SlideShare uma empresa Scribd logo
1 de 8
Baixar para ler offline
12 I PEALUGU 
INSENEERIA I SEPTEMBER 2014 
PÄIKESEPOISS 
ANDRES MEESAK: 
MAREK STRANDBERG
INSENEERIA I SEPTEMBER 2014 PEALUGU 
I 13 
kodus toodetud päiksevool on 
abiks nii riigi majandusele kui 
pere eelarvele 
Nii mõnelgi on kombeks „Tere!” asemel öelda: „Päikest!”. Andres Meesaku jaoks on 
selline soov üsna praktilist laadi – ta on nimelt rajanud oma maakodusse päikesejõu-jaama. 
Tõsi, soovimisest päikest juurde ei tule ning päikeseenergia kogus on üsna 
selgelt etteennustatav. Igatahes oleks päikesest elektrivoolu tootmine kodudes üks 
paremaid viise kliimasõbraliku majanduse edendamiseks. Nimelt on riigi toel ülesehita-tud 
päikeseelektrijaam üks tõhusamaid viise, kuidas tehnoloogiasse investeerides 
vähendada kasvuhoonegaaside emissioone. On hinnatud, et üle 70% riikliku toetuse 
puhul on 1 tonni süsihappegaasi emissiooni vähendamise hind 20–30 €/t. Samas kui 
poole ulatuses elektriautode soetuse toetamisel vähendatakse ühisvahendeist CO2 
emissiooni 300 €/t. Pealegi ei ole elektriautode soetamise toetamine omamaist tootmist 
toetav. Päikesejõujaamu ja nende osi aga juba toodetaksegi Eestis.
2012. AASTAL MAKSIS see süsteem 
33 000 eurot, KredEx tasus selle eest 
70% (ca 22 000 eurot). Seadmete hin-nad 
on möödunud 2 aasta jooksul tõhusalt 
langenud. Täna maksaks samasugune süs-teem 
18 000 eurot. 
KredExi toetussummast jätkus vaid 
mõneks tunniks, mille vältel riiklikku tuge 
pakkudes kaasati energiamajandusse üle 300 
000 euro erakapitali. Nii huvi kui valmidus 
sellesse valdkonda investeerida on suur. Riik-liku 
toetagi lisandub igakuiselt kümmekond 
päikesevoolu mikrotootjat. Toetuse suurus 
seejuures ei peaks Andres Meesaku arvates 
olema rangelt protsentuaalne, vaid tagama 
sobiliku tootluse. Suurbritannia ja Rootsi 
oludes on inimesed rahul sedalaadi mikrojaa-made 
tootlusega, kui need end 10 aastaga 
tasuvad. Arvestades ka seadmete hinnalangust 
võiks sel juhul meie oludeski toetus olla vaja-likest 
investeeringutest umbes poole ulatuses. 
Sellise jõujaama ehitus muudab hoone 
tehnosüsteeme, mistõttu on vaja kohaliku 
omavalituse kooskõlastust. On kuulda olnud 
juhusest ühes Eesti linnas, kus päikesejaama 
paigaldajalt olla nõutud ka selle jaama tasu-vusarvutust, 
et „kodanik ei teeks põhjenda-matuid 
kulutusi”. On üsna selge, et linna-ametnikud 
ei hakka passima ju kasiinode 
ustel, et pärida sisenejatelt, kas neil on ikka 
piisavalt vara, et hasardis oma peret näljast ja 
vaesusest säästa. Kui aga tegemist on linna-ametniku 
kehvalt varjatud uudishimuga, siis 
seda enam tuleb tõdeda, et sellise mikrotoot-mise 
vastu on huvi suur. 
Meesak hindab, et tulevikus võiks abi olla 
ka sellest, kui toetajate reeglid on tehniliselt 
pädevamad. Näiteks väiketuuliku paigutami-sel 
KredExi toel tuulemõõtmisi ei nõutud. 
See on aga viga, sest metsaserva ja allapoole 
sobilikku kõrgust paigutatud tuulik ei hak-kagi 
piisavalt energiat tootma. Samas pidi 
päikesejõujaama seadma maja katusele, mis 
pole aga tehniliselt alati kõige otstarbekam. 
Vahel on PV-(ingl photovoltaic, e.k valgus-elektriline) 
paneelidele parimaks asukohaks 
just lage ala või nõlv. 
ANDRES MEESAKU 
PÄIKESEJÕUJAAMAST 
• elektritootmise algus 10. 
august 2012 
• asjaajamine omavalitsusega ja 
vajalike lubade saamine: ca 1 
kuu 
• ehitus: 1 kuu 
• Paneelid: NAPS Saana 235 Wp 
(maksimumvõimsus), süsteemi 
projekteerija Energogen OÜ 
10. AUGUSTI ÕHTUL kella 7 paiku, 
sel päeval sai Andrese taskujõujaam 
kaheaastaseks, voolas elekter võrgu 
suunas ja seda vaatamata sellele, et 
võõrustatud indiaanilaagris toimus 
just kibe elektripliitidel söögikeetmine.
PEALUGU 
1 2 3 4 5 
300 
250 
200 
150 
100 
50 
10 
9 
8 
7 
6 
5 
4 
3 
2 
Milline on sinu kogemus elektri tootmisega kodu 
juures? 
Taastuvenergia allikatele on üheks oluliseks etteheiteks res-sursi 
prognoosimatus. Kuigi päevad ega ka aastad ei ole ven-nad, 
on tänu pikaajalistele ilmavaatlustele päikesest saadaolev 
ressurss küllaltki hästi prognoositav – seda nii aastate kui 
kuude lõikes. 
Eestis langeb 1 m2 maapinnale aastas ligikaudu 1100 kWh 
päikesekiirgust, mis tänapäevaste tehnoloogiate abil on sõl-tuvalt 
aastast võimalik muundada 850–1000 kWh elektriener-giaks 
PV-jaama iga paigaldatud kW võimsuse kohta. Artikli 
autori Harjumaal asuv 9 kW nimivõimsusega jaam on kahe 
esimese tööaastaga tootnud kokku enam kui 22 MWh elekt-rienergiat, 
ehk siis tegelikult enam kui 1000 kWh iga kW 
tootmisvõimsuse kohta aastas. 
Arvestades, et PV-jaamad on peamiselt kodumajapida-miste 
säästumeede, siis tuleb arvestada kahe n-ö faasinihkega: 
1) Eesti laiuskraadil annab PV-jaam arvestataval määral 
toodangut märtsist kuni oktoobrini, ülejäänud kuudel 
on toodang valguse vähesuse tõttu minimaalne. Samas 
neil kuudel kui PV-jaam ”magab talveund” on majapida-miste 
6 7 8 9 10 11 12 
elektritarbimine kodumajapidamistes 
1 kWpeak päikeselektrijaama toodang 
elektritarbimine kõige suurem ja vastupidi – kuu-del, 
kui jaamal on aktiivne tööperiood, on jällegi majapi-damiste 
elektritarbimises langusperiood. 
2) Faasinihe tekib tüüpiliselt kodust väljas töötaval majapi-damisel 
ööpäevasiseselt. Nimelt hommikune elektritar-bimise 
tipp langeb üldjuhul ajale, kui PV-jaam pole veel 
tootmist alustanud ja õhtune tarbimistipp kipub lan-gema 
ajale, kui jaam on juba tootmise lõpetanud, või 
kohe-kohe lõpetamas. See tingib olukorra, kus majapida-mises 
küll toodetakse elektrienergiat, kuid tarbimas pole 
seda aga kedagi, sest kõik on kodust ära ja lõviosa toode-tud 
elektrist läheb üldvõrku. 
