Tyhjiöputkien asennuskulman arviointia: 45 asteen kulmaan ko, kö? Pystyyn?

[Cromfel]

Mietin tuossa kun ostin Kärkkäisen alennuksesta 9m² Brightsolarin tyhjiöputkia että mihinkä kulmaan ne sitten asentaisin. Ajatus sitten heräsi kun tuota pohdin että paras käytännössä olisi pystyyn laittaa putket, ettei lunta kerry ja muutenkin raekuurojen, sateen ja yleisen likaantumisen kannalta paras eikä ihan niin paljoa tule hukkatuottoa kesäkuumalla. Kysymys tietysti että kuinka paljon häviää sitten tuottavuudessa? No, ainakin sellainen ajatus heräsi että pystyssä putkien takana oleva pinta-ala altistuu myös hajasäteilylle. Josko se kompensoisi sitten "huonon" kulman?

Tätä sitten lähdin tutkimaan ja keräsin kulutusdatan viimeiseltä kolmelta vuodelta (2018 tupa hieman kylmempi kun ei emäntää ollut  ) ja laskeskelin sen pohjalta sitten mitä tuollaisilla putkilla saisi lämpöä aikaan suhteessa lämmitystarpeeseen ja kun otetaan huomioon että milloin sitä lämpöä sitten myös tarvitaan. Tässä liitteenä tuloksia arvioinnista, muu data Ilmatieteenlaitoksen uusista 2020 testivuosista. Näyttäisi siltä karkeasti ottaen että tuottavuudessa ei ole eroa ja ylituotantoa (ylikuumentumisen minimoimiseksi) on vähemmän. Joten taidan pistää putket pystyyn niin ei tarvitse olla lumia harjailemassa. Laiska kun olen! 

Jos tulee mieleen jotakin mitä voisi parantaa niin kaikki palaute tervetullutta.

Edit: Mietin tuota putkien taustan saamaa säteilyä ja laskin sittenkin tuosta Ilmatieteenlaitoksen testivuosista pohjoisen kertoimilla tuon taustan enkä vaakapinnan hajasäteilystä kuten ensimmäinen versio.

Lukemat:


Kuvaajat:

[sailor]

Käyttäisin sähköpaneeleille tarkoitettua ilmaissivua, siellä pystyy leikittelemään eri kulmilla: https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/#PVP

Näyttää JKL:n alueella olevan 42 astetta optimikulma, jolla saadaan maksimituotto vuodessa 177 asteen suunatuksella.

Nyt pitäisi tietää kohteesta paljon enemmän jotta voisi esittää asian tiimoilta huomioita.

[Cromfel]

Kiitos Sailor linkistä! Pitääpäs katsoa miten tuo näyttää 

Jatkoin nyt lämmitysjärjestelmän laskeskelua ja lisäsin aurinkokeräimen rinnalle Jäspi Basic Nordic 12 vesi-ilma pumpun. Ajatuksena oli että kaikki "heavy lifting" putoaa Jäspin harteille, selkärankana siis lämmitykselle. Jäspi nyt suunnitelmissa niin että -20 asteessa vastuu siirtyy puhtaasti sähkövastuksille ettei tarttee pumppua rääkätä tulipalopakkasilla. Laskin kaikille referenssivuosille lämpötilojen tuntiarvoista COP mitä jokaisella yksittäisellä tunnilla missä Jäspi olisi voinut olla käynnissä ja lisäksi valmistajan speksien mukaisesti mikä kwh pumppu olisi kullakin pakkastunnilla tuottanut. Siitä sitten otin riskiarviona (Worst Case Performance) sen että mitä minimissään jäspi olisi tuottanut, eli millaisen taakan se olisi vähintään kyennyt kantamaan oli pakkanen mikä tahansa pahimmillaan kunkin testivuoden kuukausista (2018, 2019 ja 2020).

