PUHDASTA ENERGIAA
LUONNOLLISESTI AURINGOSTA
CIS OHUTKALVO
AURINKOPANEELIT
YTM-INDUSTRIAL OY
Uuden sukupolven teknologiaa
YTM-Industrial Oy on edistämässä uuden sukupolven myrkytöntä ja kustannustehokasta ohutkalvoista CIS-aurinkopaneeliteknologiaa Suomessa.
CIS-ohutkalvoteknologialla valmistetut paneelit tuottavat sähköä myös
silloin kun suoraa auringonsäteilyä ei ole saatavilla - esimerkiksi pilvisyyden tai sumun vuoksi.
YTM-Industrial Oy
Saint Gobain Solar Systems
Suomalaiselle teollisuudelle teknisiä laitteita ja komponentteja toimittava YTM-Industrial Oy perustettiin vuonna 1977. Olemme olleet osa kansainvälistä
Indutrade-ryhmää vuodesta 1987.
Saint Gobain on lasinvalmistajana yksi maailman
kokeneimpia tekijöitä ja tätä tietoa se hyödyntää
myös aurinkopaneelijärjestelmissään. Paneelien
pinnat ovat erittäin kestävää ESG-turvalasia.
Toimimme pääasiassa kolmella päätoimialalla, jotka
ovat koneiden ja laitteiden komponentit, virtaustekniikka sekä teollisuuden kunnossapito.
Nämä paneelit valmistetaan ainoana maailmassa
yhdellä samalla tehtaalla hiekasta aurinkopaneeleiksi.
Tarjoamme asiakkaan niin halutessa myös laite- ja
asennustoimitukset sekä varaosa- ja huoltopalvelut.
YTM-Industrial Oy:n emoyritys Indutrade Oy koostuu
useista itsenäisistä teknistä kauppaa harjoittavista
yrityksistä. Yhdessä muiden Indutrade yritysten kanssa
pystymme tarjoamaan laajoja ratkaisuja melkein alalle
kuin alalle.
Saint Gobain Solar Systems hyödyntää paneeleissaan AVANCIS-aurinkopaneeliteknologiaa.
YTM-Industrial
INDUTRADE GROUP
Tiilenlyöjänkuja 9 B, 01720 Vantaa
Puh. 029 006 230
Internet: www.ytm.fi
e-mail [email protected]
2
YTM-Industrial
INDUTRADE GROUP
CIS-ohutkalvoaurinkopaneelin rakenne
Ohutkalvopaneelien sähköä
tuottavien kerrostenpaksuus
on vain 2.5 μm ( 0.0025 mm).
Vertaa: Hiuksen paksuus on 40 μm.
ZnO = Sinkkioksidi
Cu ( In,Ga) ( S,Se ) 2
= Kupari, Indium, Gallium, Rikki ja Seleeni
Mo = Molybdeeni
Natrium suojakerros
Lasi
Mitä eroa perinteisiin
aurinkopaineeleihin?
Ohutkalvoiset
CIS-aurinkopaneelit
Perinteiset aurinkokennot valmistetaan yleisimmin:
Saint Gobain Solar valmistaa aurinkokennot ohutkalvotekniikalla käyttäen materiaaleina kuparia,
indiumia, galliumia, rikkiä ja seleeniä (= CIS).
1. Yksikiteisestä piistä, mikä haittapuolena on materiaalin valmistamisen kallis hinta.
2. Monikiteisestä piistä, jonka valmistusprosessi
on helpompi kuin yksikiteisen piin. Monikiteisyydestä johtuen kiteessä on kuitenkin paljon
enemmän hilavirheitä kuin yksikiteisessä piissä, ja
varsinkin kiteiden väliset rajapinnat heikentävät
kennon toimintaa.
Piistä valmistettujen paneelien heikkous on niiden
kestävyys. Mikromurtuma yhdessä Pii-kennossa vaikuttaa koko paneelin tehokkuuteen, jolloin mistään
ketjuun liitetystä Pii-kennosta ei saada täyttä tehoa
irti. Mikromurtuma tällaiseen paneeliin voi syntyä
esimerkiksi kuljetuksessa, asentaessa tai Suomen
vaikeissa olosuhteissa.
Näissä aurinkopaneeleissa ei ole juotosliitoksia
kuten perinteisissä paneeleissa, mikä parantaa
paneelin kestävyyttä ja käyttöikää. Samasta syystä
mikromurtuma CIS-paneelissa ei vaikuta yhtä radikaalisti koko paneelin tehoon.
