sunnuntai 16. heinäkuuta 2017

Sähkönkulutuksen analysointia ja lämmitysmuodon valinta

Nykyään, kun rakennetaan omakotitalo, niin se rakennetaan niin, että lämmitykseen ei paljon energiaa kulu, mutta siltikin kokonaisenergiatarkastelu edellyttää lämpöpumppua. Muuten rakennuslupaa ei myönnetä. Yleisimmin asennetaan maalämpö, jonka valitsee uuteen taloon noin 55% rakentajista.

Jotenkin tämä kuulostaa ristiriitaiselta. Jos kerran ensin tehdään talo, joka ei kuluta (käytännössä) mitään, niin miksi siihen sitten maalämpö pitää laittaa? No, kai siihenkin on hyvät selitykset, jos ei järkisyitä - niin tunnesyitä sitten ainakin. Ja onhan maalämpö aina ympäristöystävällinen, vaikka se ei euromääräistä tarkastelua aina kestäisikään. Euromääräisen tarkastelunkin tietysti saa kestämään silloin, jos talo myydään ja jos maalämmön avulla saadaan hilattua kauppahintaa ylöspäin.

Oli lämmitystapa sitten ihan mikä tahansa, niin sähkönkulutuksesta se siltikin nappaa suurimman osan, ellei sitten käytetä lämmityksessä pelkkiä polttopuita tai öljyä. Meillä ainakin lämpöpumppu on se suurin yksittäinen sähkönkäyttäjä. Näin ainakin olettaisin, sillä erillistä sähkönkulutusmittaria lämpöpumpulle ei ole. Sellainen olisi kuulemma hankala asentaa. Joten nyt sitten kun suurimman kuluttajan kulutustietoja ei tarkkaan tunneta, niin sähkönkulutuksen analysointi on jossain määrin arvuuttelua. Jotain sentään kuitenkin pystyy päättelemälläkin arvioimaan, ja samalla selkiyttää sitä, että miten lämmitysjärjestelmää kannattaa jatkossa kehittää. Tai miten se alun pitäen olisi pitänyt toteuttaa. Siis jos euromääräisesti asiaa tarkastellaan.

Katsoin tässä heinäkuun alkupuoliskon kulutuskäppyröitä, ja tältä ne sähköyhtiön nettipalvelussa eli Vantaan Energian Energiapeilissä näyttävät:


Sähkönkulutus 1-14.7.2017 - vuorokausikohtaiset kulutuspylväät.
Eniten sähköä on tarkastelujaksolla kulunut 6.7.2017, jolloin sitä meni 20,96 kWh vuorokaudessa. Minne se sähkö sitten meni, niin siitä minulla ei ole tarkkaa käsitystä. Vähiten sähköä kului 13.7.2017, jolloin kulutus oli 10,96 kWh. Vuorokautiset vaihtelut ovat siis prosentuaalisesti varsin suuria. Jos tilannetta katsotaan tunnin tarkkuudella, sitten sama tarkastelujakso näyttää tältä:

Sähkönkulutus 1-14.7.2017 - tuntikohtaiset kulutuspylväät.
Tässä jälkimmäisessä kaaviossa on siis selvästi nähtävissä tietty pohjakuorma, jonka alle sähkönkulutus ei mene koskaan. Lisäksi pohjakuorman päälle tulee lyhytaikaisia ja korkeita kulutuspiikkejä, jotka aiheutuvat (ainakin) lämpöpumpun käynnistymisestä. Jos katsotaan 13.7. päivän tunnit numerodatana (silloin sähköä kului vähiten), niin tältä se näyttää silloin:

Päivä Klo kWh
13.07. 00 0,61
13.07. 01 0,41
13.07. 02 0,32
13.07. 03 0,30
13.07. 04 0,53
13.07. 05 0,89
13.07. 06 0,28
13.07. 07 0,25
13.07. 08 0,28
13.07. 09 0,25
13.07. 10 0,29
13.07. 11 1,25
13.07. 12 0,41
13.07. 13 0,27
13.07. 14 0,29
13.07. 15 0,30
13.07. 16 0,27
13.07. 17 0,28
13.07. 18 0,27
13.07. 19 1,41
13.07. 20 0,29
13.07. 21 0,27
13.07. 22 0,78
13.07. 23 0,46

Sähkönkulutus voidaan talossa jakaa 3 osa-alueeseen esim. seuraavasti: talon lämmitys, käyttöveden lämmitys, ja kotitaloussähköt - joka kattaa erilaiset sähkölaitteet ja valaistuksen.

