Avaa päävalikko

Muutokset

2 merkkiä lisätty ,  2 vuotta sitten
p
clean up, typos fixed: -vuotta → vuotta using AWB
{{Aurinkoenergia}}
'''Aurinkoenergia''' on [[auringon säteily | auringon säteilemän]] energian hyödyntämistä [[sähkö]]- tai [[lämpöenergia]]na. Yleensä termillä tarkoitetaan erityisesti suoraa säteilyenergian hyödyntämistä [[aurinkokenno]]n tai [[aurinkokeräin | aurinkokeräimen]] avulla <ref>http://www.motiva.fi/aurinkoenergia</ref>. Suoran ja epäsuoran aurinkoenergian hyödyntämiseksi on kehitteillä näiden lisäksi monia teknisiä sovelluksia.
 
Aurinkoenergia on niin sanottua [[uusiutuva energia|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 kuluessa fossiilisten polttoaineiden tasolle<ref>[http://web.archive.org/web/20100816172734/http://www.tekniikkatalous.fi/energia/article482272.ece Aurinkoenergia edullisempaa kuin ydinvoima], Uutinen Tekniikka & Talous verkkosivuilla. </ref><ref>http://web.archive.org/web/20101128062557/http://www.tekniikkatalous.fi/energia/article538253.ece Aurinkoenergia kohta edullisempaa kuin öljy, T&T</ref>.
 
==Yleistä==
|}
 
Auringon säteilyn [[intensiteetti]] Maan kiertoradan etäisyydellä Auringosta on noin 1,4 &nbsp;kW/m², kun se mitataan suorassa kulmassa suhteessa aurinkoon. Maan pinnalle kohdistuva kokonaisteho on noin 170&nbsp;000 TW, mutta käytännössä siitä ei voida hyödyntää kuin pieni osa.<ref>{{Verkkoviite | Osoite = http://www.energia.fi/fi/sahko/sahkontuotanto/uudetenergiantuotantotekniikat/aurinkoenergia | Nimeke = Aurinkoenergia | Julkaisija = Energiateollisuus | Viitattu = 21.10.2010}}</ref> Säteilystä heijastuu suoraan takaisin suunnilleen 30&nbsp;prosenttia.
 
Maan maa- ja vesialueet sekä ilmakehä [[absorptio (sähkömagneettinen säteily)|absorboivat]] auringon säteilyä, mikä nostaa niiden lämpötilaa. Valtameristä haihtunutta vettä sisältävä lämmin ilma kohoaa painovoimakentässä ylöspäin aiheuttaen ilmakehässä [[ilmakehän kiertoliike|kiertoliikettä]] ja lämmön [[konvektio|kuljettumista]]. Kun ilma kohoaa korkeuteen, jossa lämpötila on matala, vesihöyry tiivistyy pilviksi. Pilven vesi putoaa lopulta maanpinnalle toteuttaen [[veden kiertokulku|veden kiertokulun]]. Veden tiivistymisen [[latentti lämpö]] vahvistaa konvektiota muodostaen erilaisia ilmakehän ilmiöitä, kuten [[tuuli]], [[sykloni]] ja [[korkeapaine]]. Valtameriin ja maa-alueisiin absorboitunut auringon säteily pitää Maan keskilämpötilan noin 14 &nbsp;°C:ssa.<ref>{{Verkkoviite | Osoite = http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg1/ar4-wg1-chapter1.pdf | Nimeke = Historical Overview of Climate Change Science | Tekijä = Somerville, Richard | Tiedostomuoto = PDF | Selite = s. 93| Julkaisu = | Ajankohta = | Julkaisupaikka = | Julkaisija = | Viitattu = 31.3.2014 | Kieli = {{en}} }}</ref> Kasvit muuttavat [[fotosynteesi]]ssä auringon energiaa [[kemiallinen energia|kemialliseksi energiaksi]].
 