Ajakirjanduses on sageli võrreldud PV-jaamade seisukohalt 
Eesti ja Saksamaa klimaatilisi olusid. Väide, et Eestis on PV-jaama 
tootlikus samas suurusjärgus Saksamaaga, on tegelikult 
pooltõde. Tõele vastab, et Eestis on suvel – ehk siis PV-jaama 
aktiivseimal tööperioodil – päevad pikemad ja õhutempera-tuur 
jahedam, mis võimaldab PV-jaamal ööpäevas rohkem 
tunde tänu jahedamale ilmale efektiivselt töötada. Samas on 
näiteks Tallinnas aastas keskmiselt päikesepaistelisi tunde 1753 
(4383-st võimalikust) ja Münchenis Lõuna-Saksamaal 
0 
140 
120 
100 
80 
60 
40 
20 
0 
tarbimine 
tootmine 
0 
0:00 
2:00 
4:00 
6:00 
8:00 
10:00 
12:00 
14:00 
16:00 
18:00 
20:00 
22:00 
1 
I 15
16 I PEALUGU 
INSENEERIA I SEPTEMBER 2014 
1862 tundi. Päevavalgusega tundidest on Tallinnas selged 
keskmiselt 40% ja Münchenis 42,5%. Majanduslikku külge 
aga mõjutab kliimast enam asjaolu, et Lõuna-Saksamaal on 
külmadel kuudel ka päevad mõnevõrra pikemad (=valgemad) 
kui Eestis, seega õnnestub osaliselt katta tarbimist ka nendel 
kuudel. Seega toodab tegelikkuses Tallinnas optimaalselt 
paigaldatud PV-jaam aasta kokkuvõttes küll vaid 15–18% 
vähem, kuid tarbimise tippkuudel novembrist-veebruarini 
tervelt 65% vähem, kui samasugune jaam Münchenis. 
Milline oleks ühe elamu katusele paigaldatud PV-jaama 
tasuvus majapidamisele? 
See on küsimus, mis vaevab paljusid koduomanikke ja ilma 
adekvaatse vastuseta sellele ei peaks ka rahakotirauad ava-nema. 
Koduse PV-jaama tasuvust mõjutab eelkõige alginves-teeringu 
suurus. Tänaste tehnoloogiahindade juures tuleb 
majapidamisel arvestada alginvesteeringuga ligikaudu 
1600–1700 eurot paigaldatava jaama iga kW kohta. Väikse-mate 
jaamade puhul mõnevõrra enam, sest paigaldusega on 
seotud kulusid, mis on konstantsed olenemata jaama tootmis-võimsusest 
(näiteks võrguliitumisega seotud kulud). Selline 
alginvesteering tagab jaama toodetava elektri omahinnaks 
ligikaudu 0,09 €/kWh eest. See on hind, millega investeeringu 
teinud kodumajapidamine kulutab iga jaama toodetava kWh 
tootmiseks. See ei muutu ajas. Seega on läbi sellise investee-ringu 
majapidamisel võimalik fikseerida teatud koguse 
elektrienergia hind kogu jaama elueaks ehk arvestuslikult ca 
30 aastaks. Samas maksab elekter üldvõrgust täna kodumaja-pidamisele 
suurusjärgus 0,12–0,13 €/kWh, sõltudes mõne-võrra 
tarbimismustrist ja paketist. Võrguelektri hind jaguneb 
kolmeks enam-vähem võrdseks komponendiks: 1/3 elektri 
börsihind (+ müüja marginaal); 1/3 ülekandetasud (pea-kaitsme 
püsitasu ja iga kWh ülekandetasu) ja 1/3 riiklikud 
maksud (aktsiis, taastuvenergia tasu ja käibemaks). 
Eestis ei ole päikeseenergia muundamine elektrienergiaks 
saavutanud kaugeltki veel nn võrgupariteeti (grid parity), mis 
võimaldaks sel olla üheks elektrienergia suurtootmise tehno-loogiaks, 
kuid majapidamise seisukohast on võrgupariteet 
saavutatud – oma katuselt tuleva elektrienergia hind on pis-tikupesas 
ca kolmandik soodsam kui Narvast tulev põlevki-vielekter 
koos võrgutasude ja riiklike maksudega. Seega homo 
economicusest koduomanik peaks tõsiselt kaaluma kodust 
elektrienergiatootmist kui reaalset säästuabinõud. 
Teisalt – kui võtta katusele paigaldatavat PV-jaama kui 
finantsinvesteeringut, mis tuleb tagasi teenida, hakkavad 
olulist rolli mängima lisaks jaama toodangu omahinnale ka 
muud tegurid – kui palju toodetavast elektrienergiast suude-takse 
kohapeal efektiivselt ära tarbida, st sama koguse võrra 
elektrit võrgust vähem osta; missugustel tingimustel on või-malik 
ülejääk võrku müüa ja mis hinnaga tuleb puudujääv 
elekter osta. 
Kohapealse tarbimise ja ülejäägi suhe sõltub rajatava 
jaama dimensioneerimisest ja tarbimisharjumustest. Kuna 
jaama toodang on sesoonselt ebaühtlane, tuleks jaama dimen-sioneerimisel 
aluseks võtta majapidamise aastane elektritarbi-mine 
ja rajatava jaama aastane toodang ei tohiks ületada 
aastast tarbimist. Näiteks keskmise eramus asuva majapida-mise 
aastane elektritarbimine on Eestis ligikaudu 5000 kWh, 
seega ei tohiks jaama tootmisvõimsus ületada 6 kW, sest sel-line 
jaam toodab parasjagu aastas ca 5000 kWh elektrit. Edasi 
oleks oluline, et jaama poolt toodetavast elektrist tarbitaks 
kohapeal ära vähemalt pool, samavõrra vähendades võrgust 
ostetava elektrienergia kogust. Ülejääva elektrienergia saab 
müüa oma elektrimüüja vahendusel börsil konkreetse tunni-hinnaga, 
millest elektrimüüja lahutab maha oma marginaali. 
Täna kehtiva Elektrituruseaduse kohaselt saab taastuvelektri 
tootja võrku antud saldeeritud elektrienergia koguselt taastuv-energia 
toetust 0,054 €/kWh. Jaama investeeringut hakkabki 
katma sääst, mis tekib elektri-energia 
vähemal ostmisel 
võrgust, millele lisandub tulu 
ülejääva elektrienergia müü-gist. 
Tegemist on n-ö säästu-rahavooga. 
Kui jaam on 
õigesti dimensioneeritud, ei 
teki majapidamisel kunagi 
reaalset rahavoogu, lihtsalt 
elektri eest tuleb aasta lõikes 
oluliselt vähem maksta – 
suvel kogutav ettemaks kulu-tatakse 
pimedatel kuudel. 
Tänaste tehnoloogiahindade 
juures, arvestades turutingi-musi 
ja kehtivaid seadusi, on 
koduse PV-jaama tasuvusaeg 
Eestis majapidamisele 14–15 
aastat ja investeeringu sise-mine 
tootlus (IRR) on suu-rusjärgus 
6–7%. Kui majapi-damine 
suudab kohapeal 
toodetavast elektrist efektiiv-selt 
ära kasutada oluliselt alla 
50%, pikeneb tasuvusaeg 
mõne aasta võrra ja tootlus 
väheneb samuti märgatavalt. 
Investeeringu 6–7% tootlus 
viitab, et seda ei ole väga 
mõtet turutingimustel laenu-rahaga 
teha, sest kogu tootlus 
läheks laenuintressideks, 
kuid vabade säästude olemas-olul 
oleks see pangadeposii-dist 
ja enamikust pensioni-fondidest 
selgelt tootlikum 
rahapaigutus. 
0,128 
0,054 
0,061 
Võrku müümist võib vaadelda kui toodetava elektriener-gia 
salvestamist hilisemaks kasutamiseks. Igasugune salvesta-mine 
on seotud kadudega. Tänase elektrituru korralduse 
juures on kodusele PV-jaamaga elektritootjale tarbimisest 
ülejääva elektrienergia salvestamine võrgus ca 10–12% kaoga 
– st iga võrku müüdud kWh eest saab majapidamine keskmi-selt 
tagasi osta 0,88–0,9 kWh elektrit. 