Hyvin näyttäisi "nuolevan" Jäspin kantokyky tuota talven energiatarvetta mitä talvikuukausina on. Eli pumppu ei tukehdu taakan alla vaikkei sähkövastuksille napsahtaisikaan missään vaiheessa. Lisäsin vielä laskelmaan arvion "menetetyistä" kwh mitkä sitten rakkaalla sähköllä poruutettaisiin aina kun pakkaset menee -20 alle. Arvio näyttää siltä että keskimäärin 20-30€ edestä menee ylimääräistä sähköä vuodessa noihin tukilämmityksiin jos haluaa pumppua säästää. Havainto ehkä pääasiassa että käytännössä kovia pakkastunteja (-20 tai alle) on todella vähän vuoden aikana, ei pelota enään tuokaan kun numeroita katselee. Luulen että kohtuu OK vuositasolla investointi 30€ noinkin kalliilla pumpulla jättää raastamatta ja antaa olla suoralla sähköllä jos pakkanen kirraa -20 tai alle?



Ehkä suurin yllätys oli kuinka törkeä ylituotto pumpulla on muina aikoina. Eli olisiko niin että hybridi järjestelmä olisi paras missä taakka ei olisi pumpun harteilla vaan vaikka suoralla sähköllä aina tuettaisiin huomattavasti pienempää pumppua kun kapasiteetti tukehtuu? Pitäisi varmaan vähän heijastaa varaajakokoon ja käyntijaksoihin että millaisia pakkasjaksoja on, että kuinka kauan pumppu pitää viheltää että varaaja on ladattu että saa taukoa pitää. Voihan sitä tuotakin jossakin kohtaa koittaa laskeskella.

[Roori]

Hyvin olet paneutunut laskelmia värkkäämään...
Isot on tuotto-odotukset Kärkkäisen putkille, vaikka ei niistä itsellä mitään tietoo ookkaa, 9m2 onko tuo "saantopinta-ala"...jos on niin puoleen (oliko tuolla luokkaa 8000kWh/a) voisit tipauttaa hihavakiolla arvioiden? 
Missäpäin nuo nyt ensinnäkin ollaan, äkkiseltään huomannu?

VILP ja Aurinko siinä mielessä huono combo kun ne on parhaimmillaan samaan aikaan eli kesällä, ainakaan kesällä ei ole sitten puutetta energiasta, maalämpö paljon paremmin osuva kaveri auringon kanssa, taisi olla uudehko talo eli MLP painelis keskitalvellakin kait 4-5 copilla.

[virtuaaliharri]

Näyttäisi noitten käppyröitten mukaan pystyasennuksen edut olevan kovin teoreettisia eli sijoittuvan ajalle, jolloin watteja on ylipäätään tarjolla vähän. Lämmityskauden jatkamiseksi päistään pitäisi auringonsäteilyä saada vangittua enemmän, ehkäpä edestä peilaavalla katon päällysteellä ja takaa joko tyhjiöputkien kanssa samansuuntaisesti asennetulla peilillä (ei hyödyntäisi hajasäteilyä) tai sitten sen verran kaatoon asennetuilla että nappaisivat hajasäteilyäkin putkien lomitse tulevan paisteen ohella. Toinen mahdollisuus olisi rakentaa keräimen taakse huomattavasti korkeampi kaareva heijastin, jonka "polttopisteessä" keräinputkien takaosa sijaitsisi. Siis kaarevuus siten, että heijastimen yläosa kaartaisi keräimen yläpuolelle varjostamaan kesäaikaan ja siten suojaamaan keräintä ylikuumenemiselta. Suurin haaste näissä virityksissä taitaa olla estetiikan puolella.

[Cromfel]

Hyvin olet paneutunut laskelmia värkkäämään...
Isot on tuotto-odotukset Kärkkäisen putkille, vaikka ei niistä itsellä mitään tietoo ookkaa, 9m2 onko tuo "saantopinta-ala"...jos on niin puoleen (oliko tuolla luokkaa 8000kWh/a) voisit tipauttaa hihavakiolla arvioiden? 
Missäpäin nuo nyt ensinnäkin ollaan, äkkiseltään huomannu?

