Aurinkoenergia
 |
|
| Aurinkokennostoa | |
| Aurinkoenergia | |
| Fysikaalisia perusteita | |
| Käyttö lämmityksessä | |
| Käyttö sähköntuotannossa | |
Aurinkoenergia on auringon säteilemän energian hyödyntämistä sähkö- tai lämpöenergiana, yleensä aurinkokennon tai aurinkokeräimen avulla [1]. Aurinkoenergian hyödyntämiseksi on kehitteillä monia teknisiä sovelluksia (kts. aurinkoenergian tulevaisuus)
Aurinkoenergia on uusiutuvaa energiaa, ja sen tuotannosta syntyy päästöjä ja jätettä vain laitteiden valmistuksessa ja kierrätyksessä. Aurinkoenergia on ollut pitkään varsin kallista, sen hyödyntämiseen tarkoitettujen paneeleiden hinnan vuoksi, mutta joidenkin tutkimusten mukaan hintakehitys on laskemassa tulevan kymmenen vuoden kuluttua fossiilisten polttoaineiden tasolle[2][3].
Sisällysluettelo |
Yleistä[muokkaa]
| Auringon säteilytehon jakautuminen Maassa[4] | ||||
|---|---|---|---|---|
| Teho /TW | Prosenttiosuus | |||
| Kokonaisteho | 172 500 | 100 | ||
| Heijastuu suoraan takaisin | 50 000 | 29 | ||
| Ilmakehä | 41 400 | 24 | ||
| Vesistöt | 65 400 | 38 | ||
| Maaperä | 15 600 | 9 | ||
| Biosfääri | 133 | 0,08 | ||
| Ihmiskunta | 13 | 0,008 | ||
Auringon säteilyn intensiteetti Maan kiertoradan etäisyydellä Auringosta on noin 1,4 kW/m², kun se mitataan suorassa kulmassa suhteessa aurinkoon. Maan pinnalle kohdistuva kokonaisteho on noin 170 000 TW, mutta käytännössä siitä ei voida hyödyntää kuin pieni osa.[5]
Aurinkokennoilla säteilyn energiasta noin 21 prosenttia voidaan muuttaa sähköksi[6]; vastaavasti aurinkokeräimillä säteilyn energiasta saadaan lämmöntuotantoon 25-35 prosenttia.[7]
Aurinkosähkön sijaan voisi käyttää nimeä valoenergia tai fotonienergia. Sähköenergiaa voidaan tuottaa myös pimeän aikaan yöllä infrapunasäteilystä [8]
Aurinkosähkö[muokkaa]
Aurinkosähköä tuotetaan tavallisesti aurinkokennoilla, jotka muuntavat auringon säteilyä valosähköisen ilmiön avulla sähköenergiaksi. Aurinkokennoja voidaan käyttää pienempimuotoiseen sähköntuottoon sähköverkon ulkopuolella olevilla alueilla ja akkujen avulla turvata sähkön saannin jatkuvuutta.
Nykyään yli 80 prosenttia aurinkokennoista on liitetty sähköverkkoon, mutta niitä voidaan käyttää myös sähköverkosta irrallaan.lähde?
Aurinkokennoja käytetään myös satelliiteissa ja joissakin avaruusluotaimissa. Auringon säteilyä voidaan myös kerätä peileillä tai linsseillä samaan tapaan kuin aurinkolämpöä. Tällöin aurinkokennoja tarvitaan vähemmän, mutta niitä pitää jäähdyttää ylikuumenemisen estämiseksi.
Aurinkolämpö[muokkaa]
-
Pääartikkeli: Aurinkolämmitys
Aurinkolämmityksessä auringon energiaa käytetään käyttöveden tai sisäilman lämmitykseen. Aurinkolämmityksessä energia käytetään suoraan lämpönä muuttamatta sitä sähköksi; lämpö otetaan talteen aurinkokeräimellä, siirretään käyttökohteeseen välinesteellä ja varataan varaajaan myöhempää käyttöä varten. Aurinkokerääjien päätyypit ovat taso- ja tyhjiöputkikeräin.
