32
Viimsi Keskkool Maris Alev PÄIKESEPATAREI HYNDAI MONO-CRYSTALLINE TYPE HIS-S260MG TÖÖGA TUTVUMINE, REAALSE KASUTAMISE NÄITEL Uurimistöö Juhendaja: Ingrid Rõigas Viimsi 2015

Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

Viimsi Keskkool

Maris Alev

PÄIKESEPATAREI HYNDAI MONO-CRYSTALLINE TYPE HIS-S260MG

TÖÖGA TUTVUMINE, REAALSE KASUTAMISE NÄITEL

Uurimistöö

Juhendaja: Ingrid Rõigas

Viimsi 2015

Page 2: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

2

SISUKORD

SÕNASELETUS ........................................................................................................................ 3

SISSEJUHATUS ........................................................................................................................ 4

1. ÜLEVAADE POOLJUHTIDEST....................................................................................... 6

1.1 Pooljuhid ...................................................................................................................... 6

1.2 Tähtsamad sündmused mis on viinud päikesepatarei loomiseni ................................. 8

2. PÄIKESEPANEELID ....................................................................................................... 10

2.1 Päikesepaneelide tööpõhimõte ................................................................................... 10

2.2 Päikeseelekter Eestis .................................................................................................. 11

3. PÄIKESPANEELI MONO-CRYSTALLINE TYPE HIS-S260MG ANDMED KAARNA

TEE 56, TALLINN .................................................................................................................. 13

4. ANDMEANALÜÜS ......................................................................................................... 17

4.1 Statistika ......................................................................................................................... 17

4.2 Andmete analüüs ............................................................................................................ 18

KOKKUVÕTE ......................................................................................................................... 23

RESÜMEE ............................................................................................................................... 25

SUMMARY ............................................................................................................................. 26

KASUTATUD ALLIKAD ....................................................................................................... 27

LISAD ...................................................................................................................................... 30

Lisa 1. Teadlased .................................................................................................................. 30

Page 3: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

3

SÕNASELETUS

Aktseptor - elektrone loovutav lisand.

Alternatiivenergia - energeetilised ressursid, mida on võimalik kasutada fossiilsete kütuste

ja tuumaenergia asemel süsinikuringet häirimata ja radioktiivseid jäätmeid tekitamata.

Doonor- elektrone loovutav lisand.

Emitter - vabade laengukandjate emiteeria ehk vabastaja - vool algab sealt.

Fossiilsed kütused - orgaaniline kütteaine, päritolult settekivim, millesse on ladestunud

biosfääri aineringest väljunud süsinikuühendid.

Fotoelement - valguse fotoelektriline muundur.

Inverter- ehk vaheldi on elektriseade, mis muundab päikesepaneelide tekitatud alalisvoolu

sümmeetriliseks ühefaasiliseks vahelduvvooluks ja suunavad selle üldkasutatavasse

põhitoitesse.

Kollektor - transistori teine välimine kiht, voolu koguv osa.

Legeerimine - lisandite viimine pooljuhti juhtivuse suurendamiseks.

n-pooljuht - elektronjuhtivusega pooljuht, mis on saadud lisandi lisamisel, millel on üks

väliskihi elektron rohkem kui põhiaine aatomeil.

Omajuhtivus - puhastes pooljuhtides tekkivale elektrijuhtivusele iseloomulik tunnus -

auke ja üleliigseid elektrone on ühepalju.

p-pooljuht - aukjuhtivusega pooljuht, mis on saadud lisandi lisamisel millel, on üks

väliskihi elektron vähem kui põhiaine aatomeil.

Pn-siire - n- ja p- pooljuhi sulandatud plaadikeste ühinemiskiht.

Transistor - pooljuhtseadis elektriahelate lülitamiseks ja elektrisignaalide

võimendamiseks.

PV- (ingl k photovoltaic) valguse toimel tekkinud elektronide liikumine.

PV-elekter – fotoelekter.

Saldeerimine - iga tunni üldvõrku müüdud elektrienergia kogusest lahutatakse samal

tunnil üldvõrgust ostetud elektrienergia kogus.

Valguse intensiivsus - kiiritustihedus iseloomustab ajaühikus pinnaühikut läbivat energiat

ühikutes (J/(m²s) või W/m²)

Page 4: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

4

SISSEJUHATUS

Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus

energiale üha kasvab ning tänu suurele tarbimisele, ähvardab inimkonda oht reostada ja

laastata enda koduplaneeti. Juba seisavad inimesed silmitsi tõega, et varsti ei suudeta enam

maapõuest naftat pumbata, sest oleme jõudnud faktini, et see asub liiga sügaval ja on meile

kättesaamatu. On olemas ka muid fossiilseid kütuseid, kuid need ei ole nii tasuvad kui on

nafta. Muidugi on veel olemas tuumaenergia, mida on võimalik toota vähesest palju, aga

sellega kaasnev radioaktiivsus on letaalne. Seetõttu on teadlased juba pikemat aega otsinud

loodussõbralikumat viisi energia saamiseks, otsitakse fossiilsete kütuste ja tuumaenergiale

asendusviise - alternatiivenergiat. Nendeks energiaviisideks võib lugeda päikese-, tuule-,

hüdro- ja bioenergiat, kuid kaudselt või otseselt on nad seotud ikka päikesega.

Päikeseenergia on üks viis kuidas saada ökonoomsemalt energiat. Eestis ja ka mujal maailmas

kasutatakse päikeseenergiat juba ka igapäevaselt kodudes, lisaks on neid lihtsam paigaldada,

võrreldes hüdrojaamade või tuulegeneraatoritega ja elektritootmisel ei eralda see pidevalt

süsihappegaasi, mida teevad fossiilsed kütused. Mürasaastet nende töö tegevusel ei teki.

Samuti asuvad paneelid tarbijale lähedal, mis tõttu ei teki erilisi elektritranspordi kadusid.

Teema valikul lähtus autor selle aktuaalsusest ja teistest sarnastest töödest, nagu 2014. aastal

Viimsi Keskkoolis kaitstud Henry Härma uurimistöö „Alternatiivenergia

rakendamisvõimalused Viimsis“ ja sel aastal Tallinna Reaalkoolis kaitstud Helen Sepmani

uurimistöö „Päikesepaneelide elektrilised mõõtmised“.

Uurimistöö eesmärgiks on uurida kuidas Hyndai Mono-cristalline Type HiS260MG töö sõltub

päikesepaistelistest tundidest kuus, kas esineb korrelatsioon ja kui palju saab seda usaldada.

