haku: @keyword BIPV / yhteensä: 8
viite: 2 / 8
| Tekijä: | Lehmussaari, Otso |
| Työn nimi: | Toimistorakennuksen oma energiantuotanto ja sen vertailu kaukolämmön ja -jäähdytyksen kanssa |
| Distributed energy production of an office building and its comparison with district heating and cooling | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2012 |
| Sivut: | (4) + 101 s. + liitt. 2 Kieli: fin |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Energiatekniikan laitos |
| Oppiaine: | Energiatalous ja voimalaitostekniikka (Ene-59) |
| Valvoja: | Lahdelma, Risto |
| Ohjaaja: | Laine, Jani |
| OEVS: | Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossaOppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa. Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/ Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.
Kirjautuminen asiakaskoneille
Opinnäytteen avaaminen
Opinnäytteen lukeminen
Opinnäytteen tulostus
|
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 4795 | Arkisto |
| Avainsanat: | distributed energy production renewable energy energy efficiency grade BIPV GLHE hajautettu energiantuotanto uusiutuvat energianlähteet E-luku |
| Tiivistelmä (fin): | Työn tarkoituksena on selvittää uusiutuvia energianlähteitä käyttävien hajautetun energiantuotannon tekniikoiden soveltuvuutta toimistorakennuksen sähkön, lämmön ja jäähdytyksen tuotantoon. Kirjallisuuskatsauksessa tehdään katsaus seuraaviin tekniikoihin: geoterminen lämpö ja jäähdytys, ilmalämpöpumput, aurinkolämpö ja -sähkö sekä pienimuotoinen tuulivoima. Lisäksi tarkastellaan huomioitavia seikkoja oman tuotannon yhdistämisessä rakennuksen sisäiseen energiaverkkoon. Kalliolämpöjärjestelmät ovat laajalti käytössä suurissa kohteissa, joissa on parhaillaan satoja lämpökaivoja ja lämmön purkamista ja syöttöä ohjataan jatkuvan lämpötilamittauksen perusteella. Kesäaikainen jäähdytys tasapainottaa vuotuista lämpötasetta, elleivät pohjaveden liikkeet estä lämmön kausivarastointia. Aurinkokeräinten tuotto on Suomessa parhaimmillaan noin 400 kWhlämpö/m2, kun aurinkopaneelit tuottavat mallista riippuen 100 - 200 kWhsähkö/m2. Paikalliset olosuhteet, kuten varjostus vaikuttavat kuitenkin huomattavasti järjestelmän tuottoon. Aurinkolämpöjärjestelmissä tuoton ja kulutuksen epätasaisuus voi laskea järjestelmän hyötysuhdetta, kun kaikelle tuotetulle lämmölle ei löydy käyttöä. Maapiirin yhdistäminen aurinkolämpöön parantaa molempien järjestelmien hyötysuhdetta. Laskennallisessa osiossa määritettiin dynaamisen rakennusmallin avulla esimerkkitoimiston energiankulutus ja RakMk D3/2012 mukainen E-luku. Oman tuotannon tekniikoina tarkasteltiin energiapaaluihin yhdistettyä maalämpöä ja -jäähdytystä sekä aurinkosähköä. Näiden vaikutusta E-lukuun ja investointien taloudellista kannattavuutta arvioidaan säästetyn ostoenergian sekä pienentyneen kaukolämmön ja -jäähdytyksen liittymäkoon pohjalta. Energiapaalujen lyhyt tehollinen pituus rajoittaa maapiiristä otettua ja sinne syötettyä tehoa. Jäähdytyksen osalta vuotuinen energiamäärä olisi mahdollista kattaa kokonaan 40:llä 20 metriä syvällä energiapaalulla, mutta järjestelmän huipputeho ei riitä tilojen jäähdytystarpeen kattamiseen ilman mittavaa kylmän varastointia. Maalämpöjärjestelmä tuottaa noin 15 % lämmitys- ja 60 % jäähdytysenergiantarpeesta investoinnin sisäisen koron ollessa 15 vuoden pitoajalla 15 prosenttia. Vähentynyt kaukolämmön ja -jäähdytyksen kulutus, mutta toisaalta lisääntynyt sähkönkulutus aiheuttivat E-lukuun 3 yksikön laskun. Tarkasteltu julkisivuun integroitu 17 kW aurinkosähköjärjestelmä tuottaa vain noin puolet Etelä-Suomessa saatavasta maksimimäärästä johtuen rakennuksen suunnasta ja varjostuksesta, jolloin omavaraistuotannolla korvattu ostoenergian vähenemä laskee E-lukua 1 yksiköllä. Investoinnin koroton takaisinmaksuaika on vuotta. |
| Tiivistelmä (eng): | The objective of the thesis was to investigate the suitability of different building-integrated distributed energy production techniques from renewable energy sources to produce heating, cooling and electricity. A review was done of the following techniques: geothermal heating & cooling, air heat pumps, solar heat & power and small scale wind power. Connecting the production to the HVAC and electricity distribution system of the building was also studied. Geothermal heat is being widely used on a large scale with hundreds of boreholes. The current trend is optimizing the heat extraction and injection based on real-time temperature monitoring. The heat balance of the ground loop is compensated by using it as a heat sink for the cooling system of the building. Thermal properties of the soil are affected by movements of the ground water and fragmentation of the bedrock, which can offset the effect of the injected heat. In Finland solar collectors can reach the production of 400 kWhheat/m2and solar panels 100-200 kWhpower/m2, but local conditions like shading have a strong influence. The production of solar heat systems is often restricted by the heat load as all produced heat cannot be utilized. Integrating solar collectors to a ground loop improves the efficiency of the both systems by providing a sink for the solar heat at all temperature levels and by raising the temperature of the brine. The latter part was an analysis on the production potential and profitability of a ground loop integrated into energy piles and a photovoltaic system. A dynamic building model was constructed to simulate the energy consumption of a model office and the proportion of the total energy consumption that could be met with building integrated production. The influence on the energy efficiency grade set by the Finnish building code D3/2012 was also examined. The low depth of the energy piles set a restriction to the heat extracted from or injected into the ground loop. The energy demand of the cooling system could be covered with 40 piles of 20 m depth each, but the peak cooling load cannot be met without immense storage capacity. The ground loop heat pump system covers 15 percent of the total heat and 60 percent of the cooling demand, while the investment provides a 15 percent internal rate of return with 15 years lifetime. The reduction of district heating and cooling consumption and increased electricity consumption of the heat pump system caused a 3 unit decrease in the energy efficiency grade. The assessed 17 kW building integrated photovoltaic system produced only slightly above half of the maximum potential in Finland, mostly due to shading and the orientation of the building. The system would decrease the energy efficiency grade only by one unit while the interest-free payback time of the investment was 23 years. |
| ED: | 2013-03-15 |
INSSI tietueen numero: 45956
+ lisää koriin
INSSI