Päikeseenergia kasutamine elektri tootmiseks kodudes

Praegusel ajal, kui eri energiaallikate sisseostuhinnad on pidevas tõusus, otsime me kõik pingsalt võimalusi ja tehnoloogiaid, kuidas saaksime energiat kokku hoida ning säästa. Olgu selleks hoonete renoveerimine ja soojustamine, tehnosõlmede rekonstrueerimine, hooneautomaatika kasutamine või küttevee- ja ventilatsiooniseadmete tõhustamine.

Kõik need võimalused on väga kasulikud, lõpuks aga jõuame hoone energiabilansis elektri kulule, mida igakuiselt kui olulist energia allikat elektrivõrgust ostame. Enamasti on just elektrienergia suurim kuluartikkel. Soeses erinevate tehnoloogiate ning tarbimisharjumuste muutumisega, suureneb elektrienergia vajadus pidevalt. Samuti on elekter aasta-aastalt tarbija jaoks kallinemas.

Kui maja on valmis ehitatud, siis on lihtsaim viis muuta eramu energiasäästlikumaks, kui kasutada elektrilist päikesepaneelide süsteemi. Tihtipeale on maja soojustamisel piirid ees, akende ja uste energiatõhususel samuti. Kui aastane energiabilanss kipub pidevalt miinuse poolele jääma, siis päikeseenergiat kasutades on see tõhus ning kindel võimalus viia maja energiabilanssi võimalikult nullenergia lähedale.

Üha levinumad küttesüsteemid kaasaegsetes ermutes on maaküte, õhk-õhk või õhk-vesi soojuspumpadel põhinev küttesüsteem, mis toodab soojusenergiat ja tarbevett. Pump tarbib aga elektrienergiat, samuti teevad seda erinevad kodumasinad ning elektriseadmed. Kui sellistel hoonetel võtta kasutusse elektrilised päikesepaneelid, saaks päevasel ajal toota kogu soojaeneergia ning tarbevesi päikesest tulevast elektrienergiast.

Kui paneelidest enam piisavalt energiat kodu vooluvõrku ei toodeta, võetakse puuduv elektrienergia elektrivõrgust. Päikesepaneelidest koosnevat elektritootmise jaama on võimalik ehitada ka kohtades, kus puudub elektriühendus võrguga ehk energia salvestina kasutatakse akusid. Kindlasti peab arvestama akupanga ülalpidamiskulusid, mis on küllaltki suured, seeläbi kõige parema tasuvusega on elektrivõrguga ühilduvad elektriliste päikesepaneelide lahendused. Süsteem on hõlpsasti integreeritav kõikide hoonete elektrisüsteemiga. Lisaks äärmiselt lihtsale integreerimisele on süsteem ka üsna hooldevaba ja sellega ei kaasne märkimisväärseid riske.

Süsteemi ülesehitus, füüsikalised omadused ja eluiga

Põhjamaade tingimustes tagavad süsteemi pikaealisuse paneelide õigel kinnituskonstruktsiooni valikul katusele, kus tuleb tähelepanu pöörata jää tekitatavatele kõrvalmõjudele. Kehvalt läbimõeldud ja pigem lõunamaa tingimustele projekteeritud konstruktsioonide puhul hakkab jää paneelide raame väänama, samuti väheneb sellega oluliselt paneelide eluiga, olgu või mistahes tootja paneel ja garantii. Konstruktsiooni ehituse puhul peab arvestama vähemalt 30-aastase elueaga, nagu seda on paneelidel.

Enamik paneelide tootjad annavad paneelide efektiivsuse säilimisele garantii 25 aastat. Garantiiperioodi ulatuses on kogu tootlikkus säilinud vähemalt 80%. Mehaanilistele osadele ehk paneeli koostele antakse üldiselt 10-12-aastane garantii. Küll aga ei saa väita, et süsteem ei amortiseeruks ja tegu on justkui õnnistatud lahendusega. Paneelidele teeb liiga vee ja niiskuse sattumine paneeli paketi sisse ning töötamine kõrge temperatuuriga keskkonnas. Kuna päikesepaneelide elementide koostises on suures osas ränikristallid, siis räni füüsikaliste omaduste tõttu ei kannata see kõrgeid temperatuure. Temperatuuri tõustes kraadi võrra kahaneb räni elementidest koosnevate päikesepaneelide võmsus ligi 0,4%. Kui suvel tõuseb paneelide pinnatemperatuur nominaalsest 25 kraadist näiteks 50 kraadini, siis teoreetiliselt langeb paneelide koguvõimsus 10%.

Talvel on olukord vastupidine — mida madalam on keskkonna temperatuur, seda efektiivsemad on paneelid. Näiteks -25 kraadi juures on paneelide efektiivsus ja võimsus suurenenud ligi 20%. Seetõttu võib võrrelda Eestis paigladatud elektrijaamu Põhja-Saksamaa andmetega. Saksamaal on päikesekiirgus küll aasta lõikes veidi suurem, kuid meid soodustab tootlikkust madalama temperatuuriga keskkond.