Autori hüpotees on, et sõltuvus päikesepaneeli Hyndai Mono-cristalline Type HiS260MG ja

päikesepaisteliste tundide arv on seoses, kuid Eestis ei ole see kiire kasumlikusega. Töö huvi

on koostöös ettevõtte OÜ Solar4you-ga.

Uurimistöö koosneb teoreetilisest ja praktilisest osast. Teoreetilises osas kirjeldatakse

pooljuhte, nende tööpõhimõtet, päikesepaneelide ajalugu ja päikesepaneele Eestis. Praktilises

Page 5: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

5

osas uuritakse, koostööd tehes OÜ Solar4you-ga, saadud andmeid, kuidas sõltub ühe kindla

päikesepaneeli mudeli töö päikesepaistelistest tundidest kuus. Uurimistöö on kvantitatiivne.

Autor tänab OÜ Solar4you-d ja selle firma juhatuse liiget Aivar Ristit, kes oli nõus jagama

enda kogutud andmeid ja vastama autori küsimustele, ning juhendajat Ingrid Rõigast, kes

aitas nii praktilise kui ka teoreetilies osa ülesehitusega.

Page 6: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

6

1. ÜLEVAADE POOLJUHTIDEST

1.1 Pooljuhid

Pooljuht on aine või element, mille elektrijuhtivus on halvem kui elektrijuhil ja parem kui

dielektrikul. Pooljuhid on enamasti kristallstruktuuriga ained, nende aatomid või molekulid

paiknevad kindla korra kohaselt, moodustades kristallivõre. Pooljuhtide laengukandjad ei ole

vabad, kuid neid õnnestub kergesti vabadeks muuta kuumutamise, peale langeva valguse

suurendamise ja lisandite sisseviimisega. Seetõttu on nad on tundlikud välismõjude suhtes.

Neile on iseloomulik elektrijuhtivuse järsk suurenemine temperatuuri kasvades, samuti

võõraine aatomite mõjul. Tuntumad pooljuhid on räni, germaanium, seleen, telluur, arseen,

fosfor. [1],

Joonis 1. Räni aatomi kovalentsidemed (a) ja kristallivõre lihtsustatud, tasapinnaline kujutis (b). [1]

Pooljuhtide omajuhtivus on üldiselt väike, nii, et puhtalt pooljuhid on juhtivuselt lähedasemad

rohkem isolaatoritele, kui juhtidele. Pooljuht materjalide kasutamiseks on aga vaja suuremat

juhtivust. Juhtivust on võimalik oluliselt suurendada, lisandite viimisega pooljuhti -

legeerimisega. Seejuures tuleb neid lisandeid viia sinna sedavõrd vähesel määral, et säiliks

põhiaine kristallstruktuur. Sobivad lisandid on kas viie- või kolmevalentsed ained.

Viievalentseid aineid nimetatakse doonoriteks, kolmevalentseid aga aktseptoriteks. Viies

ainesse doonorlisandi jääb üks elektron struktuurist üle, see tähendab ta ei ole seotud

kristallvõrega. Seetõttu võib ta väga kergesti muutuda juhtivuselektroniks. Viievalentsetega

pooljuhte nimetatakse n – pooljuhtideks ehk ka elektronjuhtivusega pooljuhtideks (Joonis 1).

Page 7: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

7

Kolmevalentsete lisandite puhul jääb kristall võres üks elektron puudu, st tekib üks

vabaelektroni pesa. See võib kergesti täituda mõne kõrval aatomi elektroniga ning ainesse

tekib juhtivust põhjustav auk. Aktseptorilisanditega pooljuhtmaterjali nimetatakse p-

pooljuhiks (Joonis 2). Kui omajuhtivus madalatel temperatuuridel on väga väike, siis

lisandjuhtivus on ka madaltemperatuuridel olemas. Lisandjuhtivus ei sõltu praktiliselt

temperatuurist, olles omajuhtivusest märksa suurem. [2]

Joonis 2. Viievalentse (a) ja kolmevalentse (b) lisandaine aatom pooljuhi kristallivõres. [1]

Temperatuuri kasvades kasvab ka pooljuhtide energia ning mõned suurema kiiruse

omandanud elektronid võivad oma kohalt kristallstruktuuris lahkuda. Lahkunud elektron ei

ole seotud enam kristallstruktuuriga ning ta hakkab liikuma aines elektrivälja mõjul,

muutudes laengukandjaks ehk voolupõhjustajaks. Lahkunud elektroni kohale jääb struktuuris

vaba koht ja aatom omandab positiivse laengu. Seda vaba kohta võib vaadelda positiivse

laengu kandjana, sest ta võib täituda mõne kõrval aatomi elektroniga (ta käitub vastupidiselt

elektronile). Puhastes pooljuhtides tekkivale elektrijuhtivusele on iseloomulik, et alati tekib

pooljuhis elektrone ja auke ühepalju. Kirjeldatud juhtivust nimetatakse pooljuhi

omajuhtivuseks. Omajuhtivusele on iseloomulik väga tugev temperatuuri sõltuvus. Sest mida

kõrgem on aine temperatuur, seda suurem on elektronide kiirus ja seda rohkem tekib

elektrone ja auke. (Omajuhtivuse temperatuurisõltuvus on eksponentsiaalne nii, et iga 10

kraadi temperatuuri tõusuga suureneb juhtivus 2 korda). [2]

Page 8: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

8

1.2 Tähtsamad sündmused mis on viinud päikesepatarei loomiseni

Inimesed on päikese energiat kasutanud enda tarbeks juba pikemat aega. Päikesepaneel on üks

mitmest viisist kuidas päikesest energiat saada. Nende valmisele ja täiustamisele on kaasa

aidanud paljud teadlased. Siin on loetelu mõndadest tähtsamatest, silmapaistvamatest ja

huvitavamatest teadlastest ning nende saavutustest:

Päikeseenergiat on inimtegevuse tarbeks muundatud juba sadu aastaid. Aastal 1767

tahtis Šveitsi teadlane Horace-Benedict de Saussure (Lisa 1, Joonis 1) teha kindlaks,

kui efektiivselt suudab klaas koguda päikeseenergiat. Selleks ehitas ta isoleeritud

kolme kihiga klaaskaanega kasti (ahju), mille põhi oli musta värvi, kuhu ta asetas

puuviljad (Joonis 3). Ta avastas, et välimine kasti kiht oli kõige madalama ja sisemine

kõige soojema temperatuuriga. Sisemise kihi temperatuuriks mõõdeti umbes 230°F

(110°C). Seevastu oli de Saussure ebakindel, kuidas päike soojendas klaasist kasti.

