Aurinkosähkö

Aurinkoenergiasta tuotetaan sähköä aurinkopaneeleilla, joilla auringonsäteilystä voidaan muuttaa sähköksi yli 20 prosenttia. Aurinkopaneelit muodostuvat sarjaan ja/tai rinnan kytketyistä aurinkokennoista, jotka koteloidaan paneelikehyksen avulla siten, että kennon eteen sijoitetaan auringonsäteilyä läpäisevä suojalasi. Aurinkopaneeleita on saatavilla monen kokoisina ja näköisinä.

Erilaisilla aurinkokennojen kytkennöillä saadaan muodostettua halutun suuruinen jännite ja virta. Aurinkopaneeli tuottaa tasasähköä, joka eroaa yleisessä sähköverkossa virtaavasta vaihtosähköstä. Siksi järjestelmään tarvitaan myös invertteri, eli vaihtosuuntaaja, joka muuntaa tasasähkön vaihtosähköksi.

Aurinkosähkön hyödyntäminen

Aurinkosähköjärjestelmä tuottaa sähköä katolle, seinälle tai maahan sijoitetuilla aurinkopaneeleilla. Laitteisto kytketään kiinteistön sähkökeskukseen vaihtosuuntaajan eli invertterin kautta. Oman käytön ja mahdollisen varastoinnin ylittävä sähkö ohjataan valtakunnan verkkoon, ja sähkön ostava energiayhtiö maksaa siitä pientuottajalle sopimuksen mukaisen korvauksen.

Mihin aurinkosähkö sopii

Kun mietit aurinkosähkön hankintaa pientaloon, selvitä alkuun nämä asiat:

• Kuinka paljon sähköä kuluu? Ajoittuuko kulutus valoisaan vuodenaikaan ja aurinkoisille tunneille tai voiko sähkönkäyttöä ohjata tuottoisille tunneille esimerkiksi automaation avulla?
• Onko kiinteistön katolla, seinissä tai pihalla asennukseen sopiva, aurinkoinen ja varjoton tila?
• Kannattaisiko katto remontoida ennen paneeleiden asentamista?
• Jos olet harkitsemassa suurehkoa aurinkosähköjärjestelmää, sähköverkkoyhtiöltä kannattaa varmistaa ennen hankintaa minkä tehoinen aurinkosähköjärjestelmä (invertteri-teholtaan) kohteeseen voidaan asentaa ilman, että sähköverkkoon joudutaan tekemään muutoksia. Sähköverkon vahvistamisen tarve voi aiheuttaa merkittävää viivettä aurinkosähköjärjestelmän liittämiseen sähköverkkoon.
• Selvitä hyvissä ajoin aurinkosähköjärjestelmän asentamiseen liittyvät lupakäytännöt. Toimenpideluvan tarpeen selvittäminen on ensimmäisiä vaiheita hankintaa suunniteltaessa. Aurinkopaneelien asentaminen on monin paikoin vapautettu toimenpide- tai rakennusluvasta, mutta asia kannattaa aina tarkistaa etukäteen kunnan rakennusvalvonnasta.

Aurinkopaneelien sijoittaminen ja suuntaus

Maan pinnalle saapuva vuotuinen auringon säteilyenergia on Etelä-Suomessa samaa suuruusluokkaa kuin Pohjois-Saksassa ja Pohjois-Suomessa vähän vähemmän. Vain ajoitus on Suomessa erilainen – meillä tuotto painottuu enemmän kesäaikaan ja vastaavasti marras-tammikuussa aurinkosähköjärjestelmän sähköntuotto on hyvin vähäistä.

Vuositasolla suurin tuotto Etelä-Suomessa saadaan, kun paneelit osoitetaan suoraan etelään noin 40 asteen kulmassa. Myös muu suuntaus ja kulma voi olla hyvinkin perusteltua, mikäli halutaan optimoida tuotantoa tiettyyn aikaan.

Aurinkopaneeleiden sijoittamisessa on huomioitava, että paneelit tarvitsevat tilaa paneeleiden hyötysuhteesta riippuen noin 6-8 m²/kWp.

Aurinkopaneelit eivät pidä varjosta, vaan tuotto voi laskea merkittävästi pienenkin varjon osuessa paneelille. Lipputanko tai korkeat puut voivat varjostaa katollekin sijoitettuja paneeleita. Myös paneeleille jääneet tippuneet lehdet, lintujen jätökset tai muut roskat pienentävät tuottoa. Sade tosin yleensä huuhtelee paneelit riittävästi.

Aurinkosähkön mitoittaminen ja kannattavuus

Oma aurinkosähkö pienentää sekä ostetun sähköenergian laskua että sähkön siirtolaskua, kun ostoenergian tarve pienenee. Aurinkosähköä on taloudellisinta tuottaa ensisijaisesti omaan käyttöön – käyttöveden tai tilojen lämmitykseen, jäähdytykseen, sähköauton lataukseen, kylmäsäilytykseen, valaistukseen ja laitesähköön. Omakotitalon ensisijaisesti omaan käyttöön mitoitettu järjestelmä maksaa aurinkosähkölle hyvin sopivassa kohteessa itsensä takaisin ainakin kaksi kertaa käyttöikänsä aikana.

Aurinkosähköjärjestelmän taloudellinen kannattavuus on sidoksissa sähkön markkinahintaan ja investointikustannuksiin. Epävarmuutta kannattavimman mitoituksen tekemiseen aiheuttaa sähkön hintakehitys, joka vaikuttaa sekä ostoenergian kustannuksiin että aurinkopaneeleilla tuotetusta ylijäämäsähköstä saatavaan korvaukseen.