Nyt talon lämmitykseen tarvitaan sähköä vain 5kk vuosittain eli lokakuulta maaliskuulle. Muuna aikana lattialämmityksen kiertovesipumppu ei ole päällä. Näin ollen 13.7. kulutusluvuissa näkyy pelkästään kotitaloussähkö, ja käyttöveden lämmitys - talon lämmityksen sähkönkulutus on tuossa tarkasteluhetkessä nolla.

Ja jos pohjakuormana on 0,25 kWh per tunti, niin silloinhan tämä tarkoittaa sitä, että pohjakuorma-analyysillä kotitaloussähköt (lisättynä IV-koneen sähköllä) on vähintään tämän verran. Eli noin 8 kWh per vrk eli 8x365=2920 kWh vuosittain. Todennäköisesti kotitaloussähkö voi olla ja on vuositasolla suurempikin. Mutta ainakin 3000 kWh se on, mutta todennäköisesti se voi olla puolta suurempikin? Onhan talvikaudella valaistuskin enempi käytössä kuin heinäkuussa.

 Lisäksi heinäkuussakin vuorokausivaihtelu voi olla 10 kWh. Kai tähän on syynä sähkölaitteiden käyttö, koska lämmitystarve ei mielestäni ole vaihdellut noin paljon. Joten ehkä 6000 kWh voisi olla oikeampi luku kotitaloussähkölle eli laitesähkölle? Tämä nyt on arvuuttelua, mutta parempaakaan tietoa ei nyt ole.

Toinen tulokulma tähän samaan asiaan on laskea 7kk sähkönkäytön keskiarvo kk-tasolla maaliskuulta lokakuulle. Tämä on se aika vuodesta, jolloin lattialämmitystä ei käytetä. Näin saadaan viime vuoden toteutuneiden lukujen perusteella kuukauden keskiarvokulutukseksi 698 eli noin 700 kWh per kuukausi. Koska tänä aikana talon lämmitystä (sähköllä) ei ole ollut, niin tämä luku on silloin kotitaloussähköt + käyttöveden lämmitys yhteensä. Joka 12 kk:n ajanjaksolle laskettuna tekisi 12x 700kWh = 8400 kWh.

Nyt saatua lukua vasten kun toisaalta tiedetään, että yhden vuoden kokonaiskulutus on vakiintunut/vakiintumassa tasolle 12500 kWh/vuodessa, niin miinuslaskulla saadaan talon lämmitykseen kuluneen sähkön määrä. Se on 12500kWh - 8400kWh = 4100 kWh.

Tässä vaiheessa voidaan tehdä myös loogisuustarkistusta: Jos lämmitykseen (siis lämpöpumpulle talon lämmitystarkoituksessa) olisi mennyt 4100 kWh, ja jos ilmasta veteen lämpöpumpun hyötykerron olisi lähes 3, niin silloin talo on oikeasti kuluttanut noin 12000 kWh, plus lisättynä 5 kuutiolla polttopuita, jolloin kokonaiskulutukseksi tulee noin 17000 kWh. Se on sattumalta ihan sama luku, mikä määrä talossa sähköä kului ekana vuotena, jolloin oli suora sähkölämmitys. Eli ehkä nämä luvut sitten suuruusluokaltaan aikalailla oikeat?