Saint Gobain paneelin hankkiessasi saat sitä, mistä olet maksanut: kaikki ilmoitetut tehotoleranssilukemat ovat positiivisia
toisin kuin monilla kilpailijoilla.
Kelluva lasin kiinnitys estää
lasin kosketuksen alumiinirunkoon. Tämä rakenne varmistaa
että lasiin ei muodostu rasituksia lämpötila eroista syntyvistä
muodonmuutoksista.
Lumikuorman kestävyys 551 kg
/ m2, mikä vastaa 1 metriä märkää
lunta paneelin päällä. Tämän lisäksi
paneelit ovat läpäisseet suolasumutestit
ja soveltuvat siten myös merenrantoihin.
CI(G)S = Copper Indium Gallium Selenium
YTM-Industrial
INDUTRADE GROUP
3
Oikea valinta pohjoismaisiin olosuhteisiin
Aurinkopaneelin tehoarvot mitataan STC-olosuhteissa (Standard Test Conditions). STC-olosuhteet määrittelevät että auringonsäteily on yksinomaan suoraa säteilyä ja jonka teho on 1000 W/m2. Tämä ei vastaan todellisuutta varsinkaan pohjoismaissa. Vuoden aikana säteilystä on suoraa auringon säteilyä ainoastaan noin 40%.
60% säteilystä on diffusoitunutta säteilyä. Diffusoituneella säteilyllä tarkoitetaan säteilyä, joka kulkee pilvien,
sumun tai muun esteen läpi.
160
Suora auringon säteily
Diffusoitunut säteily
120
80
40
0
TAM
HEL
MAA
HUH
TOU
KES
Koko valon spektri käytössä
HEI
ELO
SYY
LOK MAR
JOU
Säteilyn määrä Euroopassa
180
1,2
160
1,0
0,8
CIS
140
120
100
0,6
80
60
0,4
40
0,2
20
0
0
300 4005006007008009001000
1100
1200
W/m2
Ultraviolettivalo NäkyvävaloInfrapunavalo
CIS ohutkalvo aurinkopaneelilla on laajin kyky ottaa
vastaan auringon säteilyä. Tekniikka mahdollistaa
valon spektrin hyväksikäytön aina 1200 nm saakka.
1- ja 2-kiteisten perinteisten paneelien hyötysuhde
laskee huomattavasti auringon säteilyn heiketessä
verrattuna CIS-ohutkalvopaneeliin.
Todellisissa olosuhteissa auringon säteilyn määrä
Euroopassa on paljon alhaisempi kuin standarditestiolosuhteet (STC) määrittelevät.
4
Optimissa olosuhteissa mitattu kWh/m2
Mittausten mukaan 58% keskimääräisestä säteilystä
Euroopassa on arvovälillä 400-800 W/m2. Kuten taulukosta näkee, CIS-ohutkalvopaneeli on sillä arvovälillä
oikea valinta.
YTM-Industrial
INDUTRADE GROUP
Tehoa myös varjoisissa kohteissa
Perinteinen
aurinkopaneeli
CISaurinkopaneeli
Hyötysuhde
90%
50%
Jos yksi piikenno moduuli on varjossa:
Hyötysuhteen menetys on jopa 20 – 50%
Vertikaalisen kennorakenteen ansiosta varjon vaikutus hyötysuhteeseen on vähäinen.
Parempi hyötysuhde todellisessa lämpötilassa
Perinteinen paneeli
CIS-ohutkalvopaneeli
-- Paneelien keskilämpötila Euroopassa -[ Paneelin pintalämpötila °C ]
Perinteisten aurinkopaneelien hyötysuhde laskee paneelin pintalämpötilan kohotessa.
Standarditestiolosuhteet (STC) määrittelevät paneelin lämpötilaksi 25 °C, mikä ei vastaa todellista keskiarvoa.
YTM-Industrial
INDUTRADE GROUP
5
Aurinkopaneelien sähkökytkentä
Tasavirta (DC)
Vaihtovirta (AC)
1.Aurinkopaneelit
2.Invertteri
3.Kulutusmittari
4.Kulutuskohteet
5. Etälukulaite
6. Sähkönsyöttö verkosta
1.Aurinkopaneelit
2. Kytkinpaneeli (DC)
3.Invertteri
4. Kytkinpaneeli (AC)
5. Sähkönsyöttö verkosta
AC-liitäntä
DC-liitäntä
6
YTM-Industrial
INDUTRADE GROUP
Käyttökohde-esimerkkejä
Wp = Aurinkopaneelin huipputeho standardiolosuhteissa.
1 Wp antaa tehoa 1 W, kun aurinkosäteily on 1000 W/m2
Ja paneelin lämpötila on 25 ºC.
