AS Läätsa kalatööstuse päikeseelektrijaama planeerimine

Taastuvate energiaallikate kasutamine on Eestis järjest populaarsem. Esmalt annab see suurepärase eelise kasutada keskkonnasõbralikku tootmisprotsessi. Teisalt võimaldab taastuvenergia kasutamine kulutusi optimeerida just praeguse suure konkurentsi kontekstis, sest tööstuses moodustab energiahind märkimisväärse osa lõpptoodangu maksumusest. Päikeseelektrijaam võimaldab peamiselt kolmel tarbijate grupil optimeerida kulutusi või pöörata see protsess tasuvaks investeeringuks. Need on eratarbijad, tööstused või investeerigu huvilistele mõeldud projektid. Päikesepaneelide turg on viimastel aastatel kahekordselt suurendanud enda turumahtu. Turumahu kasvule on kaasa aidanud päikesepaneelide hinna lineaarne langus. Töö eesmärgiks oli seatud probleemidele lahenduste optimaalsete lahenduste leidmine. Päikeseelektrijaama lahenduste leidmiseks kasutati PVSOL Premium simulatsiooni tarkvara, millega on võimalik esitada adekvaatseid tulemusi. Lõplik lahenduse valik baseerus tasuvusaja ja investeeringu maksumusel tasuvusperioodi kohta. Lõputöö esimeses osas kirjeldati AS Läätsa Kalatööstuse hetkeolukorda. Selles sisaldus hinnang Läätsa piirkonna ilmastikutingimustele, sest need mõjutavad otseselt päikesepaneelide efektiivsust ja võimaldavad kirjeldada enim mõju avaldavaid parameetreid. Selgus, et Läätsa piirkonnas on väga head tingimused päikeseelektrijaama rajamiseks, sest Läätsas on väga palju päikesepaistelisi päevi aasta lõikes, suur päikesekiirguse hulk ning keskmisest tuulisem. Esimeses osas toodi välja elektrivõrgu ja tarbimise hetkeolukord ning Elektrilevi OÜ-ga liitumise võimalused. Võrguga liitumise ja tarbimise seisukohast oli mõistlik rajada päikeseelektrijaam võimsusega 367 kW, ilma akupanka arvestamata. Töö teises osas selgitati erinevaid päikeseelektrijaama tüüpe selgitamaks milline neist on sobivaim AS Läätsa Kalatööstuses. Parimaks valikuks osutus hübriid päikeseelektrijaam, sest see vastab kõigile nõudmistele, mida on vaja AS Läätsa Kalatööstuses täita. Paneelide valikus osutus kõige kuluefektiivsemaks polükristalliline paneel. Monorkristallse paneeli hind on kõrgem ning temperatuuri kasvades võib isegi monokristallne element olla vähem efektiivne. Lisaks võrreldi teises osas erinevaid salvestustehnoloogiaid, mille tulemusena selgus, et kõige kasulikum on rajada elektrokeemiline salvestus, sest selle energiat saab kõige lihtsamini juhtida ja süsteemiga integreerida. GEL pikaeluea akud olid võrdluses olevatest elektrokeemilistest akudest kõige kuluefektiivsemad. Euro kohta sai kõige enam GEL pika eluea akudega teostada laadimise- ja tühjenemistsükleid. Lõputöö kolmandas osas koostati AS Läätsa Kalatööstuse optimeeritud päikeseelektrijaam. Valiti päikeseelektrijaama võimsused analüüsides investeeringu maksumust tasuvusaasta kohta. AS Läätsa Kalatööstuse Päikeseelektrijaamas on kõige optimaalsem 420 kW võimsusega võrguinverterite kasutus, 300 kW suurune akupank ning 90 kW inverter/laadija. Võrguinverterite võrdluses võeti arvesse enim kasutatavad seadmed, milles kõige efektiivsemad on Huawei 30 kW ja 15 kW. Inverter/laadijate võrdluse tulemusena selgus, et Victron Energy Quattro 10 kW seadme kasutamine on majanduslikult kõige efektiivsem. Töö kolmandas peatükis käsitleti päikesepaneelide kinnituslahenduste valikut võrdluste teel, kus kuluefektiivseim katusekinnitus on Ambivolt lahendus. Päikeseelektrijaama maapargi planeeringu osas on kõige suurem elektrienergia toodang olukorras, kus ridade omavaheline vahe on 8 m. Reavahe üle kaheksa meetri põhjustab pargi ridade nihkumist liialt lähedale varjutust tekitavatele objektidele. Kolmandas osas on välja toodud süsteemi tööpõhimõtted ja tasuvusarvutused. AS Läätsa Kalatööstuse päikeseelektrijaama tasuvusperiood on 11 aastat. Pärast 11. aasta möödumist muutuvad rahavood positiivseks. Kõige kasumlikum on toodetud päikeseenergia ise ära tarbida, mitte seda müüa tagasi elektrivõrku. Lõputöö autorile pole teadaolevalt Eestis ükski haridusasutus selliselt probleemi kajastanud ega selleks sarnaseid analüüse teostanud. Töö koostamise käigus lähtuti suures osas PVSOL Premium tarkvaraga saadud tulemustest. Ilmastiku tingimustena kasutab PV*SOL MeteoSyn andmebaasi. Autori tööalaste ülesannete jätkumisel ettevõttes on autori soov teostada antud päikeseelektrijaama ehitus.

