Aurinkoenergian hyötysuhde

Seuraa 
Viestejä8560
Liittynyt16.3.2005

Aurinkokennojutuissa haetaan kaiken aikaa parempia hyötysuhteita. Mutta mitä aurinkovoiman käyttötapoja on jo nyt siten että hyötysuhde ylittää aurinkokennosovellukset.

Millaisella hyötysuhteella esimerkiksi vesi on lämmitettävissä aurinkoa hyväksi käyttäen?

Minusta aurinkokennosähkö tulee aina olemaan liian arvokasta lähes kaikkeen. Sitä tullaan käyttämään vain strategisiin tarkoituksiin. Vai voisiko sittenkin olla niin, että sillä voitaisiin tehdä omavoimainen vaikka asuintalo?

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Sivut

Kommentit (21)

Vierailija

Paul M kirjoitti:

Aurinkokennojutuissa haetaan kaiken aikaa parempia hyötysuhteita. Mutta mitä aurinkovoiman käyttötapoja on jo nyt siten että hyötysuhde ylittää aurinkokennosovellukset.

Millaisella hyötysuhteella esimerkiksi vesi on lämmitettävissä aurinkoa hyväksi käyttäen?


Täytyypä taas kerran myöntää, etten ymmärrä vieläkään, miksi ilmaisella käyttövoimalla pitäisi olla mahdollisimman hyvä hyötysuhde ?

Jos hankkisin itselleni aurinkokennoa, aurinkolämpökeräintä tai tuulimyllyä, kiinnittäisin huomiota vain TEHOON.

Huom! Hinta-tehosuhde ei ole sama kuin hyötysuhde. Hyötysuhteella tarkoitetaan n.s termistä hyötysuhdetta. Siis kuinka paljon polttoainetta kuluu esim. kWh:a kohti.

Vierailija

Kyllä sillä hyötysuhteellakin eräissä tapauksissa on merkitystä vaikka itse energia on ilmaista. Tällainen tapaus on esim. silloin kuin tilaa on rajallisesti kuten omakotitalon etelälappeelle asennettavien aurinkokeräimien tapauksessa.

Vierailija

Molempien kommentit ovat osittain relevantteja, mutta kokonaisuutena tämä onnii monitahoisempi asia.

Hyötysuhdehan vaikuttaa sekä teho/euro-, että teho/pinta-alakertoimeen ja sitä kautta sillä on vaikutusta auinkosähkön käytön järkevyyteen.

Tietysti voidaan spekuloida sillä, että jos kehitetään hyvin edullinen aurinkokenno, jonka hyötysuhde on huono, niin hyötysuhteella ei ole väliä. Tällaisesta kennosta seuraa useita ongelmia, kuten sijoittelu ja epäekologinen materiaalin käyttö.

Aurinkoenergian käyttö muuhun kuin sähkötuotantoon on tedellakin ajattelemisen arvoinen asia monestakin syystä. Ei ole kovin järkevää tuottaa sähköä ensin aurinkovoimalassa ja siirtää se sitten satoja kilometrejä muuntajien kautta lämmityspatteriin.

Yleisesti ottaen sekä sähkön että säteilyn muuntaminen lämmöksi tapahtuu hyvällä hyötysuhteella (verrattuna muuntyyppisiin energian muunnoksiin). Molemmissa tapauksissa häviöt tapahtuvat suurimmaksi osin siirrossa, ei muunnoksessa. Säteilyn tapauksessa hyötysuhde riippuu siitä kuinka paljon säteilystä heijastuu pois pinnasta. Esim. hiilestä heijastuu takaisin 4% (lähde:engl. Wikipedia/albedo). Helposti voidaan saavuttaa n. 90%. Energia pitää tosin vielä siirtää pinnasta esim. veteen ja vedestä eteenpäin esim. rakennuksen sisälle.

Esimerkiksi lämpimän käyttöveden tuottaminen lokaalisti aurinkoenegialla voisi olla hyvinkin järkevää, etelän maissa tätä harrastetaan paljonkin. Suomessa tarvitaan tosin jokin varajärjestelmä, mutta sellainenhan on valmiina talouksissa. Tällaisen järjestelmän teho/euro-kerroin olisi luultavasti parempi kuin sähköä tuottavan aurinkokennon (Tätähän Ertsu ilmeisesti hakee?).