3,2kWp
7,3kWp
144kWp
240kWp
Ympäristöystävällinen valinta
Aurinkovoima on aina energiamuotona varsin
ympäristöystävällinen valinta, mutta voit vaikuttaa
vihreään jalanjälkeesi myös valitsemalla oikeanlaisen
paneelin.
CIS-paneeleiden tuotanto vaatii perinteisten paneeleiden tuotantoon verrattuna huomattavasti vähemmän tuotantovaiheita ja kuormittaa siten ympäristöä
vähemmän. Kannattaa myös muistaa, että nämä
paneelit tehdään yhdellä tehtaalla alusta loppuun
ilman ympäristöä kuluttavia logistiikkavaiheita.
Myös CIS-paneeleiden energian takaisinmaksuaika
on noin 50% lyhyempi Pii:stä tehtyihin paneeleihin
verrattuna. Suomen olosuhteissa se on noin kaksi
vuotta. Tarkkaan arvoon vaikuttavat sääolosuhteet ja
paneeleiden sijainti Suomen sisällä.
Jos olet huolissasi paneeleihin kierrätyksestä niiden
käyttöiän jälkeen: ei huolta. Saint Gobain on valmistajana sitoutunut kierrättämään kaikki toimitta-
YTM-Industrial
INDUTRADE GROUP
mansa paneelinsa PV CYCLE -järjestelmän avulla. PV
CYCLE on aurinkopaneeleihin kierrätysjärjestelmä,
jota Saint Gobain oli mukana perustamassa. Sen
tarkoituksena on taata paneeleiden kierrätys, vaikka
valmistaja olisi vuosikymmenten päästä maksukyvytön. Paneeleiden kierrätyskustannukset on siis jo
maksettu ja voit huoletta toimittaa ne kierrätettäväksi käyttöiän loputtua.
7
Vahva kehyksellinen aurinkopaneeli.
Yksinkertaisesti vahva
PowerMax® STRONG on jykevä ja kehystetty aurinkopaneeli, joka on tarkoitettu erityisesti kattoasennuksiin. Se soveltuu myös erinomaisesti julkisivuasennuksiin ja isoihin aurinkovoimaloihin.
Miksi kutsumme niitä
vahvoiksi (Strong)?
PowerMax® STRONG CIS-ohutkalvopaneeleiden
turvallinen ja kestävä asennus tapahtuu hyödyntäen
paneelin mustaa onttoa alumiinikehystä ja sen asennuskiinnikkeitä. Kiinnikkeet menevät asennusvaiheessa kokonaan piiloon asennustelineen sisään eli
ulospäin niitä ei näy. Paneeliin kohdistuva mekaaninen rasitus jaetaan koko kehykselle paneelin takana
olevan sidekiskon avulla - tämä estää lasin hajoamisen kovankaan rasituksen alaisena.
PowerMax® STRONG -paneeleiden kestävyys perustuu niiden vahvaan kehykseen. Kiinteän kehyksen
ansiosta ne soveltuvat esimerkiksi kohteisiin, joissa
lumikuormat voivat olla valtavia. Paneelit kestävät
jopa 551 kiloa neliömetrillä.
Ammoniakki tai suola eivät ruostuta paneeleja,
joten ne sopivat hyvin myös maatalouskohteisiin tai
lähelle merta.
PowerMax® STRONG -paneeli on yksi markkinoiden
kestävimmistä ohutkalvo aurinkokennopaneeleista.
Siksi sitä voi mielestämme kutsua vahvaksi.