Jolloin jos tarkastellaan kokonaissähkönkulutusta 3 osa-alueeseen jaettuna, se menisi ostosähkön osalta näin:

Talon lämmitys = 4.100 kWh/vuosi (11,23 kWh/vrk)
Kotitaloussähköt (sis. IV-kone) = 6.000 kWh/vuosi (16,44 kWh/vrk)
Käyttöveden lämmitys = 2.400 kWh/vuosi (6,58 kWh/vrk)
Kaikki yhteensä 12.500 kWh/vuosi (34,25 kWh/vrk)

(12500 kWh näkyy sähkömittarilla kokonaiskulutuksena. Tarkka jako 3 osa-alueeseen on edelleenkin arvuuttelua eli vain valistuneita arvauksia. Talon lämmityksen ja käyttöveden lämmityksen tekevät pieneksi se, että näissä näkyvä sähkö on lämpöpumpun sähkö, kun taas kotitaloussähkön laitteistot pyörivät suorasähköllä.)

Jos lämpöpumppu on suurin sähkönkäyttäjä, niin IV-kone lienee toiseksi suurin. Ja sen kulutus on tiedossa. Se on 115 wattia eli 0,115 kWh tunnissa. Eli 1007,4 kWh vuosittain. Myös joitakin muita kulutuspisteitä olen mitannut, ja ne ovat aika mitättömän pieniä. Esim. salaojapumppu käyttää sähköä 2-5 kWh kuukausittain. Riippuu paljonko sataa. Talvikuukausina autojen lämmittimet kuluttavat kk-tasolla 15 kWh. Jääkaappi ja TV kuluttavat kumpikin 10 kWh/kk. Läppärien lataamiseen kuluu 3kWh/kk. Pyykinpesukone kuluttaa 15 kWh/kk. Nämä tällaiset pistekulutukset ovat kaikki aika pieniä.

Miten nyt sitten energiankulutusta voisi jatkossa vielä pienentää?

Yksi mahdollisuus (johon on valmiiksi suunniteltu paikka seinässä ja lyhyet läpiviennit vesivaraajalle) on aurinkolämpöpaneelit, jotka tekisivät lämpimän veden kesäkaudella. Tähän investoiminen ei kuitenkaan ilmeisesti kannata, koska lämpimän käyttöveden kulutus on niin pieni, että sen pienentäminen aurinkopaneeleilla ei maksa itseään takaisin? Talvellahan lämmin käyttövesi tehtäisiin edelleenkin lämpöpumpulla, joten aurinkopaneeli ei edes nollaa tässä kohtaa kuluvan sähkön määrää. Talvikauden sähköt jäisi edelleen näkyville.

Toinen ja järkevämpi tapa voisi olla aurinkosähköpaneelit. Niillekin on paikka olemassa, sillä talon ulkokaton toinen lape kallistaa etelää kohti. Ja jos osan paneeleista laittaa merikontin katolle lähes pystyyn, ne voisi suunnata ilta-aurinkoon. Nimittäin sähkön varastointi akun avulla (hinta noin 5000€) ei kannata. Paitsi jos se akku olisikin sähköautossa, niin silloin menisi 2 kärpästä yhdellä iskulla - kesäajan ylijäämäsähkön varastointi ja kulutus hoituisi sähköauton avulla. Siihen suuntaan maailma varmasti kehittyykin koko ajan.

Nyt jos sijoittaisin 10000€ aurinkosähköpaneeleihin, niin sillä investoinnilla voisin saada vaikkapa tällaisen järjestelmän:



Aurinkosähkön tuotto (tämä laskuri linkissä = http://www.arevasolar.fi/fi/aurinkolaskuri )
Kesän 3 kuukauden aikana "hukkaan" menee 200 kWh/kk eli yht. 600 kWh, sillä kesän kulutus on nyt ilman suihkulähdettä ja ilman sähköautoa ollut noin 500 kwh/kk. Tämä ylläolevan laajuinenn järjestelmä tuottaisi noille kuukausille noin 700 kWh. Tällöin hukkaan (eli takaisin sähköyhtiölle ja käytännössä ilmaiseksi) palautuu 200 kWh/kk eli yht. 600 kWh kesän aikana. Omaksi hyödyksi jäisi silti noin 3700 kWh vuosittain.