Tänapäeval osatakse paremini selgitada, mis juhtus tema klaaskastis. Päikesekiirte

tungimisel läbi klaasi kihtide neeldus see tumedal pinnal, selle protsessi käigus

muundus valgusenergia soojusenergiaks. Palju sellest soojusest vabanes kasti sooja

õhuna ja soojuskiirgusena. Puhtal klaasil on omadus lasta läbi päikesekiirgust, kuid

mitte soojuskiirgust. Sellepärast kulus energia kastisoleva õhu soojendamiseks. [ 3; 4;

5]

Joonis 3. Kunstniku nägemus de Saussure täjendatud kastist. [3]

Page 9: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

9

1839. aastal lõi Alexandre-Edmond Becquerel (Lisa 1, Joonis 2) maailma esimese

fotoelemendi. Asetades kaks elektroodi elektrolüüti ja jättes need valguse kätte, nii

avastast ta elektrivoolu tekke. [5; 6; 7]

Esimese töötava fotoelemendi konstrueeris ameeriklane Charles Fritts (Lisa 1, Joonis

3) 1883. aastal, kasutades seleeni pooljuht-metallina ning kattes selle kullakihiga. [5;

8; 9]

Aastal 1905 avaldas sakslasest füüsikateoreetik Albert Einstein (Lisa 1, Joonis 4)

tulemused fotoelektrilise efekti olemusest, mille eest sai ta ka 1921. aastal Nobeli

füüsikapreemia. [5; 10; 11]

Fotoelektrilise efekti olemasolu tõestas 1916. aastal Robert Millikan (Lisa 1, Joonis 5).

[5; 10]

1940. aastal avastas Russell Ohl pn-siirde ja patendeeris selle 1946. aastal (Lisa 1,

Joonis 6). [5; 11; 12]

Need on ühed tähtsamad ja märkimisväärsemad sündmused mis on aidanud kaasa

päikesepaneelide tehnoloogia arengule ja valmimisele.

Page 10: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

10

2. PÄIKESEPANEELID

2.1 Päikesepaneelide tööpõhimõte

Päikesepatarei koosneb paljudest väiksematest elementidest ehk akudest ehk cellidest, mis on

omavahel ühendatud kas jadamisi või rööbiti, sõltuvalt voolu tugevuse suuruse soovist. Iga

üksik aku koosneb p- ja n-tüüpi pooljuhtmaterjali kihist (Joonis 4). Mõlemad kihid koosnevad

ränitüüpi päikesepatarei korral puhastatud ränist, mis lisandite abil on muudetud, kas p- või n-

tüüpi pooljuhiks. Pooljuhid juhivad elektrit lisandite abil paremini, kui puhta ainena.

(Ränitransistore paneb lülititena töötama see, et elektronid ei voola p-tüüpi ränist n-tüüpi

ränisse. [13; 14]

Joonis 4. Päikesepaneeli ühe aku läbilõige. [15]

N-p-n-transistoril on p-tüüpi räni kiht kahe n-tüüpi kihi vahel. Elektronid ei pääse ühest

väliskihist teise (väliskihte nimetatakse emitteriks ja kollektoriteks), sest nad peaksid siis

liikuma aukjuhtivast ränist elektronjuhtivasse ränisse. [13; 14]

Kui aga elektronidega toita keskmist kihti ehk baasi, siis täidavad nad selles kihis olevad

augud ja vool võib liikuda emitterist kollektorisse. [13; 14]

Page 11: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

11

n – tüüpi pooljuhiks on enamasti booriga legeeritud räni.

p – tüüpi pooljuhiks on enamasti fosforiga legeeritud räni. [13; 14]

Päikesepatarei kaetud peegeldamisvastase kihiga, et suurendada selle efektiivsust. Valguse

toimel pannakse pealmises pooljuhis selle laengukandjad liikuma, kuna päikesekiirguse

energia on piisavalt tugev, et lüüa üksikud laengukandjad neid kinni hoidvast tuumast lahti. Et

p-n ülemineku abil on määratud voolu ainus võimalik liikumissuund, hakkavadki laengud

selles suunas liikuma. Lisaks on mõlemad pooljuhid ühendatud omavahel väliste juhtmete

abil, mis tekitabki kinnise vooluringi ning võimaldab meil sellest voolust kasu saada. [13; 14]

2.2 Päikeseelekter Eestis

Esimene tõsiselt arvestatav PV-elektri kasutaja Eestis oli Veeteede Amet, mis varustas 1990.

aastate lõpus PV-paneelidega meremärke ja tuletorne. Laiem kasutamine algas 2000. aastate

teisel poolel, põhiliselt just elektriühenduseta majapidamistes, kui vastava tehnoloogia hinnad

olid muutunud kättesaadavaks. [16]

Lõuna-Eestise Sõmerpalu valda Kurenurme külla ehitati Eesti esimene ja suurim päikesepark.

Töö tellija ja teostaja oli Energy Smart OÜ. Rajatis läks maksma ligikaudu 450 000 eurot, mis

on umbes 6,2 miljonit Eesti krooni. Ehitusluba anti päikesepargi rajamiseks välja 2010 aasta

lõpus ja selle ehitus lõpetati 2013 aasta septembris. Plaanide kohaselt peaks park olema kuni

100 kW võimsusega ja paiknema kolmel-neljal hektaril. Päikesepark ei ole alates valmimisest

kaks aastat tagasi elektrivõrku ühendunud, kirjutab Postimees 2015. aasta jaanuaris. Viido

Polikarpus, päikesepargi projekti algataja, ütles Postimehele intervjuud andes, et Elektrilevi ei

ole huvitatud päikeseenergeetika massilisest tootmisest. 2015 aasta aprillis teatas Võrumaa

Teataja, et päikesepark hakkas lõpuks tööle. [16; 17; 18; 19; 20]

Eestis on päikesepatareisid ja päikeseenergia saamise viise uuritud juba mitu aasta kümnendit.

