Elekter päikesest Eestis aastal 2012. Andri Jagomägi, Ph.D. Tallinna Tehnikaülikool Materjaliteaduse Instituut
Küsitlus Milline peaks olema päikesest elektrit toova süsteemi tasuvusaeg aastates, et Te teeksite positiivse investeerimisotsuse? Omavalitsuse juhina Eraisikuna
Teemad Eesti kiirguskliima Päikesepaneelid Päikeseelektri süsteem Tootlikkus Eesti kliimas Päikeseelektri hind
TTÜ päikesepaneelide testimise labor
Päikesekiirguse hulk Euroopas optimaalse kaldenurgaga pinnal 10/11/2011
Päikesekiirgus hulk Eestis optimaalse kaldenurgaga pinnal 10/11/2011
Kiirgushulk (kwh/m 2 ) 250 200 Päikesekiirgus 48⁰ kaldenurgaga pinnal Tallinnas 2007-2009 150 100 50 0 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec 2007 Kokku 1134kWh/m2 2008 Kokku 1091kWh/m2 10/11/2011 2009 Kokku 1174kWh/m2
Optimaalne kaldenurk Eestis 10/11/2011
Päikesepaneelid ehk moodulid Materjal Efektiivsus* (%) Kristalne räni 14-18 Amorfne räni 5-7 μc-si 9 CIGS 6-12 CdTe 9-11 HIT 19 *Standardsed tingimused: mooduli temperatuur 25C, kiirgus 1000W/m2, spekter 1.5AM
Võrku ühendatud süsteem PV Inverter Arvesti Võrk Tarbijad
Autonoomne süsteem PV Inverter Arvesti Laadimiskontroller Akud Tarbijad
Paneeli tootlikkuse olulisemad mõjutegurid Paneeli temperatuur Kiirgushulk Päikese spekter Sesoonsed efektid Päikesekiirguse langemisnurk
Reaalne efektiivsus/nominaalne efektiivsus Erinevat tüüpi moodulite efektiivsuse varieeruvus (TTÜ 2006-2010) 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 pc-si a-si 0 05.2005 10.2006 02.2008 07.2009 11.2010
mõõdetud võimsus/ nominaalne võimsus Erinevate moodulite võimsuste temperatuursõltuvused G = 1000 W/m 2 mõõdetud TTÜs 2008-2010 1.1 1.05 1 0.95 0.9 0.85 0.8 μc-si mc-si CdTe 0 20 40 60 Mooduli temperatuur (C)
Mooduli/süsteemi hüvetegur PR PV energia (kwh) Päikese energia (kwh) 1kW Süsteemi võimsus (kw) Ideaalne süsteem PR = 1 Reaalne süsteem PR < 1 Moodulite valik, varjud, moodulite erinevus, temperatuur, inverteri efektiivsus,kaod kaablites, süsteemi topoloogia 10/11/2011
1j a-si 1j a-si 3j a-si 3j a-si a-si/uc-si tandem CuInS2 CuInS2 mc-si pc-si mc-si/a-si HIT pc-si Päikesepaneelide hüvetegur 0.95 Mõõdetud TTÜs 2006-2011 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 64 65 44 47 62 66 67 57 86 63 50
Inverteri efektiivsus
Süsteemi tootlikkus Eesti kliimas Keskmiselt päikeseenergiat aastas 1120 kwh/m 2 Paneelide hüvetegur 0.75 0.9 Inverteri hüvetegur 0.95 Süsteemi keskmine hüvetegur 0.8 Fikseeritud PV süsteemi tootlikkus 775-1000 kwh/kwp Iga installeritud fotoelektrilise paneeli kw annab keskmiselt 890 kwh elektrienergiat aastas Tootlikkust vähendavad: varjud, paneelide erinevus, paneelide jahutusrežhiim, süsteemi topoloogia, kaod kaablites, lumi või tolm paneelidel Igal aasatal langeb süsteemi efektiivsus 1% esialgsest
Tootlikkus kwh/kwp) Süsteemi tootlikkus kwh/kwp, c-si 160 140 120 100 80 60 40 20 0 10/11/2011
Kui suur süsteem? Iga installeritud fotoelektrilise paneeli kw annab 890 kwh elektrienergiat aastas Näiteks aastane eramaja tarbimine 4000 kwh Süsteemi suurus 4.5 kwp Pindala 30 m 2 (paneeli eff. 15%) Hind 2 000 EUR/kWp (sisaldab KM) Investeering 9 000 EUR (sisaldab KM)
Kui suur süsteem? Iga installeritud fotoelektrilise paneeli kw annab 890 kwh elektrienergiat aastas Näiteks aastane KOV hoone tarbimine 100 000 kwh Süsteemi suurus 112.4 kwp Pindala 750 m 2 (paneeli eff. 15%) Hind 2 000 EUR/kWp (sisaldab KM) Investeering 225 000 EUR (sisaldab KM)
Tasandatud elektri hind Süsteemi suurus 110 kwp Ühiku hind 2 000 EUR/kWp Hind kokku 220 000 EUR Milline on päikeseelektri hind? Toetused?
Rohelise energia toetus kohalikele omavalitsustele KIK Keskkonnaprogramm http://www.kik.ee/et/taotlejale/keskkonnaprogramm/oigusr aamid/finantseerimise-kord.html 4.9 Päikese- ja tuuleenergial ning soojuspumpadel põhinevate elektri- või küttesüsteemide ehitamisel peab omafinantseering olema vähemalt 50% projekti abikõlblike kulude maksumusest ja toetuse taotlejateks võivad olla ainult avalik-õiguslikud juriidilised isikud ja neile kuuluvad asutused.
Tasandatud elektri hind Periood Tootlus Toetuseta Toetus 50% aastad MWh /MWh /MWh 5 480 458 229 6 574 384 192 7 666 330 165 8 757 291 145 9 847 260 130 10 936 235 117 11 1025 215 107 12 1112 198 99 13 1198 184 92 14 1283 171 86 15 1368 161 80 16 1451 152 76 17 1533 144 72 18 1614 136 68 19 1695 130 65 20 1774 124 62 21 1852 119 59 22 1930 114 57 23 2006 110 55 24 2082 106 53 25 2156 102 51 Süsteemi suurus 110 kwp Ühiku hind 2 000 EUR/kWp Hind kokku 220 000 EUR KIK toetus KOV 50%
EUR/kWh Tasandatud elektri hind 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 Päikeseelektri hind Eestis aastal 2012 Toetuseta /kwh Toetus 50% /kwh 0 5 10 15 20 25 30 Aastad alates süsteemi installeerimisest
Kokkuvõte Sobivam paigutus PV paneelidel on lõuna suund, kalle 42⁰ Kiirgushulk Eestis optimaalselt orienteeritud pinnal aastas 1120 kwh/m 2 Iga installeritud fotoelektrilise paneeli kw annab 890 kwh elektrienergiat aastas Turuhind 2012.a veebruaris 2 000 EUR/kWp Kasutades toetust 50% on tasuvusaeg võrreldes elektri hinda (0.11 EUR/kWh) 11 aastat. Toetust kasutamata on tasuvusaeg samadel tingimustel 23 aastat Süsteemi tootlikkus sõltub suurel määral komponentide valikust, installeerimise nurgast ning süsteemi topoloogiast
Tänan tähelepanu eest! andri.jagomagi@gmail.com