Kindlasti ei tohi unustada, et nii müügi- kui ostuhind 
sõltuvad börsihinnast ja ei ole mingit konstanti, millega saaks 
arvestada. Väljatoodud numbrid on koostatud Eestis tegut-seva 
PV-jaama 2013. aasta näitajate põhjal. 
käibemaks 
TE tasu / toetus 
aktsiis 
võrgutasu 
marginaal 
elekter 
0,114 
OST 
€/kWh 
MÜÜK 
€/kWh 
0,013 
0,009 
0,004 
0,051 
0,002 
0,049 
-11%
INSENEERIA I SEPTEMBER 2014 I 17 
Taastuvenergia oponentide üks sagedasi väiteid, et taas-tuvenergiat 
toodetakse ajal, kui seda kellelegi vaja pole, on 
PV-jaama puhul müüt. NordPoolSpot on oma olemuselt 
tunnipõhine turg, kus elektri hind kujuneb nõudmise-pakku-mise 
vahekorras – mida suurem nõudlus, seda kõrgem hind. 
Enamus inimesi, kes vähegi elektriturul toimuvat jälgivad 
teavad, et ööpäeva kõige kallimad tunnid langevad tavaliselt 
tööpäeva sisse ja tegelikult just neile tundidele kui PV-jaamad 
annaksid toodangut, seega vastupidi oponentide väidetele, 
annavad PV-jaamad toodangut justnimelt ajal, kui seda kõige 
enam on vaja. Vaadates PV-jaama ööpäevasisest tootmisgraa-fikut, 
selgub, et tootmine langeb kokku tavalise äriettevõtte 
tarbimisgraafikuga. 
Milline võiks või peaks olema Eesti päikse-energeetika 
tulevik? 
Rahvusvaheline Energiaagentuur (IEA) prognoosib tuleviku 
energiatarbimise stsenaariumides PV-elektri osakaaluks glo-baalses 
tootmisportfellis 2020. aastal ca 1%, 2030. aastal ole-nevalt 
stsenaariumist 1,5–5% ja 2050. aastal olenevalt stsenaa-riumist 
PEALUGU 
5–10%. PV-jaamade 
tüübilt on täna väikeste kuni 20 
kW katusepaigalduste osakaal 
60%, see langeb 2050. aastaks ca 
40%-ni, kuid jääb ikkagi domi-neerivaks 
PV-elektri tootmisvii-siks. 
Utility scale jaamade osa 
jääb samuti 2050. aastal väikse-maks 
kui katusepaigalduste osa. 
Nendest prognoosidest lähtu-valt 
võiksime ennustada, et ka 
Eestis toodetakse kuni 5% elektri-energia 
lõpptarbest PV-jaamades, 
millest veidi vähem kui pooled 
asuvad eramute katustel, seintel 
või aedades. Lähtudes ENMAK- 
2030 prognoosist, on Eesti elekt-ritarbimine 
2050. aastal ca 11,5 
TWh/a. Olles konservatiivne PV 
leviku suhtes ja võttes aluseks 
IEA kõige tagasihoidlikuma prognoosi – 5%, siis PV-elektri 
kogutoodang võiks Eestis 2050. aastal olla ca 500 GWh. 
2050. aastaks prognoositakse PV-jaamade efektiivsuse 
tõusu tänaselt 14–16%-lt ca 25%-le, mis tähendab ligikaudu 
30%-list efektiivsuse tõusu, seega kui täna toodab 1 kW PV-jaam 
Eestis keskmiselt 900 kWh elektrit aastas, siis efektiiv-suse 
30% kasvu korral ca 1200 kWh/a. Kuna osad on vanad ja 
osad uued jaamad, võtame keskmiseks toodanguks 1 MWh/a 
1 kW paigalduse kohta. 
500 GWh elektri tootmiseks on seega vaja 2050. aastal PV 
tootmisvõimsust 500 MW, millest ligikaudu 40% (200 MW) 
on majapidamiste omanduses. Eeldame, et üksikpaigalduse 
võimsus on ca 10 kW, siis see tähendab, et Eestis võiks olla 
2050. aastal ca 20 000 majapidamist, mis toodavad elektrit. 
Eesti ligi 600 000 majapidamisest on see kõigest 3,3%. 
Täiesti reaalsena võib vaadelda ka USA-s juba leviva 
mudeli jõudmist meiegi turule, mille puhul PV-jaama paigal-daja 
ja omanik pole mitte majapidamine (või ettevõte), kelle 
katusel või territooriumil jaam asub, vaid jaama omanik on 
energiaettevõte, kellel on majapidamisega leping elektri 
ostuks. Majapidamise eelis sellise mudeli puhul on teatav 
kogus üldvõrguga võrreldes soodsamat elektrienergiat ja 
energiaettevõtja kasuks on kohapealsest tarbimisest ülejääva 
energia omandamine soodsamalt ja tarbimisele lähemalt kui 
suurtest elektrijaamadest. Sellist mudelit rakendab USA-s 
edukalt kunagine Eesti Energia kosilane ja USA üks suure-maid 
energiatootjaid ja jaemüüjaid NRG Energy. 
Energiamüüjatele võiks see olla omakorda heaks võima-luseks 
kindlustada oma turupositsiooni – tarbija on müüjaga 
seotud oluliselt konkreetsema lepinguga, millest on keeruli-sem 
taganeda kui tavalisest elektrimüügi lepingust. See on 
mõlemale poolele win-win olukord: tarbijale on tagatud 
soodne puhas elekter oma maja katuselt ja müüjale stabiilne 
rahavoog ning pikaajaline kliendisuhe. 
Samas on PV-süsteemide hinnad viimastel aastatel jätka-nud 
langust ja ei ole kaugeltki välistatud, et kõik prognoosid 
osutuvad paari aasta pärast uute teadmiste valguses liiga 
konservatiivseteks. 
1 
80 
70 
60 
50 
40 
30 
20 
10 
0 
NordPoolSpot: EE 27.06.2014 
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 
ILLUSTRATSIOON: MAREK STRANDBERG 
ANDRES 
MEESAKU 
elektrijaama 
põhimõtte-sekeem.
18 I PEALUGU 
INSENEERIA I SEPTEMBER 2014 
Millised on ahvatlevamad päiksevoolu tootmise 
tehnikad täna? 
Kui äriettevõtte töötsükkel ja PV-jaama tootmistsükkel lan-gevad 
kokku – ehk kohapeal on võimalik ära kasutada suu-rem 
osa toodetavast elektrist, samavõrra vähendades võrgu-elektri 
ostu, siis kodust väljas töötaval perel on see – nagu 
eelpool näidatud keeruline – tarbijaid võib küll automatisee-rida, 
tarbimismustrit muuta, kuid paratamatult tuleb ikkagi 
tarbimistippajal vähemalt osa vajalikust elektrist osta võrgust. 
Saksamaal, kus PV-jaamade osakaal tootmisportfellis on 
juba arvestatav, tekitab see probleeme ka võrgus ja lahendust 
otsitakse erinevate nii lokaalsete kui tsentraalsete salvestusjaa-made 
rajamises. On asutud toetama lokaalsete akupankade 
soetamist, et katta osaliselt majapidamistele tiputarbimist. 
Sellise hübriidsüsteemi puhul järgitakse algoritmi, et kui jaam 
töötab, siis esmalt kaetakse ära kohalik tarbimine, kui tarbimi-sest 
jääb voolu üle, laetakse akusid ja kui ikka veel jääb voolu 
üle, antakse see võrku. Kui jaam aga enam ei suuda tarbimist 
rahuldada, võetakse lisa akudest ja kui akud on tühjad, siis 
võrgust. Olenevalt akupargi suurusest õnnestub nii katta kas 
kogu õhtune tiputarbimine või isegi parimal juhul vähemalt 
osaliselt veel ka järgmise hommiku tiputarbimine. 
Kuna elekter on börsil tunnihinnaga müüdav kaup, siis 
võiks tarbimise optimeerimisele ja salvestusele lisada veel ka 
arvuti, mis järgib elektri tunnihinda. Kuna turukorraldusest 
lähtuvalt on meil teada elektri hind tunni täpsusega 24h ette, 
samuti on lihtsalt väljaarvutatav omatoodetava elektri oma-hind, 
ei ole väga keeruline 
lasta arvutil neist hindadest 
lähtuvalt otsustada, mis tun-nil 
on kõige kasulikum pesta 
pesu, mis tunnil aga võib-olla 
kogu toodetav energia 
müüa börsil, sest mõne 
tunni pärast on teada, et 
hind langeb niipalju, et iga 
võrku müüdud kWh eest 
saab tagasi osta näiteks 1,5 
või isegi 2 kWh elektrit, 
arvestades ka võrgutasusid. 
