Loistehon kompensoinnin ja aurinkosähköjärjestelmän suunnittelu Koivumäen kartanolle
Ikkala, Mikko (2016)
Ikkala, Mikko
Savonia-ammattikorkeakoulu
2016
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2016121921095
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2016121921095
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön aiheena oli loistehon kompensointi ja aurinkosähköjärjestelmän suunnittelu Koivumäen kartanolle. Loistehon kompensoinnin kohdalla tutkimuksen kohteena oli Koivumäen kartanon As Oy Henriksnäsin keskus ja sen alaiset keskukset. Kohteessa ei ole esiintynyt yliaaltoja. Aurinkosähköllä oli tarkoitus tuottaa sähköä itse omaan tarkoitukseen, lähinnä ohjata lämminvesivaraajaa kesäisin. Lisäksi oli tarkoitus päivittää ja korjata sähköpiirustuksia.
Projekti aloitettiin selvittämällä, miten loistehoa kompensoidaan kiinteistöissä ja mitä vaihtoehtoja kompensointiin on olemassa. Alkuselvittelyjen jälkeen ryhdyttiin keräämään tutkittavasta kohteesta tarvittavia lähtötietoja ennen varsinaisen tutkimustyön aloittamista. Lähtötietoina toimivat toimeksiantajalta saadut sähkönkulutustiedot, joista selvisi pätötehon sekä loistehon kulutukset kuukausittain vuosina 2014 ja 2015. Näiden tietojen perusteella mitoitettiin tarvittava loistehon määrä ja valittiin kompensointilaitteisto, jolla tarvittava määrä tuotettaisiin. Samalla tarkistettiin jännitteenalenemat eri kaapelireiteillä. Kuopion Energialta pyydettiin liittymän muuntamon tiedot, joista saatiin selville oikosulkuvirrat. Aurinkosähköjärjestelmän suunnittelu aloitettiin keräämällä yleisesti tietoa järjestelmän suunnittelusta. Kohteessa tehtävät tutkimukset suoritettiin lähes täysin aistinvaraisesti. Tutkimusten jälkeen aloitettiin paneelien, invertterien sekä muiden komponenttien vertailu, järjestelmän mitoitus sekä laitteiden sijoitus. Tarkoituksena oli tuottaa 6 kW tehoa aurinkopaneeleilla ja mitoittaa järjestelmä sen mukaan. Sähköpiirustusten päivittämiseen käytettiin CADS Planner -suunnitteluohjelmistoa. Päivitettyjä sähköpiirustuksia olivat nousujohtokaavio sekä kellarin tasopiirustus. Uusina kuvina piirrettiin lv-varaajalle ja invertterille ohjauskaaviot.
Opinnäytetyön tuloksena saatiin suunniteltua toimiva kompensointilaitteisto. Kompensointi toteutetaan 20 kvarin automatiikkaparistolla. Kompensointitapana käytetään keskitettyä kompensointia eli kompensointilaitteisto sijoitetaan As Oy Henriksnäsin RK1:n yhteyteen. Aurinkosähköjärjestelmään valittiiin 20 kappaletta LG:n 300 Wp aurinkopaneeleita ja SMA:n 6 kW:n invertteri. Lisäksi järjestelmään valittiin kaapelit, turvakytkin invertterille sekä vaihtokytkin lämminvesivaraajan ohjaustavalle. Myös sähköpiirustukset saatiin korjattua nykytilaa vastaaviksi. Kompensointilaitteisto, invertteri, vaihtokytkin sekä turvakytkin lisättiin kellarin tasopiirustukseen ja nousujohtokaavio päivitettiin. Invertterille sekä vaihtokytkimelle piirrettiin piirikaaviot. Lisäksi selvisi, että suurien jännittenalenemien vuoksi joitakin kaapeleita täytyisi vaihtaa isomman poikkipinnan omaaviin kaapeleihin.
Projekti aloitettiin selvittämällä, miten loistehoa kompensoidaan kiinteistöissä ja mitä vaihtoehtoja kompensointiin on olemassa. Alkuselvittelyjen jälkeen ryhdyttiin keräämään tutkittavasta kohteesta tarvittavia lähtötietoja ennen varsinaisen tutkimustyön aloittamista. Lähtötietoina toimivat toimeksiantajalta saadut sähkönkulutustiedot, joista selvisi pätötehon sekä loistehon kulutukset kuukausittain vuosina 2014 ja 2015. Näiden tietojen perusteella mitoitettiin tarvittava loistehon määrä ja valittiin kompensointilaitteisto, jolla tarvittava määrä tuotettaisiin. Samalla tarkistettiin jännitteenalenemat eri kaapelireiteillä. Kuopion Energialta pyydettiin liittymän muuntamon tiedot, joista saatiin selville oikosulkuvirrat. Aurinkosähköjärjestelmän suunnittelu aloitettiin keräämällä yleisesti tietoa järjestelmän suunnittelusta. Kohteessa tehtävät tutkimukset suoritettiin lähes täysin aistinvaraisesti. Tutkimusten jälkeen aloitettiin paneelien, invertterien sekä muiden komponenttien vertailu, järjestelmän mitoitus sekä laitteiden sijoitus. Tarkoituksena oli tuottaa 6 kW tehoa aurinkopaneeleilla ja mitoittaa järjestelmä sen mukaan. Sähköpiirustusten päivittämiseen käytettiin CADS Planner -suunnitteluohjelmistoa. Päivitettyjä sähköpiirustuksia olivat nousujohtokaavio sekä kellarin tasopiirustus. Uusina kuvina piirrettiin lv-varaajalle ja invertterille ohjauskaaviot.
Opinnäytetyön tuloksena saatiin suunniteltua toimiva kompensointilaitteisto. Kompensointi toteutetaan 20 kvarin automatiikkaparistolla. Kompensointitapana käytetään keskitettyä kompensointia eli kompensointilaitteisto sijoitetaan As Oy Henriksnäsin RK1:n yhteyteen. Aurinkosähköjärjestelmään valittiiin 20 kappaletta LG:n 300 Wp aurinkopaneeleita ja SMA:n 6 kW:n invertteri. Lisäksi järjestelmään valittiin kaapelit, turvakytkin invertterille sekä vaihtokytkin lämminvesivaraajan ohjaustavalle. Myös sähköpiirustukset saatiin korjattua nykytilaa vastaaviksi. Kompensointilaitteisto, invertteri, vaihtokytkin sekä turvakytkin lisättiin kellarin tasopiirustukseen ja nousujohtokaavio päivitettiin. Invertterille sekä vaihtokytkimelle piirrettiin piirikaaviot. Lisäksi selvisi, että suurien jännittenalenemien vuoksi joitakin kaapeleita täytyisi vaihtaa isomman poikkipinnan omaaviin kaapeleihin.