8
YTM-Industrial
INDUTRADE GROUP
ETU-, TAKA- JA SIVUNÄKYMÄT, MITAT MM
MEKAANISET OMINAISUUDET
PowerMax® STRONG
Arvo
Ulkoiset mitat sisältäen asennuskiinnikkeet
1,595 x 684 mm²
Ulkoiset mitat ilman asennuskiinnikkeitä
1,595 x 672 mm²
Paksuus
45 mm
Paino
19,6 kg
Liitoslaatikoiden suojausluokka
IP65
Liitoslaatikoiden mitat
70 x 70 x 23 mm³
Kaapelien pituudet (- pistoke | + kanta)
210 | 330 mm
Kaapelien paksuus
2.5 mm²
Liitintyyppi
TPCB-4
SÄHKÖOMINAISUUDET
Arvot mitattu STC-olosuhteissa (Standard Test Conditions*)
PowerMax® STRONG
PANEELIEN LIITÄNTÄ
110
115
120
125
130
135
Nimellisteho Pnom
110 W
115 W
120 W
125 W
130 W
135 W
Nimellistehon toleranssi ∆ Pnom
-0/+5% -0/+5% -0/+5% -0/+4% -0/+4% -0/+4%
Paneelin tehokkuus h **
10.3 %
10.7 %
11.2 %
11.7 %
12.1 %
12.6 %
Laitteen tehokkuus h
11.6 %
12.2 %
12.7 %
13.2 %
13.7 %
14.2 %
Avoimen piirin jännite VOC
56.9 V
57.7 V
58.5 V
59.3 V
60.2 V
61.1 V
Oikosulkuvirta ISC
3.19 A
3.20 A
3.21 A
3.22 A
3.23 A
3.24 A
Jännite (mpp) Vmpp
40.4 V
41.6 V
42.8 V
44.0 V
45.3 V
46.6 V
Virta (mpp) Impp
2.72 A
2.76 A
2.80 A
2.84 A
2.87 A
2.90 A
Paneelille takaisin virtaava jännite, max Ir
5.0 A
5.0 A
5.0 A
5.0 A
5.0 A
5.0 A
Max järjestelmän jännite Vsys (IEC)
Max järjestelmän jännite Vsys (UL)
1,000 V 1,000 V 1,000 V 1,000 V 1,000 V 1,000 V
600 V
600 V
600 V
600 V
600 V
600 V
* 1,000 W/m² säteily paneelin pinnalla, paneelin lämpötila 25 °C ja auringonvalon jakautuminen
ilmamassakertoinen (AM) 1,5 mukaan. ** Ilman asennuskiinnikettä.
Arvot mitattu aurinkokennon nimelliskäyttölämpötilassa (NOCT*) ja AM-arvolla 1,5
PowerMax® STRONG
110
115
120
125
130
135
NOCT*
40.0 °C 40.0 °C 40.0 °C 40.0 °C 40.0 °C 40.0 °C
Nimellisteho Pnom
82.0 W
85.8 W
89.5 W
93.2 W
96.9 W 100.7W
Avoimen piirin jännite VOC
53.3 V
54.0 V
54.8 V
55.6 V
56.5 V
57.4 V
Oikosulkuvirta ISC
2.51 A
2.51 A
2.51 A
2.51 A
2.51 A
2.51 A
Jännite (mpp) Vmpp
37.5 V
38.7 V
39.9 V
41.1 V
42.3 V
43.6 V
* 800 W/m² säteily paneelin pinnalla, ilman lämpötila 20 °C, tuulen nopeus 1m/s ja avoin virtapiiri.
Lämpötilakertoimet:
PowerMax® STRONG
Arvo
Lämpötilakerroin Pnom
-0.39 %/°C
Lämpötilakerroin Voc
-170 mV/°C
Lämpötilakerroin Isc
0.1 mA/°C
Lämpötilakerroin Vmpp
-140 mV/°C
Arvot mitattu matalissa valointensiteeteissä:
Suhteellinen heikentyminen paneelin tehokkuudessa arvolla 200 W/m² suhteessa arvoon 1,000
W/m² paneelilämpötilassa 25 °C ja AM-arvolla 1,5 on 6%. Arvolla 500 W/m² suhteellinen parannus
paneelin tehokuudessa on 1%.
YTM-Industrial
INDUTRADE GROUP
9
Älykäs kehyksetön aurinkopaneeli.
Isoihin järjestelmiin ja
avoimiin tiloihin.
PowerMax® SMART -paneelit on kehityisesti erityisesti isojen liiketoimintakiinteistöjen katoille ja
avoimeen ulkoilmaan (pellot, aukiot...). Sen lisäksi
ne soveltuvat näppärän kiinnistysmekanismin ja
esteettisesti tyylikkään ulkomuotonsa ansiosta myös
pienemmille katoille.
Miksi kutsumme niitä
älykkäiksi (Smart)?
PowerMax® SMART -tuotteet ovat kehyksettömiä
CIS-ohutkalvomoduuleja, jotka kiinnitetään paneelin takana sijaitsevien kahden teräskiskon avulla
kohteeseen. Koska kiinnikkeet ovat paneelin takana,
paneeleja voi asentaa lähes saumattomasti vierekkäin. Vierekkäin asennetut paneelit luovat esteettisesti hienon loppuvaikutelman.
Teräskiskojen avulla ohuet ja kevyet PowerMax®
SMART -paneelit kestävät myös suurta mekaanista
kuormistusta, minkä vuoksi niitä voi käyttää myös
vaikkapa lunta keräävissä tai voimakkaasti kalleellaan olevissa kohteissa. Myöskään alle 5 prosentin
kallistus ei ole minkäänlainen ongelma: lumi liukuu
pois paneelin tasaiselta pinnalta automaattisesti.
