Sahkolammitysneuvonta.fi
Toimenpiteet - Aurinkosähkö
Aurinkosähkö
Paikallisista sähköntuotantomuodoista aurinkopaneelit ovat lisääntyneet suomalaisten katoilla viime vuosina voimakkaasti. Merkittävimpinä kannusteina tälle voidaan nähdä paneelijärjestelmien hintojen laskeminen, ostosähkön kokonaishinnan nousu, kotitalousvähennykset paneelijärjestelmien asennustöistä sekä yleinen tietoisuus ja halu oman päästöttömän energian tuotantoon. Tyypillinen katolle asennettava, pii-kennoista koostuva, paneelijärjestelmä ei pysty auringonsäteilystä saatavaa energiaa aivan yhtä hyvällä hyötysuhteella hyödyntämään kuin vastaavan kokoiset aurinkokeräimet. Paneelien etuna on kuitenkin teknisesti helpompi toteutettavuus ja sähkön monipuolinen hyödynnettävyys, jolloin myöskään lämmöntuotanto- tai lämmönjakotavalla ei ole merkitystä.
Aurinkopaneelijärjestelmien liittäminen ja tuotannon myynti
Tällä hetkellä suurin osa katolle asennettavista aurinkopaneeleista on valmistettu pienemmistä sarjaan kytketyistä pii-pohjaisista kennoista, jotka on suojattu kestävällä kehikkorakenteella ja tarkoitukseen soveltuvalla lasilla. Kennoista muodostuvia paneeleita asennetaan katolle rakennettuihin asennustelineisiin kohteeseen soveltuva määrä. Paneelien määrään vaikuttaa tavoitellun tuotantomäärän tarve, mutta myös rakenteelliset tekijät voivat osaltaan rajoittaa asennettavissa olevan järjestelmän kokoa. Paneelit tuottavat auringon sähkömagneettisen säteilyn avulla tasasähkövirtaa (DC), joka ei sellaisenaan sovellu kiinteistön sähköverkkoon syötettäväksi. Tämän vuoksi sarjaan kytketyt paneeliketjut liitetään invertteriin, joka toimii liitoskohtana kiinteistön sähköverkkoon. Invertterin pääasiallinen tehtävä on muuntaa paneelien syöttämä tasasähkö kiinteistön sähköverkkoon soveltuvaksi vaihtosähköksi. Samalla invertteri valvoo paneeliketjujen optimaalista ja turvallista toimintaa, sekä toimii rajapintana mahdolliseen pilvipalvelimeen tai kiinteistön automaatiojärjestelmään.
Tuotettu sähkö on ns. tuoretuotetta, eli se tulee käyttää tai vaihtoehtoisesti varastoida tuotannon kanssa samanaikaisesti. Tämä tarkoittaa sitä, että mikäli kohdekiinteistöllä ei sähkön omatuotannon ajankohtana ole sille käyttöä, siirtyy tuotanto automaattisesti alueelliseen jakeluverkkoon käyttöpaikan mittauksen läpi. Tälle verkkoon syötetylle sähkölle tulee löytyä ostaja, jonka vuoksi aurinkopaneelijärjestelmän hankinnan yhteydessä on samalla solmittava sähkön ostosopimus jonkin sähköyhtiön kanssa. Tästä myyntiin menevästä sähköstä maksetaan yleensä sähkön sen hetkinen markkinahinta, josta on vähennetty sopimusosapuolena olevan sähköyhtiön välitysmarginaali.