Tallinna Tehnikaülikool on selles valdkonnas teinud uurimisi juba üpris pikka aega, eriti on

süvenetud Cu2ZnSnSe4 monotera pulbrite ja membraansete päikesepatareide tööstuslike

lahenduste väljatöötamisele. Pulbrilise materjali ehk monoterapulbri iga üksik tera on väike

monokristall, millest igaüks moodustab suures paneelis üliõhukese puhverkihiga kaetuna

omaette fotoelemendi (miniatuurse päikesepatarei). Säärase pulbri valmistamiseks ei kasutata

Page 12: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

12

kallist vaakumsadestustehnoloogiat, mis on vajalik teiste päikesepatareide valmistamise

tehnoloogiate puhul ja mis mängib olulist rolli hinna kujunemisel. Lisaks on loodav

tehnoloogia keskkonnasõbralikum: pulber sünnib sellistest elementidest nagu vask, tsink, tina

ja seleen, mida leidub maakoores külluslikult ja mis on hästi kättesaadavad. [21; 22]

2013. aastal tehti Tallinna Tehnikaülikooli Materjalideaduse instituudis katsetused Hyundai

S240MG(BK) ja EMMVEE M60PBEB50BS4 päikesepaneelidega:

Tellija: Solar4you OÜ

Teostaja: Materjaliteaduse instituut, Tallinna Tehnikaülikool

Teostatud: 30.jaanuar –14.juuni 2013

Aruande koostaja: Andri Jagomägi, PhD

Kuupäev: 14.juuni 2013 [23]

Töö eesmärk oli ettevõtte poolt tarnitud 4 päikesepaneeli väljundparameetrite kontroll ning

tulemuste modelleerimine. Esimene eesmärk oli kontrollida tootja poolt antud paneelide

parameetrite vastavust tegelikkusele. Teine eesmärk oli koostada arvutusmudel, mille abil

saaks ettevõte arvutada nende paneelide baasil tehtud päikeseelektri süsteemi tootlikkust Eesti

tingimustes mistahes installatsiooninurga korral. Esimesele eesmärgile leiti lahendus, et

tootjate poolt antud paneelide parameetrid on üsna täpsed ning teine eesmärk suudeti ka täita

edukalt. [23]

Tööd saab lähemalt vaadata: http://etdocz.com/doc/21757/hyundai-s240mg-bk--ja-emmvee-

m60pbeb50bs4-pa

Page 13: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

13

3. PÄIKESPANEELI MONO-CRYSTALLINE TYPE HIS-

S260MG ANDMED KAARNA TEE 56, TALLINN

Viimasel ajal on väga aktuaalne alternatiivenergia teema. Oma tutvusringkonnas olen kuulnud

palju positiivset suhtumist päikesepaneelide tehnoloogiasse. Sellest positiivsest suhtumisest ja

mõttest kinni haaratuna on inimesed hakanud endale soetama päikesepaneele ja

tuulegeneraatoreid. Samas on päikesepaneelide umber suur sumin, inimeste jutt ja suhtumine

nendesse on erinev sõltuvaltt meie geograafilisest asukohast. Seetõttu tekkis ka minul suurem

huvi ja teadmistejanu nende vastu, seega otsustasin uurida päikesepaneelide kohta.

Eesti asub geograafilises mõttes, suhteliselt suurtel laiuskraadidel. Suvel on päevad pikad ja

päike käib kõrgelt, talvepäevad on aga lühikesed ja madalalt käiv päike ei soojenda maapinda

palju (Joonised 5-7). Seetõttu on aastas saadav päikesekiirguse hulk kõikuv. Mistõttu muudab

päikesepaneelide kasutamise Eestis keerulisemaks kui vahemeremaades.

Joonis 5. Päikesekiirguse hulk sõltuvalt Maa kaldenurgast. [24]

Page 14: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

14

Joonis 6. Euroopale langev päikeseenergia hulk (kWh) ruutmeetri kohta. [25]

Joonis 7. Päikesepaiste kestuse aastasummade keskmine jaotus Eesti territooriumil [26]

Juhendajaga uurides jõudsime välja firma OÜ Solar4you (www.solar4you.ee) juhatuse liikme

Aivar Ristini, kes oli vastutulelik ja nõustus meiega koostööd tegema. Ta ise omab

päikesepaneele ja on järjepidevalt andmeid kogunud nende tegevuse kohta, seetõttu

avaldasime juhendajaga soovi üle vaadata tema kodus paigaldatud süsteemi ja koguda

andmeid (Joonis 8). Aivar Rist oli lahkesti nõus ja lubas meid oma koju. Firmal on koostöö ka

Page 15: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

15

Tallinna Tehnikaülikooli (TTÜ) Keemia ja materjalitehnoloogia teaduskonna teaduri Andri

Jagomägiga, PhD, kes tegi firma tellimusel tööriista, millega saab prognoosida klientidele

tootlikust, olles eelnevalt sisestanud päikesepaneelide kaldenurga ja suuna lõuna suhtes.

Joonis 8. Kaarna 56 inverter [foto tehtud Aivar Risti poolt tema kodus]

Aivar Rist oli nõus vastama mõnele minu küsimusele seoses päikesepaneelidega. Vestlus nägi

välja alljärgnev.

Kas Eestis tasub päikesepaneelide ostmine ära?

Vastus: Arvan, et praeguse elektrihinna juures tasuvad päikesepaneelid 12 aasta pärast ennast

ära, kui elektri hind kallineb, siis juba varem.

Milliste paneelide ostmine tasub ära?

Vastus: Kindlasti tasub ära garantiiga paneelide ostmine, mille olemasolu võib uskuda. Meie,

OÜ Solar4you, soovitame Hyundai paneele, millele pakub Hyundai Heavy Industries CO.,

LTD tehasegarantiid 25 aastat tootlikkuse vähenemisele 80%, mitte kahtlase väärtusega

Šveitsi panga garantiid - mida pakuvad kõik Hiina valmistajad.

Mis peaks olema päikesepaneelide eesmärk, et nende kasutamine oleks kõige

optimaalsem?

Vastus: Kõige suurem kasu tekib päikesepaneelidega elektrit tootes, kui suudetakse

isetoodetud elekter ise ka kasulikult ära kasutada. Kaubanduskeskused jahutavad ju suvel oma

ruume, külmalette jpm. Miks mitte ka koduses majapidamises pesta pesu, nõusid ja kütta vett

Page 16: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

16

päeval, kui elektrit tuleb piisavalt (päikesepaneelid toodavad seda). Sellisel juhul jäävad

maksmata mitmed maksud: aktsiis, taastuvenergia- ja ka võrguteenustasu.

Mis ajal te endale päikesepaneelid paigaldasite?

Vastus: Paigaldasin endale päikesepaneelid 2013. aasta suvel.

Kust saite selleks tõuke?

Vastus: Kuna mul on maja enamuses elektriküttel (1995. aastal propageeris meie valitsus

elektriga kütmist, väites, et nii saab kõige odavamini). Ise töötasin antud alal ja elektriga

kütmine on kulukas, siis ei olnud mul vaja väga pikalt plaani pidada.

Mida arvate Eesti saldeerimise seadusest?

Vastus: See saldeerimine on minu arvates üks silmapete, sest nii saab riik väiketootjat

taastuvenergia tasuga pügada. Sest loogika puudub selles saldeerimise jutus, kuna ostetavat

energiat sinna arvestusse panna on ju vale, kuna selle pealt maksab ostja ju ära taastuvenergia

tasu. Ja seda kuidagi tasarvestada on loogika vastane. Sellele teemale ei oska selgitust anda ei

Elering, Elektrilevi ega isegi mitte Konkurentsiamet.