Aurinkoenergian potentiaali on suuri, sillä ihmiskunta kuluttaa energiaa vuodessa suunnilleen saman verran kuin Auringon energiaa absorboituu maanpintaan ja ilmakehään yhdessä tunnissa.<ref>{{Verkkoviite | Osoite = http://www.pnas.org/content/103/43/15729.full | Nimeke = Powering the planet: Chemical challenges in solar energy utilization | Tekijä = Lewis, Nathan S. & Nocera, Daniel G. | Tiedostomuoto = | Selite = | Julkaisu = | Ajankohta = | Julkaisupaikka = | Julkaisija = | Viitattu = 31.3.2014 | Kieli = {{en}} }}</ref> Yhteyttäminen sitoo biomassaan vuodessa suunnilleen 30 [[joule|tsettajoulea]] aurinkoenergiaa.<ref>{{Verkkoviite | Osoite = http://gcep.stanford.edu/research/exergy/resourcechart.html | Nimeke = Global Exergy Resource Chart | Tekijä = | Tiedostomuoto = | Selite = | Julkaisu = | Ajankohta = | Julkaisupaikka = | Julkaisija = | Viitattu = 31.3.2014 | Kieli = {{en}} }}</ref>
[[Kuva:Solar Panels.jpg|thumb|Aurinkopaneeleita.]]Aurinkosähköä tuotetaan tavallisesti [[aurinkokenno]]illa, jotka muuntavat auringon säteilyä [[Valosähköinen ilmiö|valosähköisen ilmiön]] avulla sähköenergiaksi. Nykyään yli 80 prosenttia aurinkokennoista on liitetty sähköverkkoon, mutta niitä voidaan käyttää myös sähköverkosta irrallaan.{{lähde}} Aurinkokennoja voidaan käyttää pienempimuotoiseen sähköntuottoon sähköverkon ulkopuolella olevilla alueilla ja [[akku]]jen avulla turvata sähkön saannin jatkuvuutta.
 
Aurinkokennoja käytetään myös [[Satelliitti|satelliiteissa]] ja joissakin [[avaruusluotain|avaruusluotaimissa]].
 
Auringon säteilyä voidaan myös kerätä peileillä tai linsseillä samaan tapaan kuin aurinkolämpöä. Tällöin aurinkokennoja tarvitaan vähemmän, mutta niitä pitää jäähdyttää ylikuumenemisen estämiseksi. [[Keskittävä aurinkovoima|Keskittävässä aurinkovoimalassa]] kerätyllä lämmöllä käytetään lämpövoimaprosessia. ''Aurinkohöyryvoimala'' tuottaa energiaa muodostamalla vedestä auringon säteilyn avulla [[vesihöyry]]ä.<ref name="gizmag">{{Verkkoviite|Osoite=http://www.gizmag.com/direct-solar-steam-generation-power-plant/18318/|Nimeke=Experimental direct solar steam generation power plant opens in Spain|Tekijä=Coxworth, Ben|Julkaisu=Gizmag|Ajankohta=4.4.2011|Viitattu=18.11.2013|Kieli={{en}}}}</ref> [[Espanja]]ssa on tehty kokeellinen auringolla toimiva höyryvoimala.<ref name="gizmag" /> Siinä käytetään vettä öljyn tai muun nesteen sijasta, koska arvellaan sen toimivan nestetasolla parhaiten kaasuuntuessaan ja muutettaessa voimaksi. Voimala tuottaa erikoispeilien avulla keskittämällä lämmön, joka arvioiden mukaan hyperlämmittää veden 500 [[celsiusaste]]eseen (932 F). Tuotettava voima otetaan talteen suoraan ja välillisesti.