Inverteritele ehk elektroonikale annavad suurimad tehased garantii 5 aastat, mida saab pikendada ka 25 aastale. Tasu tehased sellise garantiipikenduse eest võtavad ühe inverteri jagu. Kui garantiid pikendada 10 aastale, tuleb maksta 15% inverteri hinnast. Võib arvata, et tehased kindlasti usuvad oma toodete töökindlusele keskmiselt 12 aasta raames. Inverter on kogu süsteemis suurima riskiga toode, mille eluiga on raske prognoosida, kuna seda mõjutavad paljud välised tegurid, näiteks äikese tekitatud liigpinged. Samuti leiab turult soodsamaid invertereid, mis töötavad tavarežiimil ventilaatorite jahutamise abil. Raske on uskuda, et sellised mehaanilise kulumisega tooted ilma korrapärase hoolduseta 12 aastat vastu peaks. Vähemasti tuntud ja pika ajalooga tootjad on teadlikult dimensioneerinud oma tooted suure alumiiniumist korpusele, mis tagab ka passiivse ja pideva jahutuse. Elektroonika elueale on jahutus üks olulisemaid tingimusi.

Turul on laialdaselt levinud ka vee soojendamiseks mõeldud paneelid ehk kollektorid, kuid nende õige integreerimine kütteautomaatikaga on üsna keeruline. Suurimad probleemid esinevad kollektorite süsteemides just sooja edasikandumisel ehk tekivad suured kaod torustikes, soojusvahetites ning ka pumpades, seda eriti just külmal ajal.

Investeering ja selle tasuvus

Üheks suurimaks eeliseks elektrivõrguga liidetud päikesepaneelide süsteemidel on energia ülejäägi tagasimüümise võimalus võrku. Väikeseid kodumajapidamisi nimetatakse selliste süsteemide puhul mikrotootjateks. Mikrotootmise süsteem eeldab elektrivõrgu haldajaga vastava liitumislepingu sõlmimist, millega kaasneb spetsiaalse kahes suunas elektrienergiat mõõtva kaugloetava elektriarvesti paigaldus. Sellisel juhul on meil võimalik igal ajahetkel päikesest tulev ülejääv energia müüa tagasi võrku. Sisuliselt tekib meil päikesepaneelidest hoopis pideva rahavooga investeering. Paigaldades endale mikrotootjana päikesepaneelide süsteemi, saame kohe hakata teenima elektrimüügi pealt, mis meil majapidamisest üle jääb.

Praegusel avatud turul ostetakse mikrotootja poolt toodetud elektrienergiat kehtiva börsi hinna alusel, lisandub muidugi müüa marginaal, mis on tavaliselt +/- 5% börsihinnast. See tähendab, et ostame börsihind + 5% ning müüme börsihind -5%. Lisaks on võimalik taastuvenergiatoetust taotleda Eleringist iga võrku müüdud kWh pealt 0,053 EUR. Keskmiselt on börsihind 0,049 EUR/kWh. Ostes maksame võrgutasu, aktsiisi ja taastvenergia tasu, mis kokku teeb ligi 0,15 EUR/kWh. Müües saame igalt toodetud kWh pealt 0,053 toetust + 0,049 EUR börsihind, mis teeb kokku ligikaudu 0,1 EUR /kWh. Müües elektrit võrku saame 2/3 sisseostu hinnast tagasi.

Lihttasuvusaeg päikesepaneelide süsteemidel on 11 kuni 15 aastat. Näiteks keskmiselt 10kW võimsusega päikesepaneelide süsteem toodab aastas 10 000 kWh elektrienergiat ning kvaliteetse süsteemi maksumus on ligi 15 000 EUR . Kui me tarbiksime ise kogu energia oma tarbeks, saame aastaseks säästuks 10 000kWh x 0,15 = 1500 EUR ehk tasuvusajaks oleks 10 aastat. Olenevalt majapidamisest suudetakse tarbida keskmiselt 40% toodetud energiast ja ülejäänud 60% liigub müügiks võrku. Seeläbi müües saame tulu 0,6 x 10000 x 0,10 = 600 EUR, ning tarbides 40% toodangust säästame 0,4x10000x0,15= 600 EUR. Aastane sääst kokku tuleb 1200 EUR, mis teeb tasuvusajaks 12,5 aastat. Müües aga kogu toodetud energia võrku, on tasuvusajaks 15 aastat eratarbijana. Tasuvusaeg võib varieeruda vastavalt hindade ja pakettide erinevusele.

Võttes kasutusele alternatiivenergia ehk päikeseresursi, ehitades endale päikeselektrijaama, tekib meil hea võimalus vähendada kulutusi elektrienergiale ja tõsta seeläbi oma hoone energiaklassi. Samuti tekib meil investeering tulevikku, mille rahaline tootlikkus eratarbijale on ligi 8% aastas ja süsteemi suhteliselt hooldevaba eluiga vähemalt 12 aastat. Perioodi lõppedes ei ole kindlasti süsteem amortiseerunud, vaid võib vajada veidi kohendamist.

Vaata rohkem infot ArevaSolari kodulehelt.