Kuidas Te praegusel hetkel Eesti turgu hindate? Kas müük kasvab, on stabiilne - millest

see sõltub?

Vastus: Jah, turg kasvab kõvasti ja seda seoses elektrihinna tõusu ja raha odavusega täna.

Kindlasti on teguriks ka tehnoloogia odavnemine. Mina arvan, et põhiargument on

matemaatika (tasuvusarvutus). Suurte tarbijate tasuvusaeg on nii 7-8 aastat, kodutarbijad 10-

12 aastat.

Page 17: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

17

4. ANDMEANALÜÜS

4.1 Statistika

Statistika on teadus, mis käsitleb arvandmete kogumist, töötlemist ja analüüsimist. See algab

vaatluste või katsete tegemisega. Saadud andmeid nimetatakse kogumiks. Üldiselt on kõikide

saadud andmete (üldkogumi) uurimine keeruline, aeganõudev ja kulukas, seetõttu võetakse

kogumist osa, mida hakatakse uurima, seda nimetatakse valimiks. Valimist saab ka teha

järeldusi korrelatsiooni leidmisel. [27]

Korrelatsioon kahe pideva muutuja vahel tähendab seda, et ühe muutuja suurematele

väärtustele vastavad sagedamini teise muutuja suuremad (positiivne korrelatsioon) või siis

vastavalt väiksemad (negatiivne korrelatsioon) väärtused. Korrelatsioonikordaja r mõõdab

korrelatsiooni tugevust. Maksimaalseks korrelatsioonikordajaks on +1 ja minimaalseks -1,

seose puudumisel on korrelatsioonikordaja null. [28]

Parameetriline ehk Pearsoni korrelatsioon eeldab, et mõlema muutuja jaotused on normaalsed.

Peale mõlema jaotuse keskväärtuste ja standardhälvete iseloomustab sellist kahemõõtmelist

jaotust veel (Pearsoni) korrelatsioonikordaja r, mis võib saada väärtusi miinus ühest pluss

üheni (Tabel 1). Korrelatsioonianalüüsil testitakse korrelatsiooni erinevust nullist. R-i

absoluutväärtus näitab, mitu % dispersioonist (juhusliku suuruse varieeruvuse mõõtu) mudel

ära kirjeldab Üksikud, väga kaugel olevad punktid ei ole head, sest mõjutavad palju

korrelatsiooni tulemusi. [28]

Graafilise ülevaate kahe tunnuse vahelisest seosest annab korrelatsiooniväli ehk

hajuvusdiagramm (kahemõõtmeline diagramm, millel kaks uuritavat tunnust määravad teljed

ning igat katset tähistatakse punktiga). Ühe tunnuse suurem väärtus omandab suurema

väärtuse ka teises tunnuses. Kahe tunnuse vahelise seose iseloomustamiseks vaadatakse seose

kuju, -suunda ja –tugevust. Seose kuju määrab geomeetriline joon, millele punktide parv on

kõige lähedasem. Üldiselt on selleks sirge ehk lineaarne seos. Mida tugevam on seos kahe

tunnuse vahel, seda tihedam on punktide parv. Mida suurem on funktsionaalne seos kahe

tunnuse vahel seda lähedamal on kordaja ühele või täielikul seosel 1. [29]

Page 18: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

18

Tabel 1. Seose tugevus kahe tunnuse vahel. [29]

Kordaja Seose tugevus

0,0 – 0,2 Olematu, väga nõrk

0,2 – 0,4 Nõrk

0,4 – 0,7 Keskmine

0,7 – 0,9 Tugev

0,9 – 1 Väga tugev

4.2 Andmete analüüs

Tabelist 2. on näha, et andmeid on kogutud 2013 aasta septembrist kuni järgmise aasta

augustini. Välja on toodud iga kuu inverteri enda kogutoodang kilovatt-tundides, enda

süsteemist toodetud elektr müügiks kilovatt-tundides, tarbimiseks müüjalt juurdeostetud

elekter kilovatt-tundides, saldeerimine ja kogutarbimine kilovatt-tundides. Tarbijaks on ehitis

Kaarna tee 56, Tallinn ja tootjaks tarbija päikesepaneel Mono-crystalline Type His-S260MG.

Andmed on kogutud Aivar Risti inverterist. [30; 31]

Tabel 2. Inverteri kogutoodang, müügiks toodetud elekter, juurdeostetud elekter, saldeerimine ja

kogutarbimine. [Kaarna 56]

Aeg Inverter ehk

enda

kogutoodang/

kWh

Enda

süsteemist

toodetud

müügiks/

kWh

Tarbimiseks

müüjalt

juurdeostetud/

kWh

Saldeerimine Kogutarbimine/

kWh

sept.13 654,023 434,315 714,884 -280,569 934,592

okt.13 232,636 104,372 1320,403 -1216,031 1448,667

nov.13 54,535 9,524 1782,37 -1772,846 1827,381

dets.13 18,83 1,103 2213,803 -2212,7 2231,53

jaan.14 35,36 1,778 2858,852 -2857,074 2892,434

veebr.14 93,031 14,719 2337,409 -2322,69 2415,721

märts.14 677,984 306,681 1737,762 -1431,081 2109,065

apr.14 1140,215 656,09 1254,917 -598,827 1739,042

mai.14 861,962 565,277 690,173 -124,896 986,858

juuni.14 555,697 416,211 574,713 -158,502 714,199

juuli.14 1580,154 1265,898 367,890 898,008 682,146

Kokku -12077,208

Page 19: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

19

Tabelist 3 on näha, et andmeid on kogutud 2013 aasta septembrist kuni järgmise aasta

augustini. Välja on toodud päikesepaisteliste tundide arv kuus, päeva keskmine temperatuur

kuus kraadides, tundide arv kuus, päikesepaistvuse protsent kuus. Andmed on võetud Riigi

ilmateenistuse veebilehelt. [32]

Tabel 3. Päikesepaistelisi tunde kuus, päeva keskmine temperatuur kuus, tundide arv kuus ja

päikesepaistvuse protsent kuus. [32]

Joonisel 9 on näha, et Kaarna 56 tarbib kõige enam talvekuudel, sest siis kulub kütte peale

elektrit kõige rohkem. Suvel on tarbimine talvega võrreldes tunduvalt väiksem, sest

elamisaseme kütmiseks ei lähe energiat vaja, ainult valguse ja kodumasinate töös hoiuks.