Ajoneuvokäytössä teho/pinta-alakertoimella on suuri merkitys. Nykyisillä kaupallisilla paneeleilla nimellisteho on noin 120W/neliömetri. Uusilla tekniikoilla on ennustettu päästävän tuplaan. Hybridiautoon voisi saada n. 5 neliömetriä pinta-alaa. Tästä saadaan siis 5x250W= 1250W. Kahdeksan tunnin latauksella saadlaan siis 10 kWh, realistisesti tuosta puolet eli 5kWh. Tuolla määrällä ajaa järkevällä autolla n.25-40km maantieajoa. Useimmat ihmiset saisivat tällä hoidettua esim. työ/koulumatkansa. Tällä olisi melko radikaali vaikutus liikenteen päästöihin ja kyllä se kukkaroakin kummasti jeesaisi.

Vierailija

Paitsi tietenkin talvella, jolloin auringon säteilyteho ei riitä vaikka olisikin valoisaa, ja syksyllä ja keväällä kun auto on aina ravan peitossa, ja talvella kun se on lumen peitossa pihalla. Eli käytännössä siitä ei ole pohjoisilla vyöhykkeillä mitään hyötyä.

Varsinaisten aurinkokennojen ongelmana on, että nykytekniikalla niiden hinta nousee vähintään hyötysuhteen toisessa potenssissa, jos ei enemmänkin. Monikerrosratkaisut ja erilaiset "kvanttikaivot" ovat niin kalliita valmistaa, että näitä tekniikoita ei kannata käyttää kuin satelliiteissa joissa on pakko säästää painossa ja tilassa.

Pseudohippi
Seuraa 
Viestejä13828
Liittynyt27.11.2006

Muitelen jostain lukeneeni, että kansainvälisellä avaruusasemalla käytetään kennoja, joiden hyötysuhde on yli 50 %. Tekniikkaa nykyisiä normaalikennoja parempaan hyötysuhteeseen on siten olemassa mutta kennojen hinta on huimaava.

Noh, tavaran vieminen avaruuteen maksanee vieläkin enemmän.

Ihmiset tekevät tulevaisuuden.

Vierailija
Pseudohippi
Muitelen jostain lukeneeni, että kansainvälisellä avaruusasemalla käytetään kennoja, joiden hyötysuhde on yli 50 %. Tekniikkaa nykyisiä normaalikennoja parempaan hyötysuhteeseen on siten olemassa mutta kennojen hinta on huimaava.

Noh, tavaran vieminen avaruuteen maksanee vieläkin enemmän.

EHKÄ 30-40 kE / kilo massaa LEO:lle !

Paul M
Seuraa 
Viestejä8560
Liittynyt16.3.2005

"hiili heijastaa 4%"

Entä neste, joka on värjätty mustaksi siten, että valo vaimenee 10 sentin matkalla ja kerääjässä on valon kannalta 15 senttiä "paksusti" tuota nestettä? Paljonko nestettä rajaava lasi tai muovi heijastaa valoa?

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Vierailija
Paul M
"hiili heijastaa 4%"

Entä neste, joka on värjätty mustaksi siten, että valo vaimenee 10 sentin matkalla ja kerääjässä on valon kannalta 15 senttiä "paksusti" tuota nestettä? Paljonko nestettä rajaava lasi tai muovi heijastaa valoa?

Veikkaan, että enemmän kuin tuon 4%, ainakaan ns. kirkkaat akryylit eivät päästä lähellekään 100% valosta läpi. Vaimeneminen tietysti voi tapahtua erilaisilla aallonpituuksilla, väliaineen mukaan.

Olen itse ihmetellyt, miksei kukaan ole tuonut markkinoille aurinkösähköpaneelia, jossa kiertäisi lämmönsiirtoputket takana. Tällä tavoin sähköntuotto paranisisi jonkin verran (alempi käyttölämpötila) ja saataisiin samalta pinta-alalta myös jonkin verran lämpöä talteen. Ehkä tämä juttu on patentoitu ja myyty jollekin pahalle öljymiehelle (salaliittoteoria) tai sitten hintatekijät ovat ideaa vastaan (uskottavampi vaihtoehto).

Aurinkopaneelien sioituksessa täytyy nykyratkaisuilla ottaa huomioon myös paneelin tarvitsema jäähdytys, ja voisihan sen turhan lämmön siirtää vaikka maalämpöpumpun avulla maaperään talven varalle, noin kiinteissä asennuksissa. Karavaanarit saisivat lämmintä käyttövettä ja sähköt vesipumpun pyörittämiseen? Tai sitten ei.

Vierailija
Ertsu

Täytyypä taas kerran myöntää, etten ymmärrä vieläkään, miksi ilmaisella käyttövoimalla pitäisi olla mahdollisimman hyvä hyötysuhde ?

