2. 10.2.2017
Yleistä esityksestä
Esityksen tarkoituksena ei ole esittää aurinkosähköinvestoinnin absoluuttiselle
kannattavuudelle yhtä lukuarvoa, vaan tuntikäyrien yhteen sopimisen ja kannattavuuden
välinen riippuvuus.
Laskentaongelma on monen muuttujan ongelma, esimerkiksi sähkön spot-hinta vaihtuu
tunneittain. Lisäksi ratkaisun pohjalle on jouduttu antamaan myös useita pitkän ajan
arvioita, kuten sähkönhinnan kehitys. Näistä syistä ihmisen intuitiiviset arviot pettävät ja
kunnolliseen suunnitteluun tarvitaan diplomityössä kehitetyn kaltainen simulointityökalu.
Miika Korhosen (2016) diplomityössä on käytetty laitehintatietoja vuodelta 2015 ja
keväältä 2016, tämä esitys perustuu pääasiassa Korhosen (2016) dataan. Kilpailu on
aiheuttanut sen, että hinnat ovat laskeneet kautta linjan myös vuonna 2016 ja tämä
parantaa absoluuttisia kannattavuuksia esitetystä, riippuvuuden ollessa kuitenkin
esityksessä olevan kaltainen.
Lisäksi esityksessä ja diplomityössä käytetty sähkönhinnan nousuprosentti on hyvin
maltillinen, nopeampi nousu parantaa kannattavuutta. Käytettyä arvoa nopeampi sähkön-
kokonaishinnan nousu on jopa todennäköistä, koska ainakin verot ja siirtohinnat
nousenevat arvioitua nopeammin –myös tämä parantaa ns. absoluuttista kannattavuutta,
riippuvuuden säilyessä samankaltaisena.
Absoluuttisten kannattavuuksien sijaan havainnot keskittyvät siis
omakäyttöasteen ja muiden muuttujien vaikutukseen kannattavuuteen nähden.
3. 10.2.2017
Taustatietoa mitoituksesta
Yleisesti aurinkosähkön tuotannon sanotaan olevan kannattavaa vain,
kun kaikki tuotettu aurinkosähkö käytetään ostosähkön korvaamiseen
eli käytännössä pyritään mahdollisimman lähelle 100 %
omakäyttöastetta.
Tässä esityksessä käytetään termiä pohjakuormamitoitus
mitoitukselle, jossa käytössä on suurin mahdollinen järjestelmä
jolla saavutetaan vielä noin 100 % omakäyttöaste. Se ei ole sama
kuin Motivan pohjakuormamitoitus (Miika Korhonen, 2016), joka
johtaisi vielä paljon pienempiin mitoituksiin (kts. kuva alla).
Kuva diplomityöstä (Korhonen, 2016)
4. 10.2.2017
Laskenta-arvot
Muuttuja Arvo Huomioita
Paneelin hiipuma 0,5 % per vuosi
Sähkönhinta Vaihtelee kuluttajittain Siirtohinnat otettu ESE-Verkosta*. Kokonaishinta sisältää
käyttäjäkohtaiset verot, siirrot ja energiamaksun.
Järjestelmähinnat Useita Kerätty toimittajilta ja keskiarvoistettu.
Sähkönhinnan nousu 1 % per vuosi
Kunnossapito 0,3 -0,5 %
investoinnista per vuosi
OKT-kohteissa pienempi omana työnä ja isoissa korkeampi.
Suuntaus Etelään 20 asteen
kulmassa.
Ei optimi kulma, vaan arvioitu keskimääräinen
asennuskulma, niin kattokaltevuuksien kuin tasakattojen
suhteen.
Pitoaika 30 vuotta Invertterit uusitaan kerran pitoajalla, sisältyy
kunnossapitoon.
Tuet 0-40 % Yrityksille 25 %, maatila 40 % ja kotitalouksille
kotitalousvähennys.
* ESE-Verkon siirtohinnat eivät ole Suomen tasolla korkeita, vaan keskihintaisia. Alueelliset erot voivat olla merkittäviä.
16. 10.2.2017
OKT, lähtötietoja
• Vuosikulutus noin 8,5 MWh
• Nordpool spot –hinnat vuodelta 2013.
• Muuten diplomityön laskenta-arvot (Miika Korhonen, 2016)
Kulutuskäyrä sinisellä ja 3,6 kW aurinkotuotto (joulu, tammi ja helmi merkitty nollatuotoksi)
17. 10.2.2017
OKT tulokset 1/2
• Omakäyttöaste on huomattavasti
alle 100 % parhaiten
kannattavissa kokoluokissa!
Pohjakuormamitoituksella
kannattavuus paljon huonompi
kuin simulointiohjelman
tuloksilla.
• Paras kannattavuus noin 3,0 kW
järjestelmällä, jolloin
omakäyttöaste vain noin 67,9 %.
19. 10.2.2017
Investointiehdotus
• Paras tuotto 3,0 kW järjestelmällä ja 67,9 % omakäyttöasteella.
• Voisi investoida 3,6 kW järjestelmän, koska
– kannattavuus ei merkittävästi laske.