Aurinkolämmitystä käytetään pääasiassa huoneistojen ilman sekä käyttöveden ja uima-altaiden lämmitykseen.
Tuotantotavoitteet[muokkaa]
Lämmin vesi: EU on ehdottanut 100 miljoonaa m2 aurinkolämmönkerääjiä vuoteen 2010 mennessä. Tekniikka on lisääntynyt varsinkin Kreikassa, Saksassa ja Itävallassa.
Aurinkokenno: Saksan aurinkokennojen tavoite on 4500 MW (2010),,[9] Japanin 4 820 MW (2010)[10] The U.S. PV Industry ennustaa Yhdysvaltojen kapasiteetiksi 36 GW (2020), mikä on alle 5 prosenttia tämänhetkisestä potentiaalisesta.[11]
Keskittävä aurinkovoima: CSP Global Market Initiative (GMI) (USA ja Saksa) tavoite on 5 000 MW CSP-voimaa (2010). Espanja suunnittelee 200-500 MW CPV voimalaa. Etelä-Kaliforniaan suunnitellaan 800-1750 MW CSP-voimaa. Uusiutuvan energian konferenssi asetetti globaaliksi CSP-tavoitteeksi 5000 MW 2004 (Algeria, Egypti, Saksa, Israel, Italia, Jordania, Marokko, Jemen, New Mexico (USA) ja Espanja).
| Aurinkokennot EU:ssa (PV) (MWp)[12][13] | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| # | Maa | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 |
| 1 |  Saksa |
1 910 | 3 063 | 3 846 | 5 351 |
| 2 |  Espanja |
58 | 118 | 733 | 3 405 |
| 3 |  Italia |
46 | 58 | 120 | 318 |
| 4 |  Ranska |
26 | 33 | 47 | 91 |
| 5 |  Belgia |
2 | 4 | 22 | 71 |
| 6 |  Portugali |
3 | 4 | 18 | 68 |
| 7 |  Alankomaat |
51 | 51 | 53 | 55 |
| 8 |  Tšekki |
0 | 1 | 4 | 54 |
| 9 |  Itävalta |
24 | 29 | 27 | 30 |
| 10 |  Luxemburg |
24 | 24 | 24 | 24 |
| 11 |  Britannia |
11 | 14 | 19 | 22 |
| 12 |  Kreikka |
5 | 7 | 9 | 19 |
| 13 |  Ruotsi |
4 | 5 | 6 | 8 |
| 14 |  Suomi |
4 | 4 | 5 | 6 |
| 15 |  Tanska |
3 | 3 | 3 | 3 |
| 16 |  Slovenia |
0,2 | 0,4 | 1,0 | 2,1 |
| 17 |  Kypros |
0,5 | 1 | 1,3 | 2,1 |
| 18 |  Puola |
0,3 | 0,4 | 0,6 | 1,6 |
| 19 |  Bulgaria |
0,8 | 1,4 | ||
| 20 |  Unkari |
0,2 | 0,2 | 0,4 | 0,5 |
| 21 |  Romania |
0,2 | 0,3 | 0,5 | |
| 22 |  Irlanti |
0,3 | 0,3 | 0,4 | 0,4 |
| 23 |  Malta |
0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,2 |
| 24 |  Slovakia |
0 | 0 | 0 | 0,07 |
| 25 |  Liettua |
0 | 0 | 0 | 0,06 |
| 26 |  Viro |
0 | 0 | 0 | 0,02 |
| 27 |  Latvia |
0 | 0 | 0 | 0,01 |
| EU27 GWp | 2,17 | 3,42 | 4,94 | 9,53 | |
| Aurinkosähkö asukasta kohti 2008[13] | ||
|---|---|---|
| Sija | Maa | W/as. |
| 1 | Espanja |
75 |
| 2 | Saksa |
65 |
| 3 | Luxemburg |
50 |
| 4 | Belgia |
6,7 |
| 5 | Portugali |
6,4 |
| 6 | Italia |
5,3 |
| 7 | Tšekki |
5,2 |
| 8 | Itävalta |
3,6 |
| 9 | Alankomaat |
3,3 |
| 10 | Kypros |
2,7 |
| 11 | Kreikka |
1,7 |
| 12 | Ranska |
1,4 |
| 13 | Suomi |
1,1 |
| 14 | Slovenia |
1,1 |
| 15 | Ruotsi |
0,9 |
| 16 | Tanska |
0,6 |
| 17 | Malta |
0,6 |
| 18 | Britannia |
0,4 |
| 19 | Bulgaria |