Aurinkopaneeli-investoinnin näkökulmasta on tärkeää pyrkiä käyttämään mahdollisuuksien mukaan tuotettu sähkö itse. Toisin kuin monesti annetaan ymmärtää, tämä ei johdu niinkään siitä, etteikö sähköyhtiö tuotantoa ostaessa maksaisi siitä kohtalaista hintaa. Omaan käyttöön päätyvän tuotannon kannattavuus perustuu siihen, että tällöin ostamatta jääneen sähkön arvo koostuu sähköenergian lisäksi sähkön siirtomaksuista ja veroista. Näin ollen itse käytetyn omatuotannon arvo on kiinteistön omistajalle noin kolminkertainen suhteessa siihen, että sen myy sähköyhtiölle. Tähän tarkennettakoon vielä, että tuore valtioneuvoston asetus 1133/2020 muutti tilanteen niin, että samaisen mittausjakson aikana ostettu ja myyty sähkö netotetaan mittausjärjestelmässä yhteen. Tämän myötä riittää, että kulutus ja tuotanto kohtaavat saman taseselvitysjakson aikana. Taseselvitysjakso on nykyisin yksi tunti ja vuodesta 2023 alkaen 15 minuuttia.
Aurinkopaneelijärjestelmien asennusympäristön tarkastelu
Aurinkopaneelin vuosituotannon näkökulmasta kolme merkittävintä tekijää ovat paneelien lämpötila, säteilyn määrä ja varjostukset. Nämä ovat tärkeää osata huomioida soveltuvaa asennusympäristöä suunnitellessa.
Paneelin lämpötilan noustessa sen hyötysuhde heikkenee. Tämän vuoksi hetkelliset tuotantohuiput monesti ajoittuukin keväisille aurinkoisille päiville, jolloin lämpötila pysyy vielä maltillisella tasolla ja parhaimmillaan sulamaton lumi lisää paneeliin kohdistuvan hajasäteilyn määrää. Paneelin lämpötilan vaikutus on tärkeää tiedostaa, jotta niitä ei esimerkiksi asennettaisiin muuta ympäristöä kuumempaan paikkaan tai jollakin tavoin estettäisi niiden luonnollista jäähtymistä asennustelineillä katon ja paneelin väliin jäävän ilmaraon kautta.
Paneeliin kohdistuvaan säteilyyn vaikuttavat asennusympäristössä oleellisimmin asennuskulma ja suuntaus. Yleensä katto määrittelee sen, minkälaisin suuntauksin paneelit on mahdollista asentaa. Harjakatoissa paneelit asennetaan lähtökohtaisesti kattolappeen mukaisesti, eikä kulmaa lähdetä telineillä muuttamaan. Tasakatoilla tilanne on eri, kun asennustelineillä voidaan suuntaukseen vaikuttaa. Vuosituotannon kannalta optimaalisin suuntaus on suoraan etelään, mutta tässäkin kattolappeiden suuntaus määrittelee tarjolla olevat vaihtoehdot. Ilmansuunnista lounaaseen ja kaakkoon suunnatut paneelit vähentävät vuosituotantoa noin 7 % etelään verrattuna. Suoraan itään tai länteen suunnatuissa paneeleissa tuotanto on jo 25 % eteläsuuntausta matalampi. Perusperiaatteena on, että itä-länsiakselin pohjoispuolelle paneelia ei kannata asentaa. Kattokulman pienentäminen tai kasvattaminen optimikulmasta 20 astetta, laskee vuosituotantoa vain noin 5 %.
Päivittäin toistuvat varjostukset ovat myös merkittävä tuotantoa heikentävä tekijä, joka tulee asennuspaikkaa suunnitellessa ottaa huomioon. Varjostuksia voivat aiheuttaa esimerkiksi pihalla olevat puut, viereiset rakennukset, savupiiput ja muut kattohormit tai tasakattoasennuksissa edessä oleva paneelirivistö. Pienelläkin toistuvalla varjostuksella on merkittävä vaikutus aurinkosähköjärjestelmän tuotantoon, joten tämä on tärkeä ottaa huomioon koko järjestelmän elinkaaren ajan.
Aurinkopaneelijärjestelmien mitoitus ja kannattavuus
Nyrkkisääntönä aurinkopaneelien mitoituksessa pidetään monesti sitä, että omaa tuotantoa ei kannata milloinkaan myydä. Tämä tarkoittaa, että paneelijärjestelmän koko mitoitettaisiin niin, että tämä vastaisi sähkön kulutusta. Tässä on kuitenkin tärkeää huomioida kaksi oleellista asiaa.