Aurinkoenergian tuotanto perustuu valon määrään, joten Suomessa aurinkoenergian määrä on kesällä jopa suurempi kuin Keski-Euroopassa. Joulu-tammikuussa aurinkoenegiaa suomessa ei juuri saada talteen. Alkukeväästä ja loppusyksystä aurinkoenergiaa on suomessa saatavilla huomattavasti vähemmän kuin Keski-Euroopassa<ref>{{Verkkoviite|osoite=http://www.motiva.fi/toimialueet/uusiutuva_energia/aurinkoenergia/aurinkosahko/aurinkosahkon_perusteet/auringonsateilyn_maara_suomessa|nimeke=Auringonsäteilyn määrä Suomessa|julkaisu=www.motiva.fi|viitattu=2017-01-05|ajankohta=2014-05-12|ietf-kielikoodi=fi}}</ref>. Käytännössä Suomessa aurinkoenergiaa on keskikesällä saatavilla reilusti enemmän kuin Keski-Euroopassa, mutta talvea kohden aurinkoenergian saatavuus romahtaa.<ref>http://www.motiva.fi/toimialueet/uusiutuva_energia/aurinkoenergia/aurinkosahko/aurinkosahkon_perusteet/auringonsateilyn_maara_suomessa</ref> Vuositasolla aurinkoenergian määrä per neliömetri on Keski-Suomessa noin 900&nbsp;kWh. Vertailuarvona Hampurissa auringon säteilyn energia on vuositasolla 938&nbsp;kWh sekä Lissabonissa 1 &nbsp;689&nbsp;kWh <ref name="TT1">{{Verkkoviite | Osoite = http://www.tekniikkatalous.fi/energia/article107339.ece | Nimeke = Aurinkoenergia Suomessa | Julkaisija = Tekniikka & Talous | Viitattu = 13.6.2011}}</ref>. Auringosta paneelien avulla saatavan energian kokonaismäärä saattaa olla Keski-Eurooppaa korkeampi, koska useimpien paneelien teho on parempi Suomen kylmemmässä ilmastossa <ref name="TT1"/>. Vuositasolla hyödynnettävän aurinkosähkön määrää voi arvioida Suomen säteilykartan<ref>{{verkkoviite|osoite= http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/cmaps/eu_cmsaf_opt/G_opt_FI.pdf| nimike= Global irradiation and solar electricity potentia | tiedostomuoto= pdf| julkaisija= Joint Research Centre, jrc.ec.europa.eu| viitattu= 11.7.2016| kieli= {{en}} }}</ref> avulla. Euroopan säteilykartan<ref>{{verkkoviite|osoite= http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/countries/europe/EU-Glob_opta_presentation.png| nimike= Photovoltaic Solar Electricity Potential in European Countries| julkaisija= Joint Research Centre, jrc.ec.europa.eu| viitattu= 11.7.2016| kieli= {{en}} }}</ref> avulla voi puolestaan arvioida miten Suomessa saatava aurinkoenergian määrä pärjää vertailussa esimerkiksi Välimeren rannikkoseutuihin nähden.
 