Jos hankkisin itselleni aurinkokennoa, aurinkolämpökeräintä tai tuulimyllyä, kiinnittäisin huomiota vain TEHOON.

Huom! Hinta-tehosuhde ei ole sama kuin hyötysuhde. Hyötysuhteella tarkoitetaan n.s termistä hyötysuhdetta. Siis kuinka paljon polttoainetta kuluu esim. kWh:a kohti.

Olet täysin oikeassa, ilmaisen käyttövoiman hyötysuhteella ei sinänsä olemitään väliä.
Taloudellisuudesta puhuttaessa kuitenkin huonon hyötysuhteen vuoksi joudutaan suuriin ivestointkustannuksiin, jolloin tuotetun tehon kiinteiden kustannusten osuus kasvaa ja tuotanto helposti muodostuu kilpailukyvyttömäksi.

Terminen hyötysuhde tarkoittaa kylläkin tuotetun energiamäärän suhdetta käytettyyn.

Hyötysuhde ei kuitenkaan ole rahaa. Prosenteilla on useimpia ihmisiä helppo johtaa harhaan.
Et saa 5% palkankorotuksella ostettua kepparipulloa vaikka siinä on vain 4,5% alkoholia. (Uuno kyllä yritti)

Hyötysuhdetta parempi arviointiperuste on tuotantokulujen suhde tuotannon arvoon l. tässä tapauksessa tuotetun energian arvoon.
--Tuuli on ilmaista mutta laskemalla investointi-, ylläpito- ja käyttökulut saadaan tuotantokulu, jota verrataan myydyn energian hintaan. Myyntihintaan vaikuttaa myös tuotteen laatu.
Sekunda sähköstä kukaan ei halua maksaa samaa hintaa kuin priimasta. Siihen voidaan kyllä sähkötukkurit pakottaa mutta silloin he nostavat vastaavasti myymänsä sähkön hinttaa, kuten Tanskassa on käynyt.
--Sama on asia aurigon energian suhteen.
Ilmaisella energialla tuotetulla sekundasähköllä on hyvin vähäinen myyntiarvo verrattuna tuotantokustannukseen.

Vierailija

Ilmaista lounasta ei koskaan ole olemassa. "Ilmainen" aurinkoenergia tarkoittaa että täytyy valmistaa kenno, jonka puolijohteet rappeutuvat ajan mittaan ja joiden käyttöikä on rajallinen.

Kenno kestää tietyn aikaa ja maksaa sekä rahaa että energiaa. Jakamalla saatu energia kulutetulla ja saatu rahallinen hyöty kulutetulla saadaan ilmaiselle energialle kustannukset.

totinen
Seuraa 
Viestejä4876
Liittynyt16.3.2005
lite

Aurinkopaneelien sioituksessa täytyy nykyratkaisuilla ottaa huomioon myös paneelin tarvitsema jäähdytys

On kuitenkin demottu toimiva ratkaisu, jossa yksi fotoni irrottaa kaksi elektronia. Tällöin se toinen elektroni vie aurinkopaneelin lämmittämiseen tarvittavan energian.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26848
Liittynyt16.3.2005
Pseudohippi
Muitelen jostain lukeneeni, että kansainvälisellä avaruusasemalla käytetään kennoja, joiden hyötysuhde on yli 50 %. Tekniikkaa nykyisiä normaalikennoja parempaan hyötysuhteeseen on siten olemassa mutta kennojen hinta on huimaava.

Nuo ovat monikerroskennoja. Ylimpänä on kerros, joka hyödyntää suurienergisimmät foronit mutta on läpinäkyvä pienienergisimmille. Sen alla hyödynnetään keskienergiaiset, ja vielä alimpana matalan energian fotonit. Luulen, että avaruuskennot ovat kolmikerroskennoja. Tuollaisiin kennoihin pitää kasvattaa epitaksiaalisesti useita erilaisia materiaalikerroksia välikerroksineen. Prosessissa on ongelmia paljon ja hinta on tähtitieteellinen. Erikoiskennojen käyttö rajautuu väkisinkin äärimmäisen erikoisiin sovelluksiin, kuten juuri avaruuskäyttöön.

Normaalit kennot tehdään puolijohdemateriaaliksi kehnosta monikiteisestä piistä. Optimoimalla hintaa hyötysuhteen kustannuksella saadaan normaalissa käytössä merkittävä teho/hinta -suhde parhaaksi.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat