Päikeseenergia tootlikkus kodumajapidamises ja seda mõjutavad tegurid

Lihtne nimetuse kirje
dc.contributor.advisorPaist, Aadu
dc.contributor.advisorLember, Erki
dc.contributor.authorLoit, Cristo
dc.date.accessioned2025-01-17T09:51:51Z
dc.date.available2025-01-17T09:51:51Z
dc.date.issued2025-01-16
dc.description.abstractTänapäeval on loodussõbralike energiaallikate kasutamine üsna populaarseks saanud ja nende kasutusele võtmist julgustatakse laialdaselt. Sellepärast prooviti lõputöös leida lahendus järgmisele probleemile, kui suur peab olema PV park, et selle tootlikkus kattaks ära terve aastase kodumajapidamise elektritarbimise ja mida päikeseparki rajamisel jälgida. Probleemile püstitati eesmärk, kus saadi teada päikesepargi võimsus, millega saab kodumajapidamine terve aasta vältel hakkama. Lõputöö alguses kirjeldati päikesepaneelide arengut läbi ajaloo. Päikesepaneelid jõudsid jaemüüki alates 1953. aastast, kus kasutati räni põhjal tehtud paneele. Tänapäeval kasutatakse paneele kõikides hoonetes, kus tahetakse olla keskkonna sõbralikumad ja säästa energiat. Enamasti kasutatakse kolme erinevat liiki paneele, kus kõige efektiivsemad on monokristalsed paneelid. Kõigil kolmel on omad miinused, näiteks monokristalse paneeli tootmine on kallis, mis viib ka turu hinna ülesse. Paneele saab paigutada erinevatesse kohtadesse, peamiselt maapinnale ja katusele, kus saadakse nende efektiivsust kõige paremini esile tuua. Paneelide tootlikkust mõjutab suuresti nende paigaldatud suund ja kalde nurk. Tavaliselt paigaldatakse paneelid lõuna suunda, 40°kraadise nurga all, paneelide paigaldamisel katusele peab jälgima, et paigaldatud paneelid ei jääks varju ja saaksid kõige efektiivsemalt energiat toota. Kaldkatuse korral on paneelide kalde nurk fikseeritud, kuid lame katuse korral jäetakse kaldenurgaks enamasti 25° kraadi, mis vähendab paneelidele tekkivat kahju. Peamised süsteemid, mida päikeseparkide juures kasutatakse on voolu ühendusega lahendus, voolu ühenduseta lahendus ja hübriid lahendus. Linnas ja selle ümbruses kasutatakse enamasti voolu ühendusega PV-parke. Kus vajaminev elekter võetakse üldvõrgust, kuid osa tarbitud elektrit kaetakse paneelide toodetud elektriga. Voolu ühenduseta PV-parke rajatakse piirkondadesse, kus puudub ühendus üldvõrgu elektriliinidega või selle rajamine piirkonda oleks kallis. Päikese pargis toodetud elekter tarbitakse ja vajadusel salvestatakse akudesse, kuid enamasti seda varianti ei kasutata, kuna süsteemi rajamine on liiga kulukas. Lõpuks on viimane süsteem, kus kasutatakse mõlemat eelnevalt mainitud süsteemide segu. PV- park toodab elektrit ja seda saab salvestada akudesse, kuid enamasti saadakse elekter üldvõrgust. Lõputöös käsitleti sammuti paneelidele tekkivaid mõjutegureid. Neli olulist mõjutegurit on päikese kiirguse hulk, mustus, varjud ja temperatuur. Päikese kiirguse hulk on Eesti erikohtades erinev, seega ei saa päikese paneelide poolt toodetud energiat täpselt ennustada. Kuid võib öelda, et kõige rohkem päikselisi tunde on Eesti saartel. Paneele on oluline hooldada vähemalt korda aastas sõltuvalt paneelide paigaldus viisist. Enamasti kasutatakse paneelide hoolduseks vett. Kaldkatusele kinnitatud paneele näiteks ei pea 39 hooldama. Kindlasti on oluline jälgida, et paneelid ei jääks aasta jooksul varju, kuna see vähendab PV-pargi tootlikkust vähemalt 70 %. Paneelide rajamisel peab jätma ruumi õhutamiseks, kuna suvel võib päikese poolt tekitatud kuumus tootlikkust vähendada. PV-parkide rajamisel on oluline jälgida mõju ökosüsteemile, kuna kõikidesse ökosüsteemidesse ei ole parkide rajamine mõttekas. See kahjustab sealset liigirikkust, võib olla liigselt kulukas, rikkuda pinnast ja põhjavett. Enamasti sobib PV-parke rajada põllumaade äärde, kus paneelid ei jää ette põllutöödele. Teine võimalus on rajada PV-parke kultuurrohumaadele, kus liigirikkus ja tekkiv kahju on väiksem. Päikeseparkide rajamisel tuleks kaasata eksperte, omavalitsust ja vajadusel