Kõige suurem tarbimine on jaanuaris, kõige väiksem aga juulis ja augustis, nende kahe kuu

vahe on suur, ligi 2500 kWh. Tootmine on kõige madalam oktoobrist veebruarini, sest

valguse intensiivsus on madalam kui suvel. Veebruarist aprillini on graafik tõusev, sealt edasi

aga langeb kuni juunini. Juunist on graafik uuesti tõusev, kus juulis saavutab oma

maksimumi, seal on tootlikus kõige suurem, sest valguse intensiivsus on suurim.

Aeg

Päiksepaistelisi tunde

kuus

Päeva keskmine

temperatuur

(°C) kuus

Tundide arv

kuus

Päikesepaistvuse %

kuus

sept.13 184 12,2 720 25,56

okt.13 88 7,6 744 11,83

nov.13 39 4,8 720 5,42

dets.13 19 2,5 744 2,55

jaan.14 73 -6,4 744 9,81

veebr.14 44 -0,3 672 6,55

märts.14 183 2,1 744 24,60

apr.14 285 5,8 720 39,58

mai.14 236 11,1 744 31,72

juuni.14 206 13,2 720 28,61

juuli.14 357 19,6 744 47,98

Page 20: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

20

Joonis 9. Kaarna 56 tarbimise ja tootmise võrdlus.

Jooniselt 10 on näha, et tootmine on sõltuvuses päikesepaisteliste päevade arvuga. Päikseliste

tundide kasvuga kasvab ka tootmine. Talvekuudel on aga valguse intensiivsus madal, Maa

geograafilise asendi tõttu, seega ei kasva ka tootmine, kui jaanuaris on rohkem päikeselisi

tunde.

Joonis 10. Kaarna 56 tootmise ja päikesepaisteliste tundide arv.

Page 21: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

21

Jooniselt 11 on näha, et päikeseliste tundide tõustes tarbimine väheneb. Tarbimine on suur ja

tootmine väike, kui päikest on vähem, ning vastupidi. Ilmad on jahedamad siis kui päikest on

vähem, seetõttu on siis ka tarbimine suurem, sest temperatuurid on madalad ja eluaseme

kütmiseks on vaja rohkem elektrit. [33]

Joonis 11. Kaarna 56 tootmise ja päikesepaisteliste tundide arv.

Joonis 12 korrelatsioonikordaja r = -0,68, mis tähendab, et on olemas tugev negatiivne seos -

päikesepaisteliste tundide arvu tõusuga kuus väheneb tarbimine, mis on ka päris loogiline.

R2

näitab, et korrelatsiooni sõltuvussuhe on kirjeldatud 47% paikapidavusega.

Regressioonisirge võrrandis x-kordaja näitab, et üks päiksepaisteline tund kuus vähendaks

tarbimist 4,5671 kWh võrra.

Page 22: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

22

Joonis 12. Tarbimise seos päikesepaisteliste tundidega kuus september 2013 - august 2014.

Joonis 13 on korrelatsioonikordaja r = 0,98, mis tähendab, et on olemas väga tugev positiivne

seos - päikesepaisteliste tundide arvu tõusuga kuus suureneb tootmine, mis on ka päris

loogiline.

R2

näitab, et korrelatsiooni sõltuvussuhe on kirjeldatud 96,37% paikapidavusega.

Regressioonisirge võrrandis x-kordaja näitab, et üks päiksepaisteline tund kuus suurendaks

tootmist 4,5253 kWh võrra.

Joonis 13. Tootmise seos päiksepaisteliste tundidega kuus september 2013 - august 2014.

Page 23: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

23

KOKKUVÕTE

Uurimistöö käigus tutvuti päiksepaneeli Hyndai Mono-cristalline Type HiS260MG tööga,

reaalse kasutamise näitel. Töö eesmärgiks oli uurida, kuidas päikesepaneeli Hyndai Mono-

cristalline Type HiS260MG töö sõltub päikesepaistelistest tundidest kuus, kas esineb

korrelatsiooni ja kui palju saab seda usaldada. Hüpoteesiks oli, et päikesepaneeli Hyndai

Mono-cristalline Type HiS260MG poolt toodetud elektrienergia hulga ja päikesepaisteliste

tundide arvu vahel on seos, kuid Eestis ei ole see kiire kasumlikkusega.

Töö praktilises osas uuriti OÜ Solar4you juhatuseliikme Aivar Ristilt aadressilt Kaarna 56,

Tallinn andmeid, võrreldi päikesepaneeli tootmise ja Kaarna 56 kogutarbimist, päikesepaneeli

kogutoodangut ja päikeseliste tundide arvu kuus ning Kaarna 56 kogutarbimist ja päikeseliste

tundide arvu kuus. Lisaks leiti tarbimise ja tootmise seos päikesepaisteliste tundidega kuus

2013. aasta septembrist kuni järgmise aasta augustini, nendest arvutati korrelatsioon, leiti

korrelatsioonikordaja r, mis näitab seose tugevust; R2, mis näitab, mitu % dispersioonist

(juhusliku suuruse varieeruvuse mõõtu) mudel ära kirjeldab ja joonestati regressioonisirge.

Tarbimise ja päikesepaisteliste tundide arvu korrelatsioon andis, et nende vahel esineb tugev

negatiivne seos, mis tähendab, et päikesepaisteliste tundide arvu tõusuga väheneb tarbimine,

mudel on kirjeldatud 47%-ga ja regressioonisirge kaudu leiti, et ühe päiksepaistelise tunni

tõusuga väheneks tarbimine 4,5671 kilovatt-tunni võrra. Tootmise ja päikesepaisteliste

tundide arvu korrelatsioon andis, et nende vahel esineb väga tugev positiivne seos, mis

tähendab, et päiksepaisteliste tundide arvu tõusuga kuus suureneb tootmine, mudel on

kirjeldatud 96,37%-ga ja regressioonisirge kaudu leiti, et ühe päiksepaistelise tunni tõusuga

suureneks tootmine 4,5253 kilovatt-tunni võrra. Lisaks on tabelist 3 näha, kui väike on

päikesepaistvuse protsent Eestis, mis on tingitud Eesti geograafilisest asendist. Seega sai

täidetud uurimistöö eesmärk, et päikesepaneeli Hyndai Mono-cristalline Type HiS260MG töö

sõltub päikesepaistelistest tundidest kuus, esineb korrelatsioon, mida saab usaladada.

Uurimistöö hüpoteesile leiti ka kinnitust, et päikesepaneeli Hyndai Mono-cristalline Type

HiS260MG poolt toodetud elektrienergia hulga ja päikesepaisteliste tundide arvu vahel on

seos, kuid Eestis ei ole see suure kasumlikusega.

