Professori Jero Aholan esitys 31.10.2012 otsikolla Aurinkosähköä Suomeen. Copyright Jero Ahola / Lappeenrannan teknillinen yliopisto 2012

2. Aurinkosähköä Suomeen
Jero Ahola
LUT Energia
26.9.2012

3. Esitelmän sisältö
I. Johdantoa energian tuotantoon
II. Aurinkoenergiajärjestelmien tekniikkaa
III. Aurinkosähkö Suomessa
IV. Yhteenveto

4. I. Johdantoa energian tuotantoon

5. Sekä energian laatu että määrä ovat tärkeitä
Aurinko ja tuuli – Teknologian kehitys
Energiatehokkuutta
nostaa saatavaa nettoenergiaa –
(käytetty energia/saatu
Kilpailukyky paranee suhteessa fossiilisiin
palvelu) parantamalla
energialähteisiin
voidaan muuttaa
toimintapistettä
Eout
EROEI 
Ein
31.10.2012 5

6. Maailman primäärienergian lähteet 1850-2011
Increasing quality of the primary fuel
From wood to coal From coal to oil
~ 80 years ~ 30 years
From oil to coal
~ 55 years
Lähde: GEA Summary 2011, saatavissa
31.10.2012 http://www.iiasa.ac.at/Research/ENE/GEA/index.html. (6.8.2012) 6

7. Hyödynnettävissä olevat energialähteet maapallolla
”Auringosta saapuu
maapallolle 14.5
sekunnissa yhtä
paljon energiaa
kuin ihmiskunta
käyttää
vuorokaudessa”
- Ramez Naam,
Scientific American
Lähde: Richard Perez & Marc Perez, ”A Fundamental Look at Energy Reserves for the Planet”

8. Auringon vuotuinen säteilyenergia/pinta-ala

9. III. Aurinkoenergiajärjestelmien
tekniikkaa

10. Auringon säteilyenergian hyödyntämisen
päämenetelmät
1. Aurinkosähkö
(PV – PhotoVoltaics)
2. Keskittävä
aurinkovoima
(CSP, Concentrated
Solar Power Plants)
3. Aurinkolämpö

11. Sähköverkon rinnalla toimivan
aurinkosähkövoimalan rakenne
Source: http://www.ecology.com/2011/09/03/the-history-of-energy-use/, accessed 7.8.2012

12. V. Aurinkosähkö Suomessa

13. Aurinkosähkön tuotantokapasiteetti Euroopassa 2012
Lähde: European Photovoltaik
Industry Association
(www.epia.org)

14. Lappeenranta vastaa Frankfurtia aurinkosähkön
tuotantopotentiaaliltaan
7
6
5
kWh/m2/d
4
3
Frankfurt, Saksa
2 Lappeenranta, Suomi
1
0
Kuukausi

15. Suomen sähköenergian tarpeen täyttämiseen
vaadittavien aurinkosähköpaneelien pinta-ala
28 km x 28 km
Suomessa vuotuisesti kulutetun
sähköenergian tuottamiseen
tarvittavien aurinkopaneelien
pinta-ala
Sähköenergian
vuosikulutus
Suomessa (TWh) 85
Tarvittava asennettu
kapasiteeti (GWp) 106
Tarvittava maapinta-
ala (km2) 744
Pinta-alan tuottavan
neliön sivu (km) 27.3

16. Auringon säteilyenergian hyödyntämisen tehokkuus
sähkön tuotannossa
Suora auringon
säteilyenergian
muuntaminen
aurinkokennoilla sähköksi
on 200-400 kertaa
tehokkaampaa kuin
1 ha, aurinkosähkövoimala
Prisman katolla konversio metsäbiomassan
kautta voimalaitos-
prosessissa
330 ha, Aurinkosähkövoimalassa
10 m3/ha/a (PV) valmistukseen käytetyn
energian takaisinmaksuaika
kasvava metsä
on n. 0.5-2 a ja laitoksen
käyttöikä on n. 25-30 a

