Päikeseenergia ressurss

Artikkel Päikeseenergia ressurss täiendab artiklit Energiaressursid. Artikli alusmaterjalid on koostatud Energiaressursside töögrupi töö tulemusena. Nimetatud tulemused on sisendiks Eesti pikaajalise energiamajanduse arengukavaga seotud stsenaariumite koostamisele.

Päikeseenergia ja Eesti

Üldist

Mõiste "päikeseenergia kasutamine" all mõeldakse enamasti päikesekiirguse kasutamist

a) soojusenergia või
b) elektrienergia tootmiseks.


Päikesekiirgust iseloomustab perioodilisus ja juhuslikkus: summaarne päikesekiirgus selgel ( joonis 1) ning pilvisel suvepäeval võib Eestis kordades erineda. Sealjuures oleneb reaalselt soojus- või elektrienergiaks muundatav ressurss suuresti:1

a) geograafilisest asukohast ning
b) kohalikest klimaatilistest tingimustest.


Kuivõrd Eesti territoorium on suhteliselt väike, siis jaguneb päikese energeetiline ressurss suhteliselt ühtlaselt (suurimaks erinevuseks ~10 %) ( joonis 2) 2.

Joonis 1. Päikesepaiste kestuse aastasummade keskmine jaotus Eesti territooriumil Russak, V.; Kallis, A. Eesti kiirguskliima teatmik, Tallinn 2003. (28.01.2014).

Joonis 2. Aastane summaarne kiirgus ning potentsiaalne elektritoodang horisontaalpinnal (maapinnal) (vasakpoolne joonis) ning optimaalse kaldenurgaga pinnal Eestis (parempoolne joonis) PVGIS. Solar radiation and photovoltaic electricity potential. Country and regional maps for Europe.(28.01.2014)

Elektrienergia

Elektrienergia tootmisel tuleb arvestada:

a) tarbitava elektrienergia koguse ning
b) tipukoormuse katmiseks vaja mineva tootmisvõimsusega.
 

Keskkonnateabe keskuse andmetel on ligikaudu 3462 km² rohumaast metsastunud ja metsastumas. Sellest 1/5...1/4 oleks tõenäoliselt kasutatav PV paneelide paigaldamiseks. Sealjuures saab arvestada, et elektri transport kaugele toimub väiksemate kadudega kui soojuse puhul. Võttes arvesse ka maa-ala katvusteguri (50...60 %), siis tuleb maksimaalseks PV-paneeli pindalaks 400...500 km².3

Enamkasutatavate ränil baseeruvate PV paneelide 1 m² annab tipuvõimsust 150 W ja toodab optimaalse paigutuse ( joonis 2) korral aastas 130 kWh elektrienergiat. 400 km² pindalaga paneelid toodaks seega aastas 52 TWh elektrit.4

Siinjuures tuleb arvestada, et suvisel ajal on sellise süsteemi elektrienergia toodang suurem, kui Eestis elektritarbimine (Eesti suvine baaskoormus on ~450 MW). Suvise koormuse katmiseks suvel vaja ainult 3 km² (aastatoodanguks 390 GWh). Talvel on seevastu sõltuvalt kaldenurgast vaja baaskoormuse katmiseks 200...500 km² suurust PV paneelide pindala. Kuivõrd talvine tipukoormus on 4...5 korda suurem, tegelikult vaja minevaks pindalaks on kuni 2500 km2.5

Soojusenergia

Päikese abil soojusenergia tootmisel tuleb arvestada, et transportimise kaod on soojusenergia transportimise korral tunduvalt suuremad kui elektrienergia puhul.

Eestis linnade ja asulate alune pindala kokku on ~800 km2 so ~1,8 %. Tootmiseks kasutatava pinna osakaal sellest võiks hoonete katuste ja fassaadide kasutamise korral olla eeldatavalt 1/10...1/8. See pind oleks mõistlik kasutada kollektoritega sooja tootmiseks (maksimaalselt 100 km² - numbri täpsustamiseks oleks vaja teada kontorihoonete ja elamute katuste kogupinda). Praktiliselt jääks kasutatav pindala siiski vahemikku 1...2 km² kanti mis võimaldaks aastas toota kuni 3000 TJ soojusenergiat.6

Päikese enegeetiline ressurss

Päikese energeetilise ressursi hindamise algeeldused

Päikese energeetilise ressursi hindamisel lähtuti järgmistest algeeldustest:# Päikesekiirgus Eesti pinnale on ~1000 kWh/m2/a.