Page 24: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

24

Kuigi antud uurimistöö eesmärk sai täidetud, on tööst lähtuvaid edasisi uurimisküsimusi,

mida antud töös ei vaadeldud. Tööd uurides ei keskendutud päikesepatarei kasumlikkusele

rahalisest küljest. Töö viimistemise hetkel saatis Aivar Rist enda elektriostu- ja müügihinnad,

sellese töösse need ei jõudnud. Aivar Rist ostis elektrit 3.5441 senti / kWh, võrku müüs

4.4719 senti / kWh ning mõlemal puhul oli lisamarginal - ostule lisandub võrguteenuste tasu

ja müügi puhul taastuvenergia tasu umbes 0,053eur/kW. Saldeerimist arvestatakse vaid

taastuvenergia tasu maksmisel ehk taastuvenergia tasu ei saa mitte 100% -lt müüdud

elektrienergia hulgalt, vaid saldeeritud tulemilt. Siit saab ainest edasisteks uurimistöödeks.

Autorile andis uurmistöö palju teoreetilisi teadmisi ja praktilist kogemust, nii töö sisu kui ka

ülesehituse poolepealt. Autorile pakkus huvi päikesepaneelide ehitus ja tööpõhimõte. Lisaks

meeldis saada suur praktiline kogemus töö tegemisest. Töö lugejale annab see hea ülevaate

pooljuhtidest, päikesepaneelide tööpõhimõttest ja nende praktilisest kasutamisest ning

päikesepaneelide töö sõltuvust päikesepaisteliste tundidega.

Page 25: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

25

RESÜMEE

Inimeste suure energia tarbimise tõttu jääb fossiilseid kütuseid aina vähemaks. Otsitakse

alternatiive energia saamiseks. Üks nendest on päikeseenergia, mida on võimalik koguda

peaaegu maakera kõigis paigust. Olenemata sellele on neis paigus valguse intensiivsus erinev,

nii ka Eestis, kus valguse intensiivsus ja päikesepaisteliste tundide arv kuus on väiksem,

võrreldes vahemeremaadega, riigi geograafilise asendi tõttu. Käesolevas uurimistöös

uuritakse päikesepaneeli Hyndai Mono-cristalline Type HiS260MG tööd, kas see on

sõltuvuses päikesepaisteliste tundidega. Töös püstitatud hüpotees on, et päikesepaneeli töö on

sõltuvuses päikesepaisteliste tundidega, aga Eestis ei ole see kiire kasumlikusega

Uurimistöö koosneb teoreetilisest ja praktilisest osast. Teoreetilises osas kirjeldatakse

päikesepaneeli ehitust ja tööpõhimõtet. Praktilise osa andmed koguti OÜ Solar4you

juhatuseliikme Aivar Ritilt saadud Kaarna 56, Tallinn andmeid. Selles osas otsitakse sõltuvus

seost päikesepaneeli töö ja päiksepaisteliste tundide arvuga kuus. Võrreldi tarbimist ja

tootmist ning neid eraldi veel päikesepaisteliste tundidega kuus. Lisaks leiti tarbimise ja

tootmise korrelatsioon päikesepaisteliste tundide arvuga kuus.

Tarbimise ja päikesepaisteliste tundide arvu korrelatsioon andis, et nende vahel esineb tugev

negatiivne seos, mis tähendab, et päikesepaisteliste tundide arvu tõusuga väheneb tarbimine.

Tootmise ja päikesepaisteliste tundide arvu korrelatsioon andis, et nende vahel esineb väga

tugev positiivne seos, mis tähendab, et päiksepaisteliste tundide arvu tõusuga kuus suureneb

tootmine. Lisaks on töös (Tabelist 3) näha kui väike on päikesepaistvuse protsent Eestis, mis

on tingitud Eesti geograafilisest asendist. Seega sai täidetud uurimistöö eesmärk, et

päikesepaneeli Hyndai Mono-cristalline Type HiS260MG töö sõltub päikesepaistelistest

tundidest kuus, esineb korrelatsioon mida saab usaladada. Kinnitust leiti ka hüpoteesile, et

esineb seos päiksepaneeli töö ja päikesepaisteliste tundide vahel, aga kiire kasumlikus

puudub.

Page 26: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

26

SUMMARY

Due to the humankind’s high energy consumption and further requirements the fossil fuels are

lacking. New ways to utilize alternative energy are needed. One of those is solar energy,

which is accessible around the globe. Regardless of that the solar light intensity around the

globe differs. As well as in Estonia, where the amount of solar exposure hours in a month

differs compared the Mediterranean. This research examines the working process of Hyndai

Mono-cristalline Type HiS260MG solar panel and a possible connection between the solar

panel and the amount of solar exposure hours. The hypothesis is, whether the solar panel

efficiency is dependent on the amount of solar exposure hours, but in Estonia it's with a slow

profitability.

The research consists of a theoretical and a practical part. The theoretical part describes the

solar panels construction and its working process. The practical part involves analyzing

multiple data, some of which collected from OÜ Solar4you board member Aivar Rist,

consisting of his observational collection of data at his residence. During the practical part a

dependant connection between the working efficiency and the amount of solar exposure hours

in a month is found. Energy consumption and production were compared separately and also

with the amount of solar exposure hours in a month. Also found was an energy consumption

and energy production correlation with the amount of solar exposure hours in a month.

The correlation between energy consumption and the amount of solar exposure hours in a

month shows an existing strongly negative connection, meaning that with the increasing of

the amount of solar exposure hours in a month the energy consumption decreases. The

correlation between energy production the amount of solar exposure hours in a month shows

an existing strongly positive connection, meaning that with the increasing of the amount of

solar exposure hours in a month the energy production increases. In addition the evidence of

low levels solar exposure percentage in Estonia is also presented, which is directly affected by

the geographic location of Estonia. Thus is the research goal achieved - the solar panel

Hyndai Mono-cristalline Type HiS260MG work efficiency is dependent on the amount of

solar exposure hours in a month. Therefore there exists a reliable correlation. The hypothesis

was also confirmed - there exists a connection between a solar panels work efficiency and the

amount of solar exposure hours in a month and also a fast profitability is nonexistent.