Olgu siin näitena too-dud, 
tõsi küll anomaalne 
käesoleva aasta 20. juuli, kui 
öötundidel maksis elekter 
NordPoolSpot börsil enami-kul 
tundidest 32 €/MWh, 
kuid päeval 11 tunni jooksul 
enam kui 200 €/MWh ja 
lisaks veel 2 tunni jooksul 
150 €/MWh. Koos võrgutasu-dega 
maksab 32€/MWh tun-nihinnaga 
elekter koduses 
pistikupesas tõenäoliselt ca 
0,1 €/kWh, seega kui päevas-tel 
tundidel, s.o jaama tööta-mise 
ajal, müüa elekter bör-sil 
hinnaga 200 €/MWh ehk 
0,2 €/kWh, õnnestub iga 
müüdava kWh eest öösel tagasi osta 2 kWh elektrit. Selliste 
suurte kõikumistega päevi ei ole tõsi küll sageli, kuid targalt 
majandades on võimalik ka väiksemate kõikumiste ärakasu-tamisega 
kulu elektrile oluliselt vähendada. 
Alternatiivina erinevatele akudele on kiirelt arenemas ka 
erinevad kütuseelementide tehnoloogiad – päevasel ajal 
hüdrolüüsitakse tarbimisest ülejääva elektrienergia abil veest 
vesinikku, mida tiputarbimise tundidel uuesti elektriener-giaks 
muundada. Täna on kütuseelemendiga toodetava 
elektrienergia omahind siiski veel kordades kõrgem võrgu-elektri 
pistikupesa hinnast, kuid PV-tehnoloogia hinna 
dünaamika viimasel kümnendil julgustab ka selles sektoris 
nägema hindade alanemist ja tehnoloogia arengut arvestata-vaks 
alternatiiviks akudesse salvestamisele. Seda enam, et 
vesinikku oleks võimalik teoreetiliselt salvestada ka pikema 
aja jooksul – ehk siis suvel toota talviseks elektritootmiseks 
vajalik vesinikukogus valmis – eestlastele on ju igiomane 
talveks päikese talletamine purki igasugu hoidiste näol. 
Tuul vs. PV 
2000. AASTATEL VEDAS tänu heldetele toetusmeetme-tele 
kasvu Euroopa Liit, eelkõige Saksamaa, kus täna-seks 
on paigaldatud PV-jaamade koguvõimsus enam 
kui 35 GW, mis moodustab ca 25% globaalsest võimsusest. 
Siinjuures on huvitav märkida, et Saksamaa tuuleenergia 
tootmisvõimsus oli 2013. aasta lõpus ca 34 GW, ehk siis PV 
võimsus juba ületab Saksamaal tuuleenergia tootmisvõim-sust. 
Globaalsesse esikuuikusse mahuvad Saksamaa järel veel 
Hiina (18,6 GW), Itaalia (18 GW), Jaapan (13,6 GW), USA (12 
GW) ja Hispaania (5,3 GW). Viimastel aastatel on EL riikides 
tänu toetusskeemide ülevaatamisele kasvutempo oluliselt 
tuul 
400 000 
300 000 
200 000 
100 000 
0 
2000 2003 2006 2009 2012 
PV 
Elspot prices [EE] 
in [EUR/MWh] 
20.07.2014 
Tund Hind 
00 – 01 43,04 
01 – 02 32,09 
02 – 03 32,07 
03 – 04 32,04 
04 – 05 32,03 
05 – 06 32,06 
06 – 07 43,03 
07 – 08 76,1 
08 – 09 150,08 
09 – 10 203,04 
10 – 11 210,08 
11 – 12 203,09 
12 – 13 203,07 
13 – 14 203,03 
14 – 15 203,02 
15 – 16 150,07 
16 – 17 203,1 
17 – 18 203,05 
18 – 19 203,06 
19 – 20 203,04 
20 – 21 203,03 
21 – 22 50,1 
22 – 23 45,08 
23 – 00 36,07 
PV-JAAMADE 
GLOBAALNE VÕIDUKÄIK 
2013. aasta lõpus moodustas globaalne kumulatiivne 
PV-jaamade tootmisvõimsus ligi 140 GW. Võrrelduna 
globaalse tuuleenergia tootmisvõimsusega on see ca 50% 
globaalsest tuuleenergia tootmisvõimsusest 318 GW. 
PV-jaamade globaalne võimsuse kasv on olnud märkimis-väärne 
– veel 2000. aastal oli PV-jaamade globaalne 
tootmisvõimsus vaid 1,3 GW, moodustades 18 GW globaal-sest 
tuuleenergia võimsusest ehk vähem kui kümnendiku.
PEALUGU 
PV-moodulite globaalne aastane tootmisvõimsus GW 
40 000 
30 000 
20 000 
10 000 
2008 2009 2010 2011 2012 
0 
aeglustunud ja kasvu veduritena on koha 
sisse võtnud eelkõige Hiina, Jaapan ja USA. 
Globaalne PV-jaamade poolt toodetav 
elektrienergia kogus on 2013. aasta lõpu sei-suga 
ca 160 TWh aastas, mis moodustab glo-baalsest 
energiatarbest alla 1% ja on piisav 
umbes 40 miljoni majapidamise energiavaja-duse 
rahuldamiseks. Eesti kogu elektrienergia 
tarbimine oli Statistikaameti andmeil 2013. 
aastal 6,8 TWh. Saksamaal, mille elektritoot-misportfellist 
moodustavad PV-jaamad juba 
arvestatava osa, andsid sealsed ligi 1,4 miljo-nit 
PV-jaama 2014. aasta 9. juuni lõuna ajal 
23,1 GWh elektrienergiat, mis moodustas 
esmakordselt üle 50% sama tunni terve Sak-samaa 
elektrienergia lõpptarbimisest. 
PV-moodulite globaalne tootmisvõimsus 
on saavutanud ca 40 GW/a taseme. Eriti kiire 
tootmisvõimsuste lisandumine toimus vahe-mikus 
2008–2011, seda eelkõige Hiinas. 
Aasias asuvad tehased moodustavadki 86% 
kogu globaalsest PV-moodulite tootmisvõim-susest, 
Euroopa 9%, USA 2% ja Kanada 1%. 
Autotööstuses revolutsiooni tegeva Tesla 
Motorsi juhi Elon Musk’i omanduses olev 
USA PV-süsteemide müüja SolarCity teatas 
paar kuud pärast Tesla akude gigatehase plaa-nide 
avalikustamist oma plaanist rajada PV-paneelide 
gigatehased oma vajaduse rahulda-miseks. 
Lähiaastail plaanitakse rajada erine-vatesse 
SOBILIKU NURGA ALT langeva valguse puhul on 
näha omapärast optilist mustrit. See nähtus on 
tingitud asjaolust, et fotoelektriliste elementide peal 
on mikroprismadega kate, mille rolliks peaks olema 
hajutet valguse koondamine. Paraku on Andres 
Meesaku sõnul selle roll üsna tagasihoidlik, sest ajal 
kui siinkandis on pilvi rohkelt pole lihtsalt valgust. 
USA osariikidesse mitu PV-paneele 
tootvat tehast, kombineeritud tootmisvõim-susega 
ca 10 GW aastas, mis moodustab 
tänasest tootmisvõimsusest umbes veerandi. 
Eesti PV-jaamade koguvõimsus on tänase 
seisuga ligikaudu 700 kW ja juurdekasv on 
viimastel kuudel olnud ca 10 paigaldust kuus. 
Keskmine PV-jaama võimsus on Eestis täna 
umbes 7,5 kW, ehk aastaga lisandub PV toot-misvõimsust 
ligikaudu 800–900 kW. Töös on 
juba ka esimesed suuremad 100 ja 200 kW 
paigaldised. 
Süsteemi hindades on PV-seadmete 
puhul kehtinud majanduslik seaduspära, et 
globaalse tootmisvõimsuse kahekordistu-mine 
toob kaasa süsteemi müügihindade 
25–30%-lise alanemise. Kuidas mõjutab glo-baalset 
PV-paneelide turgu SolarCity tehased, 
näitavad paar lähemat aastat. 