17. Kotitalouden sähkön kokonaishinnan ja
aurinkosähkön mikrotuotannon kustannusten kehitys
40
35
30
25
snt/kWh
20
15
10
5 arvio
Pilottiasennukset LPR
0
1995 2000 2005 2010 2015 2020
Vuosi
Sähköenergian kokonaishinta (pääsulake 3x25 A, sähkön käyttö 5 000 kWh/vuosi)
Tuotantokustannus, aurinkosähkövoimala (3 kWp kattoasennus, max)
Tuotankokustannus, aurinkosähkövoimala (3 kWp kattosasennus, min)
Lähteet: Tilastokeskus (www.stat.fi) ja European Photovoltaik Industry Association (www.epia.org)

18. The Wall Street Journal (10.9.2012): ”Fueled by
Cheap Chinese Panels, U.S. Solar Use Soars”

19. Ilmainen työkalu aurinkosähköjärjestelmän
tuotantopotentiaalin arviointiin
”PV Potential Estimation Utility”, saatavissa: http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php

20. Aurinkosähkövoimalan toteuttamisprosessi
Suomessa pääpiirteittäin Sähkömarkkinalaki – ”Kaikki tekniset
reunaehdot täyttävät sähkön käyttö-
ja tuotantopaikat liitettävä
jakeluverkkoon”
Sopimus
ylijäämä-
Asiakas / Ilmoitus / Ilmoitus /
Idea sähkön
tuottaja hakemus hakemus
myyn-
nistä
Kunta Käsittely
Jakeluverk-
Käsittely
koyhtiö
Sopimus
ylijäämä-
Energiayh-
sähkön
tiö
ostamises
ta
Käyttöön
Järjestelmä- Ilmoitus / Voimalan
Tarjous otto-
toimittaja hakemus toteutus
tarkastus

21. Pohjoismaiden suurin aurinkosähkövoimalaitos – ABB
Pitäjänmäki
Pohjoismaiden suurin aurinkovoimalaitos tällä hetkellä - ABB Pitäjänmäki, nimellisteho
180 kWp, aurinkokennojen pinta-ala 1200 m2

22. Lappeenrannan ensimmäinen verkon rinnalla
toimiva aurinkosähkövoimala
Kallioisenkatu 13 Lappeenranta, 2.95 kWp, 20 m2, vuosittainen tuotanto~2.5 MWh, 50%
sähkön vuosikulutuksesta

23. Kuvia asennusvaiheesta
Kattokiinnikkeet Alumiiniprofiilit paneeleille

24. Kuvia asennusvaiheesta
Alumiiniprofiilien kiinnike asennettuna

25. Kuvia asennusvaiheesta

26. Kuvia asennusvaiheesta

27. Koko aurinkosähköjärjestelmä
http://www.sunnyportal.com/Templates/PublicPageOverview.a
spx?page=99ec98bf-33d3-45cb-89c3-
95078e0c2541&plant=ff05bae1-fea4-40ef-8268-
7c5a68f21d19&splang=en-US
Vasen: 1600 Wp grid verkkoliityntälaite, katkaisija and
Webbox, Oikea, aurinkopaneelit P=1600 Wp

28. Aurinkovoimalan sähkön tuotanto kesäkuussa 2012
Tuotanto kesäkuu 2012: 376 kWh
Päivävaihtelu 3 to 20 kWh
Daily electricity production – June 2012
kWh
20
10
8.6.2012, Etot = 15 kWh

29. Sähkön tuotanto 8.6.2012
Tuotanto: 15 kWh
Tuotannon kesto: 17 h
kWh
2
1

30. Yhteenveto - Aurinkosähkö tulee myös Suomeen
Seuraavat väittämät eivät pidä paikkaansa
”Aurinkosähköjärjestelmät tuottavat sähköä vain kesällä”
”Aurinkosähköjärjestelmät ovat kalliita ja vaikeita asentaa olemassa oleviin
rakennuksiin”
”Aurinkosähköjärjestelmää ei voi kytkeä toimimaan sähköverkon rinnalle”
”Aurinkopaneelit eivät kestä lumikuormaa”
”Aurinkopaneelit eivät tuota yhtä paljon energiaa kuin mikä kuluu paneelien
valmistukseen”