  1. Enamkasutatavate ränil baseeruvate PV paneelide 1 m² annab tipuvõimsust 150 W ja toodab optimaalse paigutuse korral aastas 130 kWh elektrienergiat.
  2. Päikesepaneelidega on aastaks 2050 kaetud 45 km2 (ehk 4500 ha, ehk 45 000 000 m2).
  3. Maa-ala katvustegur on 50...60%

Päikese energeetilise ressursi potentsiaal

Tabelis 1 ning joonisel 3 on kirjeldatud Energiaressursside töögrupi hinnangut Eesti päikeseenergia ressursi potentsiaalile aastani 2050. Tegemist on ühega võimalikes prognoosidest. Täpsemalt on mitmesuguste ressursside kasutuselevõtuprognoose käsitletud ENMAK-i stsenaariumites.

Tabel 1. Päikese energeetilise ressursi potentsiaal7

Joonis 3. Päikese energeetilise ressursi potentsiaal8

PV paneelide installeerimise maksumus

PV paneelide installeerimise maksumus (koos inverteriga) 1 W installeeritud võimususe kohta sõltub PV jaama suurusest. Tabelis 2 on toodud mitmesuguseid PV-paneelide maksumuse prognoose.

Tabel 2. PV paneelide installeerimise maksumus9

Täiendavat lugemist

Aasta

Kategooria

Pealkiri

2014

Uuring

Levelized Cost of Electricity Renewable Energy Technologies

2013

Uuring

Energia lokaalse tootmise analüüs büroohoonele. Osa I - Taastuvenergialahendused

2013

Uuring

Energia lokaalse tootmise analüüs büroohoonele. Osa II - Energiasalvestid ja salvestustehnoloogiad

2013

Uuring

Energia lokaalse tootmise analüüs büroohoonele. Osa III - Näidishoone

2012

Uuring

Taastuvenergia 100% - üleminek puhtale energiale

2012

Ettekanne

PV-paneelide T&A töö Eestis

2012

Ettekanne

ABB SOLAR Project Eestis

2013

Artikkel

Taastuvenergia mikrotootmise tasuvus kodumajapidamisele Eestis PV-jaama näitel

2003

Raamat

Eesti kiirguskliima teatmik

2013

Uuring

Tuule ja päikeseenergia kasutamine Tartu linnas

2012

Ettekanne

Päikeseenergeetika põhialused

2008

Infomaterjal

Teistmoodi energia

2013

Ettekanne

Tuule- ja päikeseenergia kasutusvõimalused Eestis

2013

Ettekanne

Nullenergiahooned maasoojuse ja päikeseenergiaga

2013

Ettekanne

Maja kütmine päikeseenergiaga. Õhksoojuspaneelid ja päikesest elektri tootmine

2013

Ettekanne

Taastuvenergeetika Hiiumaa arengustrateegias

2013

Ettekanne

Taastuvenergeetika olulisus kohaliku omavalitsuse tasandil

2012

Ettekanne

Taastuvenergia osatähtsus Eestis ja biomassi osatähtsus

2014

Ettekanne

Soojusliku päikesekollektori tootlus

2014

Ettekanne

Päikese vabasoojuse kasutus - akende energiabilanss

2012

Aruanne

Rohetöökohtade potentsiaal Eestis

2015

Uuring

Current and Future Cost of Photovoltaics

2014

Aastaraamat

Taastuvenergia aastaraamat 2014

 

Viited

  1. Kõiv, Teet-Andrus., Rant, Aivar. Hoonete küte, TTÜ kirjastus 2013.↩︎
  2. Eesti Päikeseenergia Assotstatsioon; Rein Pinn.↩︎
  3. Estonian Development Fund. Final Report. Energy Resources of Estonia, 2013.↩︎