kohalike inimesi, suuremate parkide korral ka keskkonnaorganisatsioone. PV-parkide rajamisel on eelkõige oluline liigirikkuse hoidmine, näiteks on võimalik parkide lähedusse tuua mesilastarusid ja kasutada ära sama pinnast, mis on eemaldatud. Visuaalse reostuse leevendamiseks on võimalik istutada põõsaid ja puid paneelide lähedusse Lõputöös kasutati 1 MW PV-pargi tootlikkuse andmeid aasta jooksul, mille abil saadi dimesioneerida ühele kodumajapidamisele PV-park. Eesmärgiga teha kodumajapidamine sõltuvaks ainult PV-pargis toodetud energiast. Saadud tulemuste kohaselt peab PV-pargi suurus olema 220 kW, mis realselt on võimalik, kuid on väga kulukas. Seega dimensioneeriti ühele kodumajapidamisele 10 kW PV-park, mis ei katta täielikult terve aastast tarbimist, isegi kui kasutada salvestit. Kodumajapidamise aastane tarbimine saadi autori kodumajapidamisest sama perioodi jooksul. Saadud tulemustest võib järeldada, et selline ettevõtmine sõltudes ainult PV-pargi tootlikkusest on kulukas ja mõttekas on mõelda hübriid tootmis süsteemile, näiteks kasutada päikese paneele ja tuulikuid.
dc.description.abstractThis graduation thesis was written on the subject ”Solar Energy Productivity in the Household and Affecting Factors”. One of the United Nations Sustainable Development goals is to ensure clean and affordable energy for all, which requires active promotion of renewable energy in this case solar power. Utilizing photovoltaic (PV) systems is sustainable energy management. The goal of this thesis was to determine the required PV park productivity to cover the annual electricity consumption of a single household in Estonia. The author examined various solar panel technologies and their prevalence in Estonia, factors affecting PV park productivity, different types of PV systems and their characteristics. Additionally, the conditions for establishing a PV park were analysed to minimize its negative impact on ecosystems. The study focused on the productivity data of a 1 MW PV park provided by Sunly Solar OÜ, which was compared to the annual electricity consumption of the author's household. The data was analysed and processed using Excel to identify the required PV park size. The results indicated that a PV park with a productivity of 220 kW would be needed to meet the annual electricity demand of a household. However, this solution is very expensive and economically unviable. As an alternative, it was found that the same result could be almost achieved with a 10 kW PV park when combined with energy storage battery. This solution is more cost-effective and could become a viable long-term investment. The author concluded that a large-scale PV park is not economically feasible for a single household. However, combined solutions, such as using 10 kW PV park with battery, could be a realistic alternative. It was also emphasized that, in addition to PV systems, wind energy should be considered to diversify energy sources and achieve greater independence from the grid. Further research could focus on hybrid solutions and the combination of different renewable energy sources to ensure maximum efficiency and sustainability.
dc.identifier.urihttps://dspace.tktk.ee/handle/20.500.12863/5533
dc.language.isoet
dc.publisherTallinna Tehnikakõrgkool
dc.subjectKeskkonnatehnoloogia::Tehnoloogia ja jäätmehooldus::Energia ja keskkond
dc.subject.otherKeskonnatehnoloogia ja -juhtimine
dc.titlePäikeseenergia tootlikkus kodumajapidamises ja seda mõjutavad tegurid
dc.title.alternativeSolar Energy Productivity in the Household and Affecting Factors
dc.typelõputöö

Failid

Originaalkimp
Näitamisel1 - 2 2-st
Pisipilt
Nimi:
2025_Loit_Cristo_loputoo.pdf
Suurus:
1.47 MB
Formaat:
Adobe Portable Document Format
Kirjeldus:
lõputöö
Laadi alla
Pisipilt pole saadaval
Nimi:
2025_Loit_Cristo_loputoo[42262].asice
Suurus:
1.37 MB
Formaat:
Unknown data format
Kirjeldus:
lõputöö (digidoc)
Laadi alla

Kollektsioonid

Lõputööd (KT)