– kulutusta on haastava ohjata lisää keskipäivälle mutta joustavaa
kulutusta tullee lisää (sähköautot, robotti-imurit,
robottiruohonleikkurit), kohteeseen saatetaan hankkia
ilmalämpöpumppu viilennykseen ja akkujen hinnat laskevat niin
nopeasti, että laitoksen elinkaarella akutus tulee kannattavaksi.
Kesäkuun kulutuksen tuntikeskiarvot ja 3,6 kW järjestelmän tuottokeskiarvot.
25. 10.2.2017
Investointiehdotus
Paras tuotto saavutetaan 24 kW järjestelmällä mutta jopa
40 kW järjestelmä voi olla viisas investointi, koska kulutusta
pystytään ohjaamaan lisää keskipäivälle, joustavaa
kulutusta (akkulaitteet) tullee lisää ja elinkaarella akutus
tulee kannattavaksi.
Kesäkuun kulutuksen tuntikeskiarvot ja 40 kW järjestelmän tuottokeskiarvot.
32. 10.2.2017
Keskeiset havainnot
• Ns. pohjakuormamitoitus ohjaa hyvin pienten laitosten valintaan.
– Kannattavuus ei yleensä ole tällaisella järjestelmällä paras ainakaan
pienkohteille. Vain isoille kohteille ja tasaisella sähkönkulutuksella
pohjakuormamitoitus on parhaiten kannattava.
• Pienillä laitoksilla on korkea yksikkökustannushinta, alussa hinnan lasku on
hyvin jyrkkää. Tämä selittää edellisen kohdan pääasiassa.
– Näin myös tuotetun aurinkosähkön omakustannehinta tippuu
järjestelmäkoon kasvaessa eli yksikköhinnan tippuessa.
• Tiettyyn rajaan asti itse käytetyn aurinkosähkön määrä kasvaa, vaikka
omakäyttöaste laskeekin.
• Kannattavuus, mittarina sisäinen korkokanta, laskee hitaammin kuin itse
tuotetun aurinkosähkön omakäyttöaste. Tämän vuoksi mitoitus ei ole niin
kriittinen omakäyttöasteen suhteen kuin on annettu ymmärtää. Huomattavasti
alle 100 % omakäyttöasteilla ollaan hyvin lähellä samaa kannattavuutta tai jopa
paremmissa kannattavuuksissa kuin 100 % omakäyttöasteella.
33. 10.2.2017
Keskeiset johtopäätökset
• Edellä kuvattu monen muuttujan optimointiongelma ratkeaa
luotettavasti vain kohdekohtaisella simuloinnilla, ei vanhoilla
nyrkkisäännöillä.
• Kaikissa tutkituissa kohteissa optimaalinen mitoitus on alle 100 %
omakäyttöaste. Kannattavuuden käytännössä muuttumatta voidaan
mitoittaa laitoksia jopa noin 80 % omakäyttöasteelle, riippuen
kohteesta, optimin löytyessä joissain kohteissa niinkin alhaisilla kuin
noin 70 % omakäyttöasteella!
– Tulevaisuuden sähkönkäytönmuutoksilla voidaan omakäyttöastetta
lisätä ja näin parantaa investoinnin kannattavuutta –tähän voi
varautua investoimalla heti isomman ja yksikkökustannuksiltaan
halvemman järjestelmän.
• Kun laitoskoko on valittu, on kannattavuus aina sitä parempi mitä
korkeampi omakäyttöaste on eli mitä enemmän verkosta ostettua
sähköä korvataan. Vanhaa kulutuskäyrää vastaan mitoittaessa 100 %
omakäyttömitoitus ei kuitenkaan johda optimitulokseen, vaan vaatii
tarkemman mitoituksen!
35. 10.2.2017
Selittävät tekijät
• Yksikköhinta laskee laitoskoon kasvaessa (kts. Kuva alla).
Mitä isompi järjestelmä, sitä halvempaa on itse tuotettu
aurinkosähkö.
Kuva Korhonen (2016)
36. 10.2.2017
Selittävät tekijät
Usein kannattavuus lasketaan tähän hetkeen. Sähkönhinnan kehitys on
kuitenkin oletettavasti ylöspäin. Korhosen (2016) diplomityössä käytetty
1 %/a nousua, joka johtaisi nykyiseltä noin 12 snt/kWh tasolta noin 16
snt/kWh tasolle 30 vuodessa. Paljon rankempaakin nousua voisi
käyttää, jos verrataan Saksaan, Tanskaan ja Ruotsiin, maihin joissa
sähkö ei ole kalliimpaa mutta verot ja siirrot ovat.
Kuva Korhonen (2016) Kuva Korhonen (2016)
37. 10.2.2017
Kiitokset
Mitoitusohjelma on toteutettu yhteistyössä Lappeenrannan
teknillisen yliopiston (LUT) kanssa teetetyssä diplomityössä
(Miika Korhonen, 2016).
Kiitokset diplomityön ohjaamisesta ja tarkastamisesta
tutkijaopettaja Antti Kosonen (LUT) ja professori Esa
Vakkilainen (LUT). Kiitokset kommenteista, vinkeistä ja
ohjeista professori Jero Ahola (LUT).