Hiina PV-jaamade järsku tõusu ei toida 
üksnes mure keskkonna pärast, vaid ka puht-majanduslikud 
tegurid – nimelt pärast 2010. 
aastat said valmis ja alustasid tootmist mit-med 
Hiina riiklike pankade ja riigi garantii-dega 
rajatud PV-seadmete tehased ja järsk 
tootmisvõisuste lisandumine surus seadmete 
hinnad globaalselt alla, mispeale kehtestasid 
nii USA kui Euroopa Liit Hiina PV-paneeli-dele 
ja -moodulitele impordipiirangud, et 
kaitsta oma tootjate turutingimustel rajatud 
tehaseid pankrotist ja võimaldada finantsee-rida 
edasist tootearendust. See tingis Hiinas 
ületootmise ja selleks, et kaitsta oma inves-teeringuid, 
asuti toodetavaid paneele toetus-skeemide 
abil kodumaale laialdasemalt pai-galdama 
– kasulikum on hoida tehas töös ja 
panna toodetavad seadmed energiat tootma, 
kui lasta neil ladudes „rikneda”. 
40 000 
35 000 
30 000 
25 000 
20 000 
15 000 
10 000 
5 000 
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 
0 
Saksamaa Hiina Itaalia Jaapan Ameerika Ühendriigid 
I 19

Mais conteúdo relacionado

Inseneeria PV lugu

  • 1. 12 I PEALUGU INSENEERIA I SEPTEMBER 2014 PÄIKESEPOISS ANDRES MEESAK: MAREK STRANDBERG
  • 2. INSENEERIA I SEPTEMBER 2014 PEALUGU I 13 kodus toodetud päiksevool on abiks nii riigi majandusele kui pere eelarvele Nii mõnelgi on kombeks „Tere!” asemel öelda: „Päikest!”. Andres Meesaku jaoks on selline soov üsna praktilist laadi – ta on nimelt rajanud oma maakodusse päikesejõu-jaama. Tõsi, soovimisest päikest juurde ei tule ning päikeseenergia kogus on üsna selgelt etteennustatav. Igatahes oleks päikesest elektrivoolu tootmine kodudes üks paremaid viise kliimasõbraliku majanduse edendamiseks. Nimelt on riigi toel ülesehita-tud päikeseelektrijaam üks tõhusamaid viise, kuidas tehnoloogiasse investeerides vähendada kasvuhoonegaaside emissioone. On hinnatud, et üle 70% riikliku toetuse puhul on 1 tonni süsihappegaasi emissiooni vähendamise hind 20–30 €/t. Samas kui poole ulatuses elektriautode soetuse toetamisel vähendatakse ühisvahendeist CO2 emissiooni 300 €/t. Pealegi ei ole elektriautode soetamise toetamine omamaist tootmist toetav. Päikesejõujaamu ja nende osi aga juba toodetaksegi Eestis.
  • 3. 2012. AASTAL MAKSIS see süsteem 33 000 eurot, KredEx tasus selle eest 70% (ca 22 000 eurot). Seadmete hin-nad on möödunud 2 aasta jooksul tõhusalt langenud. Täna maksaks samasugune süs-teem 18 000 eurot. KredExi toetussummast jätkus vaid mõneks tunniks, mille vältel riiklikku tuge pakkudes kaasati energiamajandusse üle 300 000 euro erakapitali. Nii huvi kui valmidus sellesse valdkonda investeerida on suur. Riik-liku toetagi lisandub igakuiselt kümmekond päikesevoolu mikrotootjat. Toetuse suurus seejuures ei peaks Andres Meesaku arvates olema rangelt protsentuaalne, vaid tagama sobiliku tootluse. Suurbritannia ja Rootsi oludes on inimesed rahul sedalaadi mikrojaa-made tootlusega, kui need end 10 aastaga tasuvad. Arvestades ka seadmete hinnalangust võiks sel juhul meie oludeski toetus olla vaja-likest investeeringutest umbes poole ulatuses. Sellise jõujaama ehitus muudab hoone tehnosüsteeme, mistõttu on vaja kohaliku omavalituse kooskõlastust. On kuulda olnud juhusest ühes Eesti linnas, kus päikesejaama paigaldajalt olla nõutud ka selle jaama tasu-vusarvutust, et „kodanik ei teeks põhjenda-matuid kulutusi”. On üsna selge, et linna-ametnikud ei hakka passima ju kasiinode ustel, et pärida sisenejatelt, kas neil on ikka piisavalt vara, et hasardis oma peret näljast ja vaesusest säästa. Kui aga tegemist on linna-ametniku kehvalt varjatud uudishimuga, siis seda enam tuleb tõdeda, et sellise mikrotoot-mise vastu on huvi suur. Meesak hindab, et tulevikus võiks abi olla ka sellest, kui toetajate reeglid on tehniliselt pädevamad. Näiteks väiketuuliku paigutami-sel KredExi toel tuulemõõtmisi ei nõutud. See on aga viga, sest metsaserva ja allapoole sobilikku kõrgust paigutatud tuulik ei hak-kagi piisavalt energiat tootma. Samas pidi päikesejõujaama seadma maja katusele, mis pole aga tehniliselt alati kõige otstarbekam. Vahel on PV-(ingl photovoltaic, e.k valgus-elektriline) paneelidele parimaks asukohaks just lage ala või nõlv. ANDRES MEESAKU PÄIKESEJÕUJAAMAST • elektritootmise algus 10. august 2012 • asjaajamine omavalitsusega ja vajalike lubade saamine: ca 1 kuu • ehitus: 1 kuu • Paneelid: NAPS Saana 235 Wp (maksimumvõimsus), süsteemi projekteerija Energogen OÜ 10. AUGUSTI ÕHTUL kella 7 paiku, sel päeval sai Andrese taskujõujaam kaheaastaseks, voolas elekter võrgu suunas ja seda vaatamata sellele, et võõrustatud indiaanilaagris toimus just kibe elektripliitidel söögikeetmine.