Kannattavuuden kannalta on olennaista, että sähkön tuotanto ja kulutus osuvat mahdollisimman hyvin samaan aikaan. Vuotuisesta aurinkosähkön tuotosta noin 90 prosenttia syntyy maaliskuun alun ja syyskuun lopun välisenä aikana. Sähkönkäyttöä kannattaa ohjata esimerkiksi kotiautomaation tai muun kulutuksenohjauksen avulla aurinkoisille tunneille.

Mitoitusta arvioidaan tarkimmin vertaamalla sähkönkulutusta ja arvioitua aurinkosähkön tuotantoa tuntitasolla. Kuukausitason tarkastelu ei vielä kerro paljoakaan itse käytetyn sähköntuoton osuudesta.

Aurinkosähköjärjestelmän mitoituksessa voidaan myös käyttää erilaisia lähtökohtia sen mukaan, haetaanko taloudellisesti kannattavinta ratkaisua vai esimerkiksi kesäaikaisen kulutuksen mahdollisimman hyvin kattavaa sähköntuottoa. Aurinkosähköjärjestelmään voi myöhemmin myös lisätä paneeleita, mikäli asennuspaikalla on tilaa. Tällöin jo ensimmäistä hankintaa tehdessä on järkevää miettiä paneelien sijoittelu täydentämisen kannalta sekä hankkia suoraan isompi invertteri.

Aurinkosähkön varastointi

Aurinkosähköä varten on kehitetty ohjausjärjestelmiä, jotka ohjaavat esimerkiksi käyttövesivaraajan sähkövastusta reaaliaikaisesti sen mukaan kuinka paljon paneeleiden sähköntuotto ylittää asunnon sähkönkulutuksen. Näin ylijäämäsähköä voidaan varastoida lämmöksi käyttövesivaraajaan.

Oman aurinkovoimalan tuottamaa sähköä on mahdollista, mutta toistaiseksi melko kallista, varastoida lyhytaikaisesti myöhempää käyttöä varten sähköakkuihin. Akuston voi hankkia samanaikaisesti aurinkosähköjärjestelmän kanssa tai aiemmin asennettua aurinkovoimalaa voi täydentää akuilla.

Oman akuston avulla saa suuremman osan itse tuottamastaan sähköstä käyttöön. Akustoa voi käyttää myös verkosta ostetun sähkön varastona, jolloin voi hyödyntää pörssisähkön vaihtelevia hintoja. Akusto auttaa myös tasaamaan oman sähkönkulutuksen tehohuippuja, mikä mahdollisen tehohinnoittelun yleistyessä tuottaa säästöä. Akusto voi toimia myös varasähköjärjestelmänä sähkökatkon aikana, mutta vain mikäli aurinkosähköjärjestelmä varustetaan tämän mahdollistavalla kytkimellä ja laitteistolla.

Huolto ja turvallisuus

Aurinkosähköjärjestelmä on oikein asennettuna, käyttöönotettuna ja huollettuna turvallinen. Varsinaisia korjauksia aurinkosähköjärjestelmään on tarve tehdä harvoin, elleivät ulkoiset tekijät vaurioita paneeleja tai muita laitteiston osia. Silti aurinkosähköjärjestelmän toimintaa ja kuntoa, kuten muitakin kodin teknisiä laitteita ja rakenteita, kannattaa tarkkailla vikaantumisten varalta.

Turvallisuusseikkoihin kannattaa kiinnittää huomiota jo silloin, kun suunnittelee aurinkosähkön hankintaa ja kilpailutusta. Aurinkosähköjärjestelmään kuuluvia laitteita ja osia sekä asennustyötä koskevat useat standardit ja ohjeet, joiden noudattaminen on urakoitsijan vastuulla. Valvova viranomainen on Tukes.

Aurinkosähköjärjestelmän asennuksen kokonaisvastuu on aina sähköurakoitsijalla. Asennustyöt ja verkkoon kytkemisen saa tehdä asentaja, jolla on vähintään S2-asennusoikedet. Oikeuden asennustyöhön voi tarkistaa Tukesin toiminnanharjoittajarekisteristä.

Paloturvallisuus

Aurinkosähköjärjestelmään, kuten muihinkin sähköjärjestelmiin, liittyy tulipalon riski. Aurinkosähköjärjestelmistä alkaneet tulipalot ovat Suomessa harvinaisia, ja todennäköisyys järjestelmän aiheuttamalle tulipalolle on pieni.

Kiinteistön ja aurinkosähköjärjestelmän omistajan on huolehdittava, että kiinteistössä on kaikki kiinteistömerkit ja varoituskyltit paikoillaan.

Aurinkosähköjärjestelmän paloturvallisuutta edistäviä tekijöitä:

• Suunnittelun ja asennuksen toteuttaa pätevyyden omaavat ammattilaiset.
• Asennuksessa käytetään vaatimukset ja standardit täyttäviä sekä yhteensopivia sähkölaitteita ja komponentteja.
• Asennetulle järjestelmälle tehdään asianmukainen käyttöönottotarkastus.
• Käyttöönottotarkastuspöytäkirjat ja muut dokumentit on toimitettu järjestelmän omistajalle. Kohteesta löytyvät asianmukaiset kiinteistömerkinnät ja varoituskyltit.