Nyt jos arvioidaan sähkönkulutusta aurinkopaneelien hankkimisen jälkeen, niin se olisi luokkaa 12500-3700=8800 kWh/vuosi. Tämähän kuulostaa aika hyvältä!

Suorasähköllä talo kulutti 17000 kWh vuodessa. Alun perin piti laittaa maalämpö, joka olisi maksanut yli 20000 euroa. Ehkä sillä olisi saavutettu sama taso, eli noin 8800 kwh vuosittain? Mene ja tiedä, maalämmön "vaikutusalue" olisi kuitenkin ollut vain 11000 kWh vuosittain, sillä oletuksella että kotitaloussähkön osuus on 6000 kWh/vuosi, ja siihen maalämpö ei vaikuta. Lisäksi se maalämpöpumppu käyttää itsekin sähköä.

Mutta jos aurinkosähkö + ilmasta-veteen lämpöpumppu antaa lopputuloksena 8800 vuosikulutuksen, niin investoinnin kulu on tässä kohtaa maalämpöä selvästi pienempi, yhteensä 10000€ (aurinkopaneelit) + 8600€ (lämpöpumppu) = 18600€.

Lisäksi on huomioitava sellaiset seikat, että aurinkopaneelien käyttöikä on 40 vuotta, eikä siinä järjestelmässä ole lainkaan liikkuvia eikä kuluvia osia. Ja jälkiasennettuna siihen saa myös kotitalousvähennystä, jolloin investoinnin kulu pienenee alle 10000 euron, joka on laskurin antama oletushinta.

Summa-summarum:
Voisiko aurinkosähkö + VILP olla kustannustehokkaampi ja pitkäikäisempi järjestelmä, jos tätä verrataan esim. maalämpöön? Tai mikä sitten olisi kaikkein kustannustehokkain lämmitysjärjestelmä? Laskelmassa pitäisi huomioida myös kotitalousvähennys, sillä lopputarkastuksen saa läpi pelkällä lämpöpumpulla. Jolloin aurinkopaneelit voi asentaa myöhemminkin. Jolloin niihin saa kotitalousvähennystä. Ilmankin kotitalousvähennystä VILP+aurinkopaneelienmuodo kokonaishinta jää maalämpöpumpun alle.

2 kommenttia:

  1. Maalämpöhinta-arviosi on liian korkea. Saisit tällä hetkellä maalämmön selvästi halvemmalla.
    Maalämpö on myös huoltovapain ja selvästi yksinkertaisin ratkaisu kaikista vaihtoehdoista.

    Nimim. 15 vuotta maalämmittämistä takana, kokonaishuoltohinta yht. 45e.
    Ei tarvitse lainkaan säätää ja värkätä.

    VastaaPoista
    Vastaukset
    1. Hinnat ovat varmaan tulleet alaspäin myös pk-seudulla. Samoin maalämpöpumppujen hyötysuhteetkin ovat varmaan samalla parantuneet? Omat tarjouspyyntöni ovat vuodelta 2013.

      Huoleton ja ympäristöystävällinen tuo maalämpö varmastikin on, siitä ei pääse yli eikä ympäri.

      Lähtötaso energiankulutuksessa pitäisi kuitenkin olla riittävän korkea, jotta maalämmön saisi kannattavaksi, jos asiaa tarkastellaan euromääräisessä tarkastelussa?

      Eli paras lopputulos tulee ehkä silloin, jos vähän vanhempi talo (esim. rintamamiestalo) varustetaan maalämmöllä, ja siihen saadaan myös kotitalousvähennykset, joita uudisrakentaja ei saa.

      Minusta toteutunut vuosikulutus saisi olla luokkaa 30000 kWh/vuosi - tai tietty vastaava euro ja/tai litramäärä öljyllä, jolloin jos siitä siirtyy maalämpöön, silloin maalämpö tienaa itse itsensä takaisin varmastikin aika nopeasti?

      Poista