Popularity of using renewable energy in Estonia is increasing more and more. In one hand, this gives a great advantage to use sustainable energy. On the other hand enables the use of renewable energy to optimize costs. In today's competition, cost optimization has major role. Especially in the industry, as the price of energy is part of the cost of the final product. Solar power allows for three main consumer groups to optimize costs, or even turn it into a profitable investment process. These are private consumers, industries, and those interested in investment projects. Solar panels market has grown its market volume by two times in recent years. Market growth has contributed to the decline in the price of solar panels, which have not made rapid changes, instead decreases constantly. 2020 is the year, when European Union has the goal to set out the directive procedure, which provides for the situation where all the renovation and new buildings must be nearly zero energy buildings. This brings the two solutions, either insulate buildings or to add more renewable energy. The concept of the building to be able to produce its own energy has become a topical already today. The aim of this work is finding a solutions to the problems set, which is reflected in the most optimal solution. Solar power plant solutions used by the author was created with the help of PV * SOL Premium simulation software, which is able to provide adequate results. The main causes of the particular solar power plant solution was selected for the Läätsa Fishing Industry Ltd depended on the pay-back period of the investment and the cost of the return period. The thesis first part outlines the current situation in the Läätsa Fishing Industry Ltd. What are the weather conditions in the region Läätsa because they directly affect the efficiency of the solar panels and allow to understand which parameters have the biggest influence. It turned out that Läätsa region has some of the best conditions for solar power plant in the Estonian context. As Läätsa has many sunny days in the year, a large amount of solar radiation and windy conditions, which increases the efficiency of solar panels. In the first part was described current situation of the grid, consumption and possibility of connecting to Elektrilevi LLC, to better understand criteria needed to consider when planning solar power plant. Consideration grid connection and consumption, it would be wise to build a solar power plant of 367 kW, without taking into account battery bank. The second part explains the different types of solar power plants in order to better understand which suits for Läätsa Fishing Industry Ltd. Based on the explanations hybrid solar power station turned out to be most suitable, since it meets all the requirements needed for the Läätsa Fishing Industry Ltd The author also concluded solar panel selection. The most cost-effective panel is polycrystalline. Monocrystalline panel price is higher and when temperature is growing monocrystalline element can be less effective. In addition, variety of storage technologies were compared in the second part, which resulted that to build an electrochemical storage makes the most sense, because its energy can be most easily managed and system integration is not complicated. GEL long life batteries were the most cost-effective when compared with other available options. GEL batteries can perform most charge discharge cycles per euro. In the thesis third part optimized solar power plant for the Läätsa Fishing Industry Ltd was planned. Output power of the solar power plant was chosen by analysing the investment payback time. Läätsa Fishing Industry Ltd solar power plant most optimal use of inverters is 420 kW, 300 kW battery bank and 90 kW inverter/charger. In grid inverter comparison most widely used devices were taken into account, in which the most effective is Huawei 30 kW and 15 kW. Inverter / chargers comparison showed that the Quattro Victron Energy 10 kW unit is the most economically sensible. Third part of the work also dealt with comparison of the solar panels fastening solutions, where most cost-effective for roof mounting is Ambivolt. Solar power plant greatest power output is achieved when the ground part has 8 meter difference between the two lines. Over 8 meter line spacing leads to the park lanes shifting too close to the shadow generating objects. In the third part last chapters there have been outlined the system working principles and feasibility calculations. Läätsa Fishing Industry Ltd power plant payback period is 11 years. After a 11-year period the cash flow already becomes positive. The most profitable is to self-consume the solar power produced, not to sell it back to the grid. To the thesis author it is not known that any educational institution has recognized the problem, or carried out similar analyzes. Work was based largely on results obtained from PV * SOL Premium software. PV * SOL is using MeteoSyn databank for weather conditions. In the event of author continues occupational tasks at the company where the thesis reflected problem became topical, it is the author's desire to carry out the construction of solar power plant.