0,2 |
| 20 | Irlanti |
0,1 |
| 21 | Unkari |
0 |
| 22 | Puola |
0 |
| 23 | Romania |
0 |
| 24 | Liettua |
0 |
| 25 | Viro |
0 |
| 26 | Slovakia |
0 |
| 27 | Latvia |
0 |
| EU27 (MW) | 19,2 | |
Aurinkoenergian tuotanto Suomessa[muokkaa]
Aurinkoenergian tuotanto perustuu valon määrään, joten Suomessa aurinkoenergian määrä on kesällä jopa suurempi kuin Keski-Euroopassa. Vuositasolla aurinkoenergian määrä per neliömetri on keskisuomessa noin 900 kWh. Vertailuarvona Hampuri, jossa auringon säteilyn energia on vuositasolla 938 kWh sekä Lissabonissa 1 689 kWh [14]. Auringosta paneelien avulla saatavan energian kokonaismäärä saattaa olla Keski-Eurooppaa korkeampi, koska useimpien paneelien teho laskee Suomen ilmastoa kuumemmissa olosuhteissa [14]. Aurinkokeräimen hyötysuhdetta kylmissä olosuhteissa voi parantaa lämpöpumpun avulla. Suomen oloissa aurinkokeräin tuottaa vuodessa energiaa n. 300 kWh/m2 [15]
Työ- ja elinkeinoministeriö voi hankekohtaisen harkinnan perusteella myöntää yrityksille, kunnille ja muille yhteisöille energiatukea sellaisiin ilmasto- ja ympäristömyönteisiin investointi- ja selvityshankkeisiin, jotka edistävät uusiutuvan energian käyttöä, energiansäästöä, energiantuotannon tai käytön tehostamista, vähentävät energian tuotannon tai käytön ympäristöhaittoja. [16]. Tuen määrä on vuonna 2011 maksimissaan 60 %[17].
Aurinkoenergian teknisten sovellusten kehitys[muokkaa]
Kunnianhimoisin ja teknisesti vaikein kaavailu on maapalloa kiertävät kerääjäsatelliitit, jotka välittäisivät kokoamansa energian mikroaaltojen avulla maan pinnalle. Näin vältettäisiin ilmakehän auringon säteilylle aiheuttamat energiatappiot.lähde?
Suomessa aurinkoenergian teknisiä sovelluksia sekä käyttösovelluksia kehitetään useissa projekteissa. Paneelien ja keräinten soveltamista rakennusarkkitehtuuriin on kehittänyt esimerkiksi Rautaruukki Oyj sekä Luvata Oyj [18][19].
Porissa on rakennettu aurinkoenergiaa hyödyntävä uimahalli, joka on tehty osittain aurinkoenergian hyödyntämisen kehitystyönä[20].
Katso myös[muokkaa]
- Aurinkokenno
- Insolaatio
- Aurinkoarkkitehtuuri
- Sähkön pientuotanto
- Aurinkoenergiatorni
- Teemasivu: Energia
Lähteet[muokkaa]
- ↑ http://www.motiva.fi/aurinkoenergia
- ↑ Aurinkoenergia edullisempaa kuin ydinvoima, Uutinen Tekniikka & Talous verkkosivuilla.
- ↑ http://www.tekniikkatalous.fi/energia/article538253.ece Aurinkoenergia kohta edullisempaa kuin öljy, T&T
- ↑ Pekka Pirilä: Energiatalous (sivut 12-13) Teknillinen korkeakoulu. Viitattu 14.9.2007.
- ↑ Aurinkoenergia Energiateollisuus. Viitattu 21.10.2010.
- ↑ Maailman tehokkain aurinkopaneeli The Independent. Viitattu 26.6.2011.
- ↑ Aurinkoenergia Motiva. Viitattu 21.10.2010.