Aurinkokeräimen hyötysuhdetta kylmissä olosuhteissa voi parantaa [[lämpöpumppu|lämpöpumpun]] avulla.<ref>http://www.vihreat.fi/files/liitto/ilmastojaenergia2005.pdf Vihreän Liiton ilmasto- ja energiasuunnitelma 2005, s. 30</ref>
 
Laadukkaiden aurinkolämpöjärjestelmien vuosituotanto vaihtelee Suomessa keskimäärin välillä 400 – 500 kWh/keräin-m2. Aurinkolämpöjärjestelmän vuosituotto riippuu merkittävästi keräintyypistä, asennettujen keräinten sijainnista, suunnasta sekä mitoituksesta suhteessa kohteen lämmönkulutukseen. 400 kWh/keräin-m2 on tyypillinen tuotanto käyttöveden tapauksessa, kun muissa käyttökohteissa (esim. tilojen tai uima-altaan lämmitys) ylletään vähintään 500 kWh/keräin-m2 tuottoihin.<ref name=":0" />
 
== Aurinkoenergian taloudellisuus Suomessa ==
Aurinkoenergiajärjestelmien globaalin hintojen laskun myötä aurinkoenergiasta on tullut Suomessa vuodesta 2014 alkaen taloudellisesta kannattavaa tietyillä reunaehdoilla. Aurinkosähkö ja aurinkolämpö ovat taloudellisesti kannattavia investointeja sillä ehdolla, että aurinkoenergia tuotetaan Suomessa omaan käyttöön, sillä korvataan kalliimpaa ostoenergiaa sekä investointien kannattavuuden laskenta-aikana käytetään paneelien tai keräinten takuuajan pituista aikajaksoa (yleensä 25 vuotta). Lisäksi yritysten ja kuntien tapauksessa Työ- ja elinkeinoministeriön energiatuen saaminen on kannattavuuden ehto. Investointien kannattavuutta tulee arvioida investointien sisäisellä korkokannalla, nettonykyarvolla ja energian omakustannushinnalla. Takaisinmaksuaika ei ole yksin soveltuva aurinkoenergian kannattavuuden arviointimenetelmä.<ref name=":0">{{Verkkoviite|osoite=https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/20264|nimeke=FinSolar-raportti|julkaisu=FinSolar: Aurinkoenergian markkinat kasvuun Suomessa - Liiketoimintaympäristö {{!}} Investointien kannattavuus {{!}} Rahoitus- ja hankintamallit {{!}} Politiikkasuositukset|julkaisija=Aalto University|viitattu=3.7.2016|tekijä=Auvinen, Karoliina ; Lovio, Raimo ; Jalas, Mikko ; Juntunen, Jouni ; Liuksiala, Lotta ; Nissilä, Heli ; Müller, Julia|ajankohta=1/2016}}</ref> Tyypillisesti pientalouksien aurinkosähköjärjestelmien takaisinmaksuaika on 24-32 vuotta<ref>{{Verkkoviite|osoite=http://www.motiva.fi/toimialueet/uusiutuva_energia/aurinkoenergia/aurinkosahko/ennen_jarjestelman_hankintaa/jarjestelman_kannattavuus/sahkoverkkoon_kytketty_omakotitalo_vaihtosahko|nimeke=Sähköverkkoon kytketty omakotitalo – vaihtosähkö|julkaisu=www.motiva.fi|viitattu=2017-01-05|ajankohta=2014-05-12|ietf-kielikoodi=fi}}</ref> ja suuremmissakin kohteissa takaisinmaksuajaksi arvioidaan yli 20- vuotta<ref>{{Kirjaviite|Tekijä=Nea Pesonen|Nimeke=OPINNÄYTETYÖ - AMMATTIKORKEAKOULUTUTKINTO TEKNIIKAN JA LIIKENTEEN ALA AURINKOPANEELIJÄRJESTELMÄN KANNATTAVUUS JA TAKAISINMAKSUAIKA|Vuosi=2016|Sivu=51|Julkaisija=Savonia}}</ref>
 
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 <ref>{{Verkkoviite|Osoite=http://www.tem.fi/index.phtml?s=3091|Nimeke=Energiatuki|Julkaisija=Työ- ja Elinkeinoministeriö|Viitattu=13.6.2011}}</ref>. Tuen määrä on vuonna 2016 aurinkoenergialle 20-25&nbsp;%<ref>http://www.tem.fi/index.phtml?s=3093</ref>.
Kunnianhimoisin ja teknisesti vaikein kaavailu on maapalloa kiertävät kerääjäsatelliitit, jotka välittäisivät kokoamansa energian mikroaaltojen avulla maan pinnalle. Näin vältettäisiin ilmakehän auringon säteilylle aiheuttamat energiatappiot.<ref>{{Verkkoviite|osoite = http://www.sspi.gatech.edu/wptshinohara.pdf|nimeke =Wireless Power Transmission for Solar Power Satellite (SPS) (Second Draft by N. Shinohara), Space Solar Power Workshop, Georgia Institute of Technology |julkaisu = |julkaisija = |viitattu = |tekijä = |ajankohta = }}</ref>
 
Suomessa aurinkoenergian teknisiä sovelluksia sekä käyttösovelluksia kehitetään useissa projekteissa. Paneelien ja keräinten soveltamista rakennusarkkitehtuuriin on kehittänyt esimerkiksi [[Rautaruukki_Rautaruukki (yritys)|Rautaruukki Oyj]] sekä Luvata Oyj <ref>http://www.ruukki.fi/Uutiset-ja-tapahtumat/Uutisarkisto/2011/Ruukki-kehitti-taysin-integroidun-aurinkopaneelijulkisivun Ruukin integroitu aurinkopaneelijulkisu</ref><ref>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</ref>.
 
Porissa on rakennettu aurinkoenergiaa hyödyntävä uimahalli, joka on tehty osittain aurinkoenergian hyödyntämisen kehitystyönä<ref>http://www.samk.fi/tutkimus_ja_kehittaminen/ajankohtaista/1/poriin_suomen_ensimmainen_aurinkoenergiahalli</ref>.
10 638

muokkausta