Työssä tarkastellaan myös aurinkopaneelien ekologisuutta. Työssä selvitettiin kuinka paljon raakaaineita ja energiaa kuluu paneelien valmistukseen ja millaisen hiilijalanjäljen paneelit jättävät. Hiilijalanjälkeen liittyen selvitinne myös paneelien kierrätettävyyttä. Työn lopputuloksena saadaan herkkyysanalyysi, josta käy ilmi eri järjestelmien kannattavuus erilaisessa taloudellisessa tilanteessa.

In this work, the aim is to study solar cells and the energy produced by them. Main questions are how small-scale production can be as profitable as possible from both an economic and ecological perspective. In addition to energy production, we also examine the possibilities of storage. However, storage is difficult to justify economically. The work begins by exploring the theory of solar energy and the potential associated with solar energy and how it can be utilized in various conditions. From general radiation theory, we move on to the theory related to solar electrical systems. In the work, three different-sized systems were dimensioned for the target. The yield of the systems was compared with the model household’s electricity consumption over hourly periods throughout the year. This provided a realistic picture of the model households electricity consumption and the potential of solar energy at the model household. The payback of the systems was examined from several different perspectives. The benefits and weaknesses of different examination methods have been tried to be identified. The work investigates the payback time of solar panel systems and tests different parameters in different calculation formulas to find out how the profitability of the investment relates to different situations. The work also investigates the ecological aspects of solar panels. The work investigates how much raw materials and energy are consumed in the manufacture of panels and the carbon footprint they leave. Regarding the carbon footprint, we also investigate the recyclability of the panels. As a result of the work, a sensitivity analysis is obtained, which shows the profitability of different systems in different economic situations.