- ↑ Infrapunaenergia Tekniikka & Talous. Viitattu 13.6.2011.
- ↑ Innovation and technological development in energy
- ↑ Photovoltaics in Europe: More than 3.4 GWp installed in EU The Solarserver - Forum for Solar Energy, Eufores 4.23.2007
- ↑ U.S. Department of Energy
- ↑ Photovoltaic energy barometer 2007 - EurObserv’ER Systèmes solaires Le journal des énergies renouvelables n° 178, s. 49-70, 4/2007
- ↑ a b Photovoltaic energy barometer 2009 - EurObserv’ER Systèmes solaires Le journal des énergies renouvelables n° 190, s. 72-102, 3/2009
- ↑ a b Aurinkoenergia Suomessa Tekniikka & Talous. Viitattu 13.6.2011.
- ↑ http://www.vihreat.fi/files/liitto/ilmastojaenergia2005.pdf Vihreän Liiton ilmasto- ja energiasuunnitelma 2005, s. 30
- ↑ Energiatuki Työ- ja Elinkeinoministeriö. Viitattu 13.6.2011.
- ↑ http://www.tem.fi/index.phtml?s=3093
- ↑ http://www.ruukki.fi/Uutiset-ja-tapahtumat/Uutisarkisto/2011/Ruukki-kehitti-taysin-integroidun-aurinkopaneelijulkisivun Ruukin integroitu aurinkopaneelijulkisu
- ↑ http://www.luvata.com/en/News-Room/Press-Releases/Luvatas-new-fully-integrated-solar-system-combines-architectural-appeal-and-solar-energy/ Luvata kehittää aurinkokeräinten soveltamista rakennusarkkitehtuuriin
- ↑ http://www.samk.fi/tutkimus_ja_kehittaminen/ajankohtaista/1/poriin_suomen_ensimmainen_aurinkoenergiahalli
Aiheesta muualla[muokkaa]
- Näin keräät aurinkoenergian - kuvaraportissa uutuudet ja tulevat ihmeet (Tekniikka ja Talous 2009)
- Sunvoima suunnittele megawatin aurinkovoimalaa (Tekniikka ja Talous, joulukuu 2009)
- Online article by scientist Jonathan G. Dorn, July 22-2008 The solar thermal power industry experienced a surge in 2007, with 100 megawatts of new capacity coming online worldwide.
- Eurosolar - The European Association for Renewable Energy
- Rautaruukki kehitti täysin integroidun aurinkopaneelijulkisivun, Uutinen Tekniikka & Talous verkkosivuilla sekä Rautaruukin yhtiön sivuilla.
- Aurinkoenergia edullisempaa kuin ydinvoima, Uutinen Tekniikka & Talous verkkosivuilla.
- Huonot sähköverkot jarruttavat tuuli- ja aurinkoenergiaa, Uutinen Tekniikka & Talous verkkosivuilla.
- Aurinkoenergian laskennan sivusto. Euroopan Komissio, energiatekniikan tutkimusyksikkö.
| Aurinkovoima: |
aurinkokenno | aurinkolämmitys | aurinkokeräin | keskittävä aurinkovoima | aurinkojäähdytys |
|---|---|
| Tuulivoima: |
merituulivoima | luettelo merituulivoimasta | tuulipuisto | tuulimylly |
| Vesivoima: | |
| Maa, vesi ja ilma: |
geoterminen energia | maalämpö | ilmalämpöpumppu | ilma-vesilämpöpumppu | ilmavirtavoimala |
| Biologinen: |
biomassa | energiakasvit | puupolttoaine | pelletti | biopolttoaine | bioetanoli | E85 | biodiesel | biokaasu |
| Kemiallinen: | |
|
|
|
|
|
|
| Käsitteitä: |
Energiansäästö - Hajautettu tuotanto - Kaukolämpö - Lämmöntuotanto - Sähköntuotanto - Säätövoima - Varavoima - Lämpöenergian varastointi - Energian varastointi |
||||
|---|---|---|---|---|---|
| Uusiutumaton energia: |
|
||||
| Uusiutuva energia: |
Aurinkoenergia - Biomassa - Geoterminen - Tuulivoima - Vesivoima |
