Aurinkosähkön hyödyntäminen
Aurinkosähkön käyttö on lisääntynyt voimakkaasti viime vuosina. Kuten olemme saaneet uutisista kuulla, on sähkön hinta lähtenyt reippaaseen nousuun. Sähkön hinnannousun myötä aurinkosähköntuotannon hyödyt kasvavat ja näkyvät lompakossa.
Usein käy niin, että kesällä paneelit tuottavat enemmän kuin tarpeeksi sähköä. Silloin osa sähköstä pitää myydä sähköyhtiölle. Sähköyhtiö hyvittää myydystä sähköstä energian hinnan, mutta yleensä hyöty itselle jää pienemmäksi kuin jos kuluttaisi tuottamansa sähkön itse.
Aurinkosähköjärjestelmä koostuu aurinkopaneeleista ja invertteristä. Aurinkopaneeleilta sähkö tulee tasavirtana invertterille. Invertteri muuttaa sähkön kolmivaiheiseksi vaihtovirraksi ja tahdistaa sähkön sähköverkkoon. Tämän jälkeen aurinkosähkö on käytettävissä kodin sähkölaitteille. Kuvan 2. järjestelmässä on lisänä valinnaiset akku ja Fronius Smart Meter. Fronius Smart Meter ohjaa akun latausta ja purkamista.
Ohjausjärjestelmä
Ohjausjärjestelmällä sähköä voidaan ohjata haluttuun kulutuspisteeseen esimerkiksi lämminvesivaraajaan tai vaikkapa sähköauton lataamiseen. Ohjausjärjestelmän suunnittelussa on syytä ottaa huomioon, onko käytössä yösähkö. Yösähkön ideana on, että lämminvesivaraajia lämmitetään vain öisin, kun sähkö on edullisempaa. Aurinkosähkön ohjausjärjestelmällä lämmitystä pyritään siirtämään mahdollisimmin paljon yöstä päivään, kun omaa sähköä on tarjolla. Koska päivällä sähkö on kalliimpaa, on toivottavaa, ettei päivisin osteta sähköä kattamaan lämmitystä. Ohjausjärjestelmän tulisi siis toimia niin, ettei sähköä myydä eikä osteta silloin kun sähköä on tarjolla omasta aurinkojärjestelmästä.
Ohjausjärjestelmän tulee olla edullinen, ettei takaisinmaksuaika ole liian pitkä. Fiksua olisi myös suunnitella järjestelmä niin, että sitä voidaan myöhemmin laajentaa.
Ohjausjärjestelminä toimivat esimerkiksi:
- kellokytkin
- invertterin tehotieto
- ohjelmoitava logiikka
Helpoimmillaan sähköä voidaan ohjata kellokytkimellä. Kellokytkintä käytettäessä arvioidaan paras aika, jolloin aurinko tuottaa eniten. Esimerkiksi lämmitys alkaa klo 10 ja päättyy klo 18. Kellokytkin ei kuitenkaan ota huomioon päivän pilvisyyttä. Pilvisenä päivänä käykin niin, että aurinkosähkö ei kata varaajan kulutusta ja sähköä joudutaan myös ostamaan.
Nykyisissä inverttereissä saattaa olla mahdollisuus käyttää invertterin tehotietoa. Invertterin tehotieto aktivoituu, kun invertterille asetettu tehomäärä ylittyy. Tehotiedolla saadaan lämmitys päälle ja kun asetettu tehomäärä alittuu, niin lämmitys sammuu. Tätä tietoa voidaan käyttää hyödyksi pilvisinä päivinä. Asentamalla kellokytkin ja invertterin tehotieto sarjaan saadaan haluttuna aikana ja riittävän tehon ylittyessä varaaja lämmittämään. Pilvisenä päivänä lämmitys sammuu, jos invertterin tehoraja alittuu.
Logiikkaohjauksella voidaan rakentaa entistä kattavampi järjestelmä. Voidaan ottaa huomioon invertterin tehotieto, mahdollinen yösähkö ja vaikkapa sähköauton lataus. Logiikalle tehdään ohjelma, joka ohjaa saamiensa tietojen perusteella käyttökohteita. Esimerkiksi lämminvesivaraaja saadaan lämmittämään päivällä, kun aurinkosähköä on tarjolla ja jatkamaan lämmitystä yöllä, mikäli lämmitystä ei tapahtunut riittävän pitkään päivällä.
Logiikan ympärille voidaan rakentaa myös kattavampi järjestelmä mittaamaan aurinkosähkön tuottamaa sähköä ja vertaamaan sitä talouden kulutukseen. Vertailun voi tehdä virranmittauksen avulla. Vertailun tuloksena logiikka ohjaa puolijohdereleitä, jotka säätävät varaajan jännitettä. Tällä keinolla saadaan varaajan tehoa säädettyä aurinkosähköntuotannon mukaan.
Lähteet:
Fronius 2022. viitattu 11.5.2022 https://www.fronius.com/fi-fi/finland/aurinkoenergiaa/kotitaloudet/tuotteet-ja-ratkaisut/aurinkosahkoratkaisut
Motiva 2022. Aurinkosähkö viitattu 11.5.2022 https://www.motiva.fi/ratkaisut/uusiutuva_energia/aurinkosahko