Väitöstiedotteet - Tampereen teknillinen yliopisto

Pilvien varjojen vaikutus aurinkokennovoimaloiden toimintaan on luultua pienempi

Aurinkokennovoimalat ovat jatkuvasti sään armoilla. Pilvien varjot ovat kuitenkin luultua pienempi ongelma ja varjostusta tasaavien menetelmien käyttö ei kannata, selviää Kari Lappalaisen sähköenergiatekniikan alan väitöskirjassa.

Aurinkokennoja varjostavat pilvet aiheuttavat nopeita säteilyvoimakkuuden muutoksia, jotka haittaavat aurinkokennovoimaloiden toimintaa. Kari Lappalainen tutki väitöskirjassaan pilvien aiheuttamia aurinkokennovoimaloiden tehon heilahteluja ja yhteensopimattomuushäviöitä. Yhteensopimattomuushäviöillä tarkoitetaan voimalan kennojen tai paneelien yhteenlasketun saatavilla olevan maksimitehon ja voimalan maksimitehon välistä erotusta.

Lappalaisen tutkimuksen mukaan pilvien aiheuttamien yhteensopimattomuushäviöiden kokonaisvaikutus aurinkokennovoimaloiden tuotantoon on selvästi alle prosentin. Se on paljon aiemmin  arvioitua vähemmän.

– Pilvien vaikutusta on aiemmin tutkittu ilman tietoa todellisista pilvien aiheuttamista varjostuksista. Tiedon puutteen takia tutkimuksissa tarkastellut varjostukset ovat olleet liian jyrkkiä ja siten epärealistisia. On päädytty arvioimaan voimaloiden toiminnalle koituvat haitalliset vaikutukset liian suuriksi, Lappalainen kertoo.

Kari Lappalainen havaitsi tutkimuksessaan, että pilvien varjojen reunoilla tapahtuvat säteilymuutokset levittäytyvät laajalle alueelle. Tämä tarkoittaa, että vierekkäisten aurinkopaneelien toimintaolosuhteet pilvien aiheuttamissa muutostilanteissa eroavat vain vähän toisistaan. Koska erot voimalan eri paneeleihin kohdistuvissa säteilyvoimakkuuksissa ovat pieniä, paneelien välisillä sähköisillä kytkennöillä ei ole merkittävää vaikutusta voimaloiden tehon heilahteluihin tai yhteensopimattomuushäviöihin.

– Aiemmissa tutkimuksissa on kehitetty erilaisia sähköisiä paneelien kytkentäkonfiguraatioita ja menetelmiä varjostuksen vaikutusten tasaamiseksi paneelien välille. Tällaiset konfiguraatiot ja menetelmät kuitenkin lisäävät voimaloiden kustannuksia. Niiden käyttö ei kannata, sillä saavutettava hyöty on hyvin pieni, Lappalainen summaa.

Lappalainen selvitti pilvien varjojen ominaisuuksia Tampereen teknillisen yliopiston sähköenergiatekniikan laboratorion katolle asennetun tutkimusvoimalan mittausdatan avulla. Tutkimusvoimalan sääasema sisältää ilman lämpötilan, suhteellisen kosteuden, tuulen suunnan ja nopeuden sekä globaalin ja diffuusin säteilyvoimakkuuden mittaukset. Lisäksi voimalassa on joukko antureita aurinkopaneelien lämpötilan ja niihin kohdistuvan säteilyvoimakkuuden mittaamiseen. Voimalasta kerätty mittausdata tarjoaa tietoa aurinkokennovoimaloiden toimintaan vaikuttavien olosuhdetekijöiden muutoksista ja näin ollen mahdollistaa aurinkokennovoimaloiden toiminnan monipuolisen tutkimisen muuttuvissa ympäristöolosuhteissa.

Väitöstilaisuus perjantaina 17.11.2017

Diplomi-insinööri Kari Lappalaisen sähköenergiatekniikan alaan kuuluva väitöskirja Output Power Variation and Mismatch Losses of Photovoltaic Power Generators Caused by Moving Clouds tarkastetaan Tampereen teknillisen yliopiston (TTY) tieto- ja sähkötekniikan tiedekunnassa perjantaina 17.11.2017 kello 12 alkaen Sähkötalon salissa SA203 (Korkeakoulunkatu 3, Tampere). Vastaväittäjänä toimii professori Jero Ahola (Lappeenrannan teknillinen yliopisto). Tilaisuutta valvoo professori Seppo Valkealahti TTY:n sähköenergiatekniikan laboratoriosta.

Kari Lappalainen (29) on kotoisin Vammalasta ja työskentelee tällä hetkellä tutkijana TTY:n sähköenergiatekniikan laboratoriossa.

Väitöskirjaan voi tutustua verkossa osoitteessa http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-15-4044-8

Lisätietoja: Kari Lappalainen, puh. 040 198 1511, etunimi.sukunimi@tut.fi

Uutisen jättäjä: Sanna Kähkönen
Asiasanat: tiede ja tutkimus, sähköenergiatekniikka, energia