VILP ja Aurinko siinä mielessä huono combo kun ne on parhaimmillaan samaan aikaan eli kesällä, ainakaan kesällä ei ole sitten puutetta energiasta, maalämpö paljon paremmin osuva kaveri auringon kanssa, taisi olla uudehko talo eli MLP painelis keskitalvellakin kait 4-5 copilla.

Kyllä, täysin samaa mieltä! Varsinainen tuotto luultavasti eri luokkaa, kertoimenhan tuohon voi helposti laittaa kalibrointiin niin ei tuotto-odotukset ole väärät. Ehkä hyödyllisintä tuo suhteellinen arvio missä ja mitenpäin tirisee jos satttuu tirisemään.

Totta myös turiset että Auringon ja Vilpin yhdistämisessä ei synergiat kohtaa parhaalla tavalla. Tuo aurinkokeräin on henkilökohtainen tutkimusmatka ja itseopiskelun aihe. En niinkään odota että keräimestä alkaa euroja ropisemaan ja sillä rikastumaan. MLP ois ollut optimaalisempi jos taloudellisesti ajattelee mutta käytännön syistä en pystynyt sellaista toteuttamaan niin mennään nyt näillä.

[Cromfel]

Näyttäisi noitten käppyröitten mukaan pystyasennuksen edut olevan kovin teoreettisia eli sijoittuvan ajalle, jolloin watteja on ylipäätään tarjolla vähän. Lämmityskauden jatkamiseksi päistään pitäisi auringonsäteilyä saada vangittua enemmän, ehkäpä edestä peilaavalla katon päällysteellä ja takaa joko tyhjiöputkien kanssa samansuuntaisesti asennetulla peilillä (ei hyödyntäisi hajasäteilyä) tai sitten sen verran kaatoon asennetuilla että nappaisivat hajasäteilyäkin putkien lomitse tulevan paisteen ohella. Toinen mahdollisuus olisi rakentaa keräimen taakse huomattavasti korkeampi kaareva heijastin, jonka "polttopisteessä" keräinputkien takaosa sijaitsisi. Siis kaarevuus siten, että heijastimen yläosa kaartaisi keräimen yläpuolelle varjostamaan kesäaikaan ja siten suojaamaan keräintä ylikuumenemiselta. Suurin haaste näissä virityksissä taitaa olla estetiikan puolella.

Hyviä ajatuksia! Hyvä olisi jos tuollaisia heijastuksia voisi ottaa jo huomioon esim. uuden rakennuksen suunnittelussa jos sen voisi vielä porakaivon kanssa yhdistää että saisi kesän ylituotannon johonkin talteen.

Pitäisi melkein tarkistaa ilmatieteenlaitokselta että onko montaa päivää vuodessa missä kovat pakkaset tammi/helmi paikkeilla jolloin pumppu alkaa tukehtua mutta aurinko kuitenkin paistaa. Josko sieltä saisi muutaman watin tupaan "hyvällä hetkellä". Kaikkinensa aurinkokeräinten takaisinmaksu näyttäisi olevan 3v ja jos 5-6v jos oikein huonolla teholla laskee (kun oli niin halpoja nuo keräimet ostaessa). Vilpin rinnalle laitto toki syö tuota takaisinmaksua kun niin halpaa lystiä puristaa ilmasta energiaa tupaan. Oikeastaan olin todella positiivisesti yllättynyt kuinka hyvältä vilpin teoreettiset arvot näyttää. Odotin hieman huonompia arvioita. Siihen sitten voi heittää omat varmuuskertoimet että mitä se tuotto todellisuudessa tulee olemaan. Kuitenkin huomattavasti valoisampi tuo arvio mitä edes odotin. 

Joka tapauksessa mielenkiintoista tämä lämpöpolitiikka! 

[Cromfel]

Laajensin tuota analyysiä vilpin suhteen:

Testidata 2018:


Testidata 2019:


Testidata 2020:

[Cromfel]

Asennuksia

[Cromfel]

Näköjään tutkijatkin alkaneet tätä ihmettelemään par vuotta myöhemmin:

https://rakennusmaailma.fi/lehti/10-2022/kaksipuoliset-aurinkopaneelit-antavat-tehoa-aamuin-illoin/