Sähköverkosta irrallisen kesäasunnon akustomahdollisuudet
Lotila, Tomi (2021)
2021
Tekniikan ja luonnontieteiden kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Engineering and Natural Sciences
Informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunta - Faculty of Information Technology and Communication Sciences
This publication is copyrighted. Only for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2021-09-22
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202109227195
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202109227195
Tiivistelmä
Tässä kandidaatintyössä tutkittiin lyijy- ja litiumioniakkujen toimintaa sähköverkosta irrallisen kesäasunnon yhteydessä. Työn aihe on valittu oman kesäasunnon akuston tarpeellisuuden takia sekä koska eri akkutyyppien soveltuvuudesta kesäasunnon tarpeisiin on paljon erimielisyyttä akustojen omistajien kesken. Aurinkoenergia valittiin energialähteeksi hiljaisen toiminnan helpon asennuksen takia.
Työ koostuu kolmesta osasta. Ensimmäisessä osassa tutkittiin aurinkosähkö tuotteisen akustopohjaisen kiinteistön toimintaa ja esiteltiin siihen liittyvät sähkölaitteet. Tarvittavat sähkölaitteet ovat aurinkopaneeli, akuston latausohjain, akuston kennot, akuston hallintajärjestelmä sekä vaihtosuuntaaja. Aurinkopaneelit tuottavat tehon auringon säteilyvoimakkuuden mukaan. Akuston turvalliseen lataukseen ja purkaukseen tarvitaan latausohjain sekä akuston hallintajärjestelmä. Akuston tasavirta muutetaan vaihtovirraksi vaihtosuuntaajan avulla.
Toisessa osassa tutkitaan lyijyakkujen toimintaa. Lyijyakut voidaan jakaa kahteen päälinjaan: avoimiin ja suljettuihin. Avoimmet lyijyakut vaativat veden lisäystä elektrolyyttiin, joka rajoittaa niitten käytettävyyttä. Suljetut lyijyakut eivät vaadi huoltotoimenpiteitä ja ovat ottaneet markkinaosuutta avoimilta lyijyakuilta, kuten ajoneuvon käynnistysakkuna.
Kolmannessa luvussa käsitellään litiumioniakkujen toiminnallisuutta sekä vertaillaan kolmea eri katodimateriaalia. Litiumionikennojen katodimateriaaleilla on suurivaikutus energiatiheyteen, valmistuskustannuksiin sekä paloturvallisuuteen. Litium-rautafosfaatti on kolmesta käytetyimmistä katodimateriaaleista paloturvallisin ja pitkäikäisin.
Työ koostuu kolmesta osasta. Ensimmäisessä osassa tutkittiin aurinkosähkö tuotteisen akustopohjaisen kiinteistön toimintaa ja esiteltiin siihen liittyvät sähkölaitteet. Tarvittavat sähkölaitteet ovat aurinkopaneeli, akuston latausohjain, akuston kennot, akuston hallintajärjestelmä sekä vaihtosuuntaaja. Aurinkopaneelit tuottavat tehon auringon säteilyvoimakkuuden mukaan. Akuston turvalliseen lataukseen ja purkaukseen tarvitaan latausohjain sekä akuston hallintajärjestelmä. Akuston tasavirta muutetaan vaihtovirraksi vaihtosuuntaajan avulla.
Toisessa osassa tutkitaan lyijyakkujen toimintaa. Lyijyakut voidaan jakaa kahteen päälinjaan: avoimiin ja suljettuihin. Avoimmet lyijyakut vaativat veden lisäystä elektrolyyttiin, joka rajoittaa niitten käytettävyyttä. Suljetut lyijyakut eivät vaadi huoltotoimenpiteitä ja ovat ottaneet markkinaosuutta avoimilta lyijyakuilta, kuten ajoneuvon käynnistysakkuna.
Kolmannessa luvussa käsitellään litiumioniakkujen toiminnallisuutta sekä vertaillaan kolmea eri katodimateriaalia. Litiumionikennojen katodimateriaaleilla on suurivaikutus energiatiheyteen, valmistuskustannuksiin sekä paloturvallisuuteen. Litium-rautafosfaatti on kolmesta käytetyimmistä katodimateriaaleista paloturvallisin ja pitkäikäisin.