Siksi niitä on mielestänne helppo kutsua fiksuiksi.
10
YTM-Industrial
INDUTRADE GROUP
ETU-, TAKA- JA SIVUNÄKYMÄT, MITAT MM
MEKAANISET OMINAISUUDET
PowerMax® SMART
Arvo
Ulkoiset mitat
1,587 x 664 mm²
Paksuus
39,6 mm
Paino
16 kg
Liitoslaatikoiden suojausluokka
IP56
Liitoslaatikoiden mitat
70 x 64 x 13 mm³
Kaapelien pituudet (- pistoke | + kanta)
170 | 300 mm
Kaapelien paksuus
2.5 mm²
Liitintyyppi
LC4
SÄHKÖOMINAISUUDET
Arvot mitattu STC-olosuhteissa (Standard Test Conditions*)
PowerMax® SMART
PANEELIEN LIITÄNTÄ
110
115
120
125
130
135
Nimellisteho Pnom
110 W
115 W
120 W
125 W
130 W
135 W
Nimellistehon toleranssi ∆ Pnom
-0/+5% -0/+5% -0/+5% -0/+4% -0/+4% -0/+4%
Paneelin tehokkuus h **
10.4 %
10.9 %
11.4 %
11.9 %
12.3 %
12.8 %
Laitteen tehokkuus h **
11.5 %
12.1 %
2.6 %
13.1 %
13.6 %
14.2 %
Avoimen piirin jännite VOC
56.6 V
57.5 V
58.5 V
59.5 V
60.5 V
61.5 V
Oikosulkuvirta ISC
3.10 A
3.10 A
3.11 A
3.12 A
3.13 A
3.14 A
Jännite (mpp) Vmpp
41.4 V
42.7 V
43.9 V
45.1 V
46.3 V
47.4 V
Virta (mpp) Impp
2.65 A
2.69 A
2.73 A
2.77 A
2.81 A
2.84 A
Paneelille takaisin virtaava jännite, max Ir
5.0 A
5.0 A
5.0 A
5.0 A
5.0 A
5.0 A
Max järjestelmän jännite Vsys (IEC)
Max järjestelmän jännite Vsys (UL)
1,000 V 1,000 V 1,000 V 1,000 V 1,000 V 1,000 V
600 V
600 V
600 V
600 V
600 V
600 V
* 1,000 W/m² säteily paneelin pinnalla, paneelin lämpötila 25 °C ja auringonvalon jakautuminen
ilmamassakertoinen (AM) 1,5 mukaan
Arvot mitattu aurinkokennon nimelliskäyttölämpötilassa (NOCT*) ja AM-arvolla 1,5
PowerMax® SMART
110
115
120
125
130
135
NOCT*
40.0 °C 40.0 °C 40.0 °C 40.0 °C 40.0 °C 40.0 °C
Nimellisteho Pnom
82.0 W
85.8 W
89.5 W
93.2 W
Avoimen piirin jännite VOC
53.0 V
53.9 V
54.8 V
5.8 V
56.8 V
57.8 V
Oikosulkuvirta ISC
2.48 A
2.48 A
2.48 A
2.48 A
2.48 A
2.48 A
Jännite (mpp) Vmpp
38.5 V
39.8 V
41.0 V
42.1 V
43.3 V
44.4 V
96.9 W 100.7W
* 800 W/m² säteily paneelin pinnalla, ilman lämpötila 20 °C, tuulen nopeus 1m/s ja avoin virtapiiri.
Lämpötilakertoimet:
PowerMax® SMART
Arvo
Lämpötilakerroin Pnom
-0.39 %/°C
Lämpötilakerroin Voc
-170 mV/°C
Lämpötilakerroin Isc
0.1 mA/°C
Lämpötilakerroin Vmpp
-140 mV/°C
Arvot mitattu matalissa valointensiteeteissä:
Suhteellinen heikentyminen paneelin tehokkuudessa arvolla 200 W/m² suhteessa arvoon 1,000
W/m² paneelilämpötilassa 25 °C ja AM-arvolla 1,5 on 6%. Arvolla 500 W/m² suhteellinen parannus
paneelin tehokuudessa on 1%.
YTM-Industrial
INDUTRADE GROUP
11
Maahantuonti ja myynti:
YTM-Industrial
INDUTRADE GROUP
Tiilenlyöjänkuja 9 B, 01720 Vantaa
Puh. 029 006 230, fax. 029 006 1230
www.ytm.fi, e-mail [email protected]