Page 27: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

27

KASUTATUD ALLIKAD

1. Pooljuht. 1. November 2014

http://www.et.wikipedia.org/wiki/Pooljuht

2. Reijo Sirila. Elektroonika alused, loengukontspekt. 1. November 2014

pa04.turbodiisel.com/veel/USAi%20/reijo%20oma.doc

3. Horace-Bénédict de Saussure. 13. Detsember 2014

http://www.en.wikipedia.org/wiki/Horace-B%C3%A9n%C3%A9dict_de_Saussure

4. Solarcooking. Horace de saussure and his hot boxes of the 1700's. 13. Detsember 2014

http://www.solarcooking.org/saussure.htm

5. Tera avariikeskus. Päikeseelektri ajalugu. 13. Detsember 2014

http://www.tera.ee/P%C3%A4ikeseelektri%20ajalugu

6. Solar Energy World. Solar history: Alexander Edmond Becquerellar. 13. Detsember 2014

http://www.solarenergyworld.com/2011/06/17/solar-history-alexandre-edmond-becquerel/

7. Edmond Becquerel. 13. Detsember 2014

http://www.en.wikipedia.org/wiki/Edmond_Becquerel

8. Charles Fritts. 13. Detsember 2014

http://www.en.wikipedia.org/wiki/Charles_Fritts

9. Energy.gov. The History of Solar. 13. Detsember 2014

https://www1.eere.energy.gov/solar/pdfs/solar_timeline.pdf

10. Energy Informative. The History of Solar energy. 13. Detsember 2014

http://energyinformative.org/the-history-of-solar-energy-timeline/

11. Computer History Museum. Discovery of the p-n Junction. 13. Detsember 2014

http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1940-Discovery.html

12. Solar cell. 23. Jaanuar 2014

http://www.en.wikipedia.org/wiki/Solar_cell

13. Reemann, M. Energia. Füüsika õpik gümnaasiumile. 8.november 2014

http://õpik.füüsika.ee/index.php/book/view/40/vertical#genericSection1837

14. SolarEst. Tööpõhimõte. Kuidas päikesepaneel töötab. 8.november 2014

http://www.solarest.eu/sample-page/?lang=et

Page 28: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

28

15. Solar Energy Base. How do solar panels work. 8.november 2014

http://www.solarenergybase.com/how-do-solar-panels-work/

16. Merike Pinn, Rein Pinn, Mariliis Pinn, Elekter päikesest ja tuulest. Iloprint, 2012, lk 150-

154. 6.detsember 2014

17. Niitra, N. Video: sõmerpalu päikesepark. -Postimees. 2015, 12.01. 16. Mai 2015

http://www.postimees.ee/3053527/video-somerpalu-paikesepark

18. Ehitusbörs. Päikeseelektrijaam #32291. 16. Mai 2015

http://www.eb.ee/et/constructions/32291

19. Tähismaa, I. Kurenurme päikesepark hakkas lõpuks tööle. 16. Mai 2015

http://www.vorumaateataja.ee/ee/60-uudised/12255-kurenurme-paiksepark-hakkas-

lopuks-toeoele

20. Võrumaa Teataja. Sõmerpalu päikesepark ei ole kahe aastaga elektrivõrku ühendatud.

16. Mai 2015

http://www.vorumaateataja.ee/ee/82-eesti-uudised/11614-somerpalu-paikesepark-ei-ole-

kahe-aastaga-elektrivorku-uhendatud

21. Tallinna Tehnikaülikool, Keemia- ja materjalitehnoloogia. Materjaliteadus. 23. Jaanuar

2014

http://www.ttu.ee/keemia-ja-materjalitehnoloogia-teaduskond/keemia-ja-

materjalitehnoloogia-teaduskond-1/teaduskond-4/tunnustused-2/keemia-ja-

biotehnoloogia-valdkond/

22. Tallinna Tehnikaülikooli Raamatukogu digikogu. Cu2ZnSnSe4 monoterapulbrite kasvatus

sulas kaaliumjodiidis. 23. Jaanuar 2014

http://digi.lib.ttu.ee/i/?1774

23. Jagomägi, A. Hyundai S240MG(BK) ja EMMVEE M60PBEB50BS4 päikesepaneelide

väljakatsetuste tulemused. 23. Jaanuar 2014

http://etdocz.com/doc/21757/hyundai-s240mg-bk--ja-emmvee-m60pbeb50bs4-pa

24. VKG materjalid. Eesti loodusgeograafiline asend. 23. Jaanuar 2014

http://www.vkg.werro.ee/materjalid/EGCD/Opik/juhan/uld/loodusasend.html

25. Solar power. 23. Jaanuar 2014

http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_power

26. Energiatalgud. Päikeseenergia resurss. 18. Aprill 2015

http://www.energiatalgud.ee/index.php?title=P%C3%A4ikeseenergia_ressurss

27. Statistika. 16. Mai 2015

http://et.wikipedia.org/wiki/Statistika

Page 29: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

29

28. Tammearu, T. Kahe pideva muutuja vaheline sõltuvus - korrelatsioonid ja I tüüpi

regressioon. 16. Mai 2015

http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:Tyt_EbHs008J:lepo.it.da.ut.ee/~t

ammarut/sloe4-06.doc+&cd=1&hl=et&ct=clnk&gl=ee

29. Osula, K. ANDMEANALÜÜS statistiline andmestik ja kirjeldav statistika. 16. Mai 2015

http://www.tlu.ee/~kairio/failid/konspekt2.pdf

30. KOSTAL Solar Electric GmbH. Kasutusjuhend PIKO INVERTER. KOSTAL Solar

Electric GmbH 2012

31. Elering. Sõnastik. Saldeerimine

http://elering.ee/sonastik/?lettergroup=prs&word=16959

32. Riigi Ilmateenistus. Kliima. kuukokkuvõtted.

http://www.ilmateenistus.ee/

33. Radiomeetria.

http://et.wikipedia.org/wiki/Radiomeetria

34. Horace-Bénédict de Saussure. 2 juuni 2015

http://nn.wikipedia.org/wiki/Horace-B%C3%A9n%C3%A9dict_de_Saussure

35. Forum de la Guerre. Bonjour à tous. 2 juuni 2015

http://www.strategietotale.com/forum/101-autres-aspects-contemporains/30544-bombe-

atomique-mode-d-emploi

36. Albert Einstein. 2 juuni 2015

http://en.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein

37. Robert Andrews Millikan. 2 juuni 2015

http://en.wikipedia.org/wiki/Robert_Andrews_Millikan

38. Computer History Museum. 1940 – Discovery of the p-n junction. 2 juuni 2015

http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1940-Discovery.html

Page 30: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

30

LISAD

Lisa 1. Teadlased

Joonis 1. Horace-Benedict de Saussure. [34]

Joonis 2. Alexandre-Edmond Becquerel. [7]

Page 31: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

31

Joonis 3. Charles Fritts. [35]

Joonis 4. Albert Einstein [36]

Joonis 5. Robert Millikan [37]

Page 32: Viimsi Keskkool · 2015. 11. 3. · SISSEJUHATUS Tänapäeva maailma on peaaegu võimatu ette kujutada ilma elektrienergiata. Nõudlus ... See võib kergesti täituda mõne kõrval

32

Joonis 6. Russell Ohl [38]