  • 4. PEALUGU 1 2 3 4 5 300 250 200 150 100 50 10 9 8 7 6 5 4 3 2 Milline on sinu kogemus elektri tootmisega kodu juures? Taastuvenergia allikatele on üheks oluliseks etteheiteks res-sursi prognoosimatus. Kuigi päevad ega ka aastad ei ole ven-nad, on tänu pikaajalistele ilmavaatlustele päikesest saadaolev ressurss küllaltki hästi prognoositav – seda nii aastate kui kuude lõikes. Eestis langeb 1 m2 maapinnale aastas ligikaudu 1100 kWh päikesekiirgust, mis tänapäevaste tehnoloogiate abil on sõl-tuvalt aastast võimalik muundada 850–1000 kWh elektriener-giaks PV-jaama iga paigaldatud kW võimsuse kohta. Artikli autori Harjumaal asuv 9 kW nimivõimsusega jaam on kahe esimese tööaastaga tootnud kokku enam kui 22 MWh elekt-rienergiat, ehk siis tegelikult enam kui 1000 kWh iga kW tootmisvõimsuse kohta aastas. Arvestades, et PV-jaamad on peamiselt kodumajapida-miste säästumeede, siis tuleb arvestada kahe n-ö faasinihkega: 1) Eesti laiuskraadil annab PV-jaam arvestataval määral toodangut märtsist kuni oktoobrini, ülejäänud kuudel on toodang valguse vähesuse tõttu minimaalne. Samas neil kuudel kui PV-jaam ”magab talveund” on majapida-miste 6 7 8 9 10 11 12 elektritarbimine kodumajapidamistes 1 kWpeak päikeselektrijaama toodang elektritarbimine kõige suurem ja vastupidi – kuu-del, kui jaamal on aktiivne tööperiood, on jällegi majapi-damiste elektritarbimises langusperiood. 2) Faasinihe tekib tüüpiliselt kodust väljas töötaval majapi-damisel ööpäevasiseselt. Nimelt hommikune elektritar-bimise tipp langeb üldjuhul ajale, kui PV-jaam pole veel tootmist alustanud ja õhtune tarbimistipp kipub lan-gema ajale, kui jaam on juba tootmise lõpetanud, või kohe-kohe lõpetamas. See tingib olukorra, kus majapida-mises küll toodetakse elektrienergiat, kuid tarbimas pole seda aga kedagi, sest kõik on kodust ära ja lõviosa toode-tud elektrist läheb üldvõrku. Ajakirjanduses on sageli võrreldud PV-jaamade seisukohalt Eesti ja Saksamaa klimaatilisi olusid. Väide, et Eestis on PV-jaama tootlikus samas suurusjärgus Saksamaaga, on tegelikult pooltõde. Tõele vastab, et Eestis on suvel – ehk siis PV-jaama aktiivseimal tööperioodil – päevad pikemad ja õhutempera-tuur jahedam, mis võimaldab PV-jaamal ööpäevas rohkem tunde tänu jahedamale ilmale efektiivselt töötada. Samas on näiteks Tallinnas aastas keskmiselt päikesepaistelisi tunde 1753 (4383-st võimalikust) ja Münchenis Lõuna-Saksamaal 0 140 120 100 80 60 40 20 0 tarbimine tootmine 0 0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 1 I 15
  • 5. 16 I PEALUGU INSENEERIA I SEPTEMBER 2014 1862 tundi. Päevavalgusega tundidest on Tallinnas selged keskmiselt 40% ja Münchenis 42,5%. Majanduslikku külge aga mõjutab kliimast enam asjaolu, et Lõuna-Saksamaal on külmadel kuudel ka päevad mõnevõrra pikemad (=valgemad) kui Eestis, seega õnnestub osaliselt katta tarbimist ka nendel kuudel. Seega toodab tegelikkuses Tallinnas optimaalselt paigaldatud PV-jaam aasta kokkuvõttes küll vaid 15–18% vähem, kuid tarbimise tippkuudel novembrist-veebruarini tervelt 65% vähem, kui samasugune jaam Münchenis. Milline oleks ühe elamu katusele paigaldatud PV-jaama tasuvus majapidamisele? See on küsimus, mis vaevab paljusid koduomanikke ja ilma adekvaatse vastuseta sellele ei peaks ka rahakotirauad ava-nema. Koduse PV-jaama tasuvust mõjutab eelkõige alginves-teeringu suurus. Tänaste tehnoloogiahindade juures tuleb majapidamisel arvestada alginvesteeringuga ligikaudu 1600–1700 eurot paigaldatava jaama iga kW kohta. Väikse-mate jaamade puhul mõnevõrra enam, sest paigaldusega on seotud kulusid, mis on konstantsed olenemata jaama tootmis-võimsusest (näiteks võrguliitumisega seotud kulud). Selline alginvesteering tagab jaama toodetava elektri omahinnaks ligikaudu 0,09 €/kWh eest. See on hind, millega investeeringu teinud kodumajapidamine kulutab iga jaama toodetava kWh tootmiseks. See ei muutu ajas. Seega on läbi sellise investee-ringu majapidamisel võimalik fikseerida teatud koguse elektrienergia hind kogu jaama elueaks ehk arvestuslikult ca 30 aastaks. Samas maksab elekter üldvõrgust täna kodumaja-pidamisele suurusjärgus 0,12–0,13 €/kWh, sõltudes mõne-võrra tarbimismustrist ja paketist. Võrguelektri hind jaguneb kolmeks enam-vähem võrdseks komponendiks: 1/3 elektri börsihind (+ müüja marginaal); 1/3 ülekandetasud (pea-kaitsme püsitasu ja iga kWh ülekandetasu) ja 1/3 riiklikud maksud (aktsiis, taastuvenergia tasu ja käibemaks). Eestis ei ole päikeseenergia muundamine elektrienergiaks saavutanud kaugeltki veel nn võrgupariteeti (grid parity), mis võimaldaks sel olla üheks elektrienergia suurtootmise tehno-loogiaks, kuid majapidamise seisukohast on võrgupariteet saavutatud – oma katuselt tuleva elektrienergia hind on pis-tikupesas ca kolmandik soodsam kui Narvast tulev põlevki-vielekter koos võrgutasude ja riiklike maksudega. Seega homo economicusest koduomanik peaks tõsiselt kaaluma kodust elektrienergiatootmist kui reaalset säästuabinõud. Teisalt – kui võtta katusele paigaldatavat PV-jaama kui finantsinvesteeringut, mis tuleb tagasi teenida, hakkavad olulist rolli mängima lisaks jaama toodangu omahinnale ka muud tegurid – kui palju toodetavast elektrienergiast suude-takse kohapeal efektiivselt ära tarbida, st sama koguse võrra elektrit võrgust vähem osta; missugustel tingimustel on või-malik ülejääk võrku müüa ja mis hinnaga tuleb puudujääv elekter osta. Kohapealse tarbimise ja ülejäägi suhe sõltub rajatava jaama dimensioneerimisest ja tarbimisharjumustest. Kuna jaama toodang on sesoonselt ebaühtlane, tuleks jaama dimen-sioneerimisel aluseks võtta majapidamise aastane elektritarbi-mine ja rajatava jaama aastane toodang ei tohiks ületada aastast tarbimist. Näiteks keskmise eramus asuva majapida-mise aastane elektritarbimine on Eestis ligikaudu 5000 kWh, seega ei tohiks jaama tootmisvõimsus ületada 6 kW, sest sel-line jaam toodab parasjagu aastas ca 5000 kWh elektrit. Edasi oleks oluline, et jaama poolt toodetavast elektrist tarbitaks kohapeal ära vähemalt pool, samavõrra vähendades võrgust ostetava elektrienergia kogust. Ülejääva elektrienergia saab müüa oma elektrimüüja vahendusel börsil konkreetse tunni-hinnaga, millest elektrimüüja lahutab maha oma marginaali. Täna kehtiva Elektrituruseaduse kohaselt saab taastuvelektri tootja võrku antud saldeeritud elektrienergia koguselt taastuv-energia toetust 0,054 €/kWh. Jaama investeeringut hakkabki katma sääst, mis tekib elektri-energia vähemal ostmisel võrgust, millele lisandub tulu ülejääva elektrienergia müü-gist. Tegemist on n-ö säästu-rahavooga. Kui jaam on õigesti dimensioneeritud, ei teki majapidamisel kunagi reaalset rahavoogu, lihtsalt elektri eest tuleb aasta lõikes oluliselt vähem maksta – suvel kogutav ettemaks kulu-tatakse pimedatel kuudel. Tänaste tehnoloogiahindade juures, arvestades turutingi-musi ja kehtivaid seadusi, on koduse PV-jaama tasuvusaeg Eestis majapidamisele 14–15 aastat ja investeeringu sise-mine tootlus (IRR) on suu-rusjärgus 6–7%. Kui majapi-damine suudab kohapeal toodetavast elektrist efektiiv-selt ära kasutada oluliselt alla 50%, pikeneb tasuvusaeg mõne aasta võrra ja tootlus väheneb samuti märgatavalt. Investeeringu 6–7% tootlus viitab, et seda ei ole väga mõtet turutingimustel laenu-rahaga teha, sest kogu tootlus läheks laenuintressideks, kuid vabade säästude olemas-olul oleks see pangadeposii-dist ja enamikust pensioni-fondidest selgelt tootlikum rahapaigutus. 0,128 0,054 0,061 Võrku müümist võib vaadelda kui toodetava elektriener-gia salvestamist hilisemaks kasutamiseks. Igasugune salvesta-mine on seotud kadudega. Tänase elektrituru korralduse juures on kodusele PV-jaamaga elektritootjale tarbimisest ülejääva elektrienergia salvestamine võrgus ca 10–12% kaoga – st iga võrku müüdud kWh eest saab majapidamine keskmi-selt tagasi osta 0,88–0,9 kWh elektrit. Kindlasti ei tohi unustada, et nii müügi- kui ostuhind sõltuvad börsihinnast ja ei ole mingit konstanti, millega saaks arvestada. Väljatoodud numbrid on koostatud Eestis tegut-seva PV-jaama 2013. aasta näitajate põhjal. käibemaks TE tasu / toetus aktsiis võrgutasu marginaal elekter 0,114 OST €/kWh MÜÜK €/kWh 0,013 0,009 0,004 0,051 0,002 0,049 -11%
  • 6. INSENEERIA I SEPTEMBER 2014 I 17 Taastuvenergia oponentide üks sagedasi väiteid, et taas-tuvenergiat toodetakse ajal, kui seda kellelegi vaja pole, on PV-jaama puhul müüt. NordPoolSpot on oma olemuselt tunnipõhine turg, kus elektri hind kujuneb nõudmise-pakku-mise vahekorras – mida suurem nõudlus, seda kõrgem hind. Enamus inimesi, kes vähegi elektriturul toimuvat jälgivad teavad, et ööpäeva kõige kallimad tunnid langevad tavaliselt tööpäeva sisse ja tegelikult just neile tundidele kui PV-jaamad annaksid toodangut, seega vastupidi oponentide väidetele, annavad PV-jaamad toodangut justnimelt ajal, kui seda kõige enam on vaja. Vaadates PV-jaama ööpäevasisest tootmisgraa-fikut, selgub, et tootmine langeb kokku tavalise äriettevõtte tarbimisgraafikuga. Milline võiks või peaks olema Eesti päikse-energeetika tulevik? Rahvusvaheline Energiaagentuur (IEA) prognoosib tuleviku energiatarbimise stsenaariumides PV-elektri osakaaluks glo-baalses tootmisportfellis 2020. aastal ca 1%, 2030. aastal ole-nevalt stsenaariumist 1,5–5% ja 2050. aastal olenevalt stsenaa-riumist PEALUGU 5–10%. PV-jaamade tüübilt on täna väikeste kuni 20 kW katusepaigalduste osakaal 60%, see langeb 2050. aastaks ca 40%-ni, kuid jääb ikkagi domi-neerivaks PV-elektri tootmisvii-siks. Utility scale jaamade osa jääb samuti 2050. aastal väikse-maks kui katusepaigalduste osa. Nendest prognoosidest lähtu-valt võiksime ennustada, et ka Eestis toodetakse kuni 5% elektri-energia lõpptarbest PV-jaamades, millest veidi vähem kui pooled asuvad eramute katustel, seintel või aedades. Lähtudes ENMAK- 2030 prognoosist, on Eesti elekt-ritarbimine 2050. aastal ca 11,5 TWh/a. Olles konservatiivne PV leviku suhtes ja võttes aluseks IEA kõige tagasihoidlikuma prognoosi – 5%, siis PV-elektri kogutoodang võiks Eestis 2050. aastal olla ca 500 GWh. 2050. aastaks prognoositakse PV-jaamade efektiivsuse tõusu tänaselt 14–16%-lt ca 25%-le, mis tähendab ligikaudu 30%-list efektiivsuse tõusu, seega kui täna toodab 1 kW PV-jaam Eestis keskmiselt 900 kWh elektrit aastas, siis efektiiv-suse 30% kasvu korral ca 1200 kWh/a. Kuna osad on vanad ja osad uued jaamad, võtame keskmiseks toodanguks 1 MWh/a 1 kW paigalduse kohta. 500 GWh elektri tootmiseks on seega vaja 2050. aastal PV tootmisvõimsust 500 MW, millest ligikaudu 40% (200 MW) on majapidamiste omanduses. Eeldame, et üksikpaigalduse võimsus on ca 10 kW, siis see tähendab, et Eestis võiks olla 2050. aastal ca 20 000 majapidamist, mis toodavad elektrit. Eesti ligi 600 000 majapidamisest on see kõigest 3,3%. Täiesti reaalsena võib vaadelda ka USA-s juba leviva mudeli jõudmist meiegi turule, mille puhul PV-jaama paigal-daja ja omanik pole mitte majapidamine (või ettevõte), kelle katusel või territooriumil jaam asub, vaid jaama omanik on energiaettevõte, kellel on majapidamisega leping elektri ostuks. Majapidamise eelis sellise mudeli puhul on teatav kogus üldvõrguga võrreldes soodsamat elektrienergiat ja energiaettevõtja kasuks on kohapealsest tarbimisest ülejääva energia omandamine soodsamalt ja tarbimisele lähemalt kui suurtest elektrijaamadest. Sellist mudelit rakendab USA-s edukalt kunagine Eesti Energia kosilane ja USA üks suure-maid energiatootjaid ja jaemüüjaid NRG Energy. Energiamüüjatele võiks see olla omakorda heaks võima-luseks kindlustada oma turupositsiooni – tarbija on müüjaga seotud oluliselt konkreetsema lepinguga, millest on keeruli-sem taganeda kui tavalisest elektrimüügi lepingust. See on mõlemale poolele win-win olukord: tarbijale on tagatud soodne puhas elekter oma maja katuselt ja müüjale stabiilne rahavoog ning pikaajaline kliendisuhe. Samas on PV-süsteemide hinnad viimastel aastatel jätka-nud langust ja ei ole kaugeltki välistatud, et kõik prognoosid osutuvad paari aasta pärast uute teadmiste valguses liiga konservatiivseteks. 1 80 70 60 50 40 30 20 10 0 NordPoolSpot: EE 27.06.2014 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ILLUSTRATSIOON: MAREK STRANDBERG ANDRES MEESAKU elektrijaama põhimõtte-sekeem.
  • 7. 18 I PEALUGU INSENEERIA I SEPTEMBER 2014 Millised on ahvatlevamad päiksevoolu tootmise tehnikad täna? Kui äriettevõtte töötsükkel ja PV-jaama tootmistsükkel lan-gevad kokku – ehk kohapeal on võimalik ära kasutada suu-rem osa toodetavast elektrist, samavõrra vähendades võrgu-elektri ostu, siis kodust väljas töötaval perel on see – nagu eelpool näidatud keeruline – tarbijaid võib küll automatisee-rida, tarbimismustrit muuta, kuid paratamatult tuleb ikkagi tarbimistippajal vähemalt osa vajalikust elektrist osta võrgust. Saksamaal, kus PV-jaamade osakaal tootmisportfellis on juba arvestatav, tekitab see probleeme ka võrgus ja lahendust otsitakse erinevate nii lokaalsete kui tsentraalsete salvestusjaa-made rajamises. On asutud toetama lokaalsete akupankade soetamist, et katta osaliselt majapidamistele tiputarbimist. Sellise hübriidsüsteemi puhul järgitakse algoritmi, et kui jaam töötab, siis esmalt kaetakse ära kohalik tarbimine, kui tarbimi-sest jääb voolu üle, laetakse akusid ja kui ikka veel jääb voolu üle, antakse see võrku. Kui jaam aga enam ei suuda tarbimist rahuldada, võetakse lisa akudest ja kui akud on tühjad, siis võrgust. Olenevalt akupargi suurusest õnnestub nii katta kas kogu õhtune tiputarbimine või isegi parimal juhul vähemalt osaliselt veel ka järgmise hommiku tiputarbimine. Kuna elekter on börsil tunnihinnaga müüdav kaup, siis võiks tarbimise optimeerimisele ja salvestusele lisada veel ka arvuti, mis järgib elektri tunnihinda. Kuna turukorraldusest lähtuvalt on meil teada elektri hind tunni täpsusega 24h ette, samuti on lihtsalt väljaarvutatav omatoodetava elektri oma-hind, ei ole väga keeruline lasta arvutil neist hindadest lähtuvalt otsustada, mis tun-nil on kõige kasulikum pesta pesu, mis tunnil aga võib-olla kogu toodetav energia müüa börsil, sest mõne tunni pärast on teada, et hind langeb niipalju, et iga võrku müüdud kWh eest saab tagasi osta näiteks 1,5 või isegi 2 kWh elektrit, arvestades ka võrgutasusid. Olgu siin näitena too-dud, tõsi küll anomaalne käesoleva aasta 20. juuli, kui öötundidel maksis elekter NordPoolSpot börsil enami-kul tundidest 32 €/MWh, kuid päeval 11 tunni jooksul enam kui 200 €/MWh ja lisaks veel 2 tunni jooksul 150 €/MWh. Koos võrgutasu-dega maksab 32€/MWh tun-nihinnaga elekter koduses pistikupesas tõenäoliselt ca 0,1 €/kWh, seega kui päevas-tel tundidel, s.o jaama tööta-mise ajal, müüa elekter bör-sil hinnaga 200 €/MWh ehk 0,2 €/kWh, õnnestub iga müüdava kWh eest öösel tagasi osta 2 kWh elektrit. Selliste suurte kõikumistega päevi ei ole tõsi küll sageli, kuid targalt majandades on võimalik ka väiksemate kõikumiste ärakasu-tamisega kulu elektrile oluliselt vähendada. Alternatiivina erinevatele akudele on kiirelt arenemas ka erinevad kütuseelementide tehnoloogiad – päevasel ajal hüdrolüüsitakse tarbimisest ülejääva elektrienergia abil veest vesinikku, mida tiputarbimise tundidel uuesti elektriener-giaks muundada. Täna on kütuseelemendiga toodetava elektrienergia omahind siiski veel kordades kõrgem võrgu-elektri pistikupesa hinnast, kuid PV-tehnoloogia hinna dünaamika viimasel kümnendil julgustab ka selles sektoris nägema hindade alanemist ja tehnoloogia arengut arvestata-vaks alternatiiviks akudesse salvestamisele. Seda enam, et vesinikku oleks võimalik teoreetiliselt salvestada ka pikema aja jooksul – ehk siis suvel toota talviseks elektritootmiseks vajalik vesinikukogus valmis – eestlastele on ju igiomane talveks päikese talletamine purki igasugu hoidiste näol. Tuul vs. PV 2000. AASTATEL VEDAS tänu heldetele toetusmeetme-tele kasvu Euroopa Liit, eelkõige Saksamaa, kus täna-seks on paigaldatud PV-jaamade koguvõimsus enam kui 35 GW, mis moodustab ca 25% globaalsest võimsusest. Siinjuures on huvitav märkida, et Saksamaa tuuleenergia tootmisvõimsus oli 2013. aasta lõpus ca 34 GW, ehk siis PV võimsus juba ületab Saksamaal tuuleenergia tootmisvõim-sust. Globaalsesse esikuuikusse mahuvad Saksamaa järel veel Hiina (18,6 GW), Itaalia (18 GW), Jaapan (13,6 GW), USA (12 GW) ja Hispaania (5,3 GW). Viimastel aastatel on EL riikides tänu toetusskeemide ülevaatamisele kasvutempo oluliselt tuul 400 000 300 000 200 000 100 000 0 2000 2003 2006 2009 2012 PV Elspot prices [EE] in [EUR/MWh] 20.07.2014 Tund Hind 00 – 01 43,04 01 – 02 32,09 02 – 03 32,07 03 – 04 32,04 04 – 05 32,03 05 – 06 32,06 06 – 07 43,03 07 – 08 76,1 08 – 09 150,08 09 – 10 203,04 10 – 11 210,08 11 – 12 203,09 12 – 13 203,07 13 – 14 203,03 14 – 15 203,02 15 – 16 150,07 16 – 17 203,1 17 – 18 203,05 18 – 19 203,06 19 – 20 203,04 20 – 21 203,03 21 – 22 50,1 22 – 23 45,08 23 – 00 36,07 PV-JAAMADE GLOBAALNE VÕIDUKÄIK 2013. aasta lõpus moodustas globaalne kumulatiivne PV-jaamade tootmisvõimsus ligi 140 GW. Võrrelduna globaalse tuuleenergia tootmisvõimsusega on see ca 50% globaalsest tuuleenergia tootmisvõimsusest 318 GW. PV-jaamade globaalne võimsuse kasv on olnud märkimis-väärne – veel 2000. aastal oli PV-jaamade globaalne tootmisvõimsus vaid 1,3 GW, moodustades 18 GW globaal-sest tuuleenergia võimsusest ehk vähem kui kümnendiku.
  • 8. PEALUGU PV-moodulite globaalne aastane tootmisvõimsus GW 40 000 30 000 20 000 10 000 2008 2009 2010 2011 2012 0 aeglustunud ja kasvu veduritena on koha sisse võtnud eelkõige Hiina, Jaapan ja USA. Globaalne PV-jaamade poolt toodetav elektrienergia kogus on 2013. aasta lõpu sei-suga ca 160 TWh aastas, mis moodustab glo-baalsest energiatarbest alla 1% ja on piisav umbes 40 miljoni majapidamise energiavaja-duse rahuldamiseks. Eesti kogu elektrienergia tarbimine oli Statistikaameti andmeil 2013. aastal 6,8 TWh. Saksamaal, mille elektritoot-misportfellist moodustavad PV-jaamad juba arvestatava osa, andsid sealsed ligi 1,4 miljo-nit PV-jaama 2014. aasta 9. juuni lõuna ajal 23,1 GWh elektrienergiat, mis moodustas esmakordselt üle 50% sama tunni terve Sak-samaa elektrienergia lõpptarbimisest. PV-moodulite globaalne tootmisvõimsus on saavutanud ca 40 GW/a taseme. Eriti kiire tootmisvõimsuste lisandumine toimus vahe-mikus 2008–2011, seda eelkõige Hiinas. Aasias asuvad tehased moodustavadki 86% kogu globaalsest PV-moodulite tootmisvõim-susest, Euroopa 9%, USA 2% ja Kanada 1%. Autotööstuses revolutsiooni tegeva Tesla Motorsi juhi Elon Musk’i omanduses olev USA PV-süsteemide müüja SolarCity teatas paar kuud pärast Tesla akude gigatehase plaa-nide avalikustamist oma plaanist rajada PV-paneelide gigatehased oma vajaduse rahulda-miseks. Lähiaastail plaanitakse rajada erine-vatesse SOBILIKU NURGA ALT langeva valguse puhul on näha omapärast optilist mustrit. See nähtus on tingitud asjaolust, et fotoelektriliste elementide peal on mikroprismadega kate, mille rolliks peaks olema hajutet valguse koondamine. Paraku on Andres Meesaku sõnul selle roll üsna tagasihoidlik, sest ajal kui siinkandis on pilvi rohkelt pole lihtsalt valgust. USA osariikidesse mitu PV-paneele tootvat tehast, kombineeritud tootmisvõim-susega ca 10 GW aastas, mis moodustab tänasest tootmisvõimsusest umbes veerandi. Eesti PV-jaamade koguvõimsus on tänase seisuga ligikaudu 700 kW ja juurdekasv on viimastel kuudel olnud ca 10 paigaldust kuus. Keskmine PV-jaama võimsus on Eestis täna umbes 7,5 kW, ehk aastaga lisandub PV toot-misvõimsust ligikaudu 800–900 kW. Töös on juba ka esimesed suuremad 100 ja 200 kW paigaldised. Süsteemi hindades on PV-seadmete puhul kehtinud majanduslik seaduspära, et globaalse tootmisvõimsuse kahekordistu-mine toob kaasa süsteemi müügihindade 25–30%-lise alanemise. Kuidas mõjutab glo-baalset PV-paneelide turgu SolarCity tehased, näitavad paar lähemat aastat. Hiina PV-jaamade järsku tõusu ei toida üksnes mure keskkonna pärast, vaid ka puht-majanduslikud tegurid – nimelt pärast 2010. aastat said valmis ja alustasid tootmist mit-med Hiina riiklike pankade ja riigi garantii-dega rajatud PV-seadmete tehased ja järsk tootmisvõisuste lisandumine surus seadmete hinnad globaalselt alla, mispeale kehtestasid nii USA kui Euroopa Liit Hiina PV-paneeli-dele ja -moodulitele impordipiirangud, et kaitsta oma tootjate turutingimustel rajatud tehaseid pankrotist ja võimaldada finantsee-rida edasist tootearendust. See tingis Hiinas ületootmise ja selleks, et kaitsta oma inves-teeringuid, asuti toodetavaid paneele toetus-skeemide abil kodumaale laialdasemalt pai-galdama – kasulikum on hoida tehas töös ja panna toodetavad seadmed energiat tootma, kui lasta neil ladudes „rikneda”. 40 000 35 000 30 000 25 000 20 000 15 000 10 000 5 000 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 0 Saksamaa Hiina Itaalia Jaapan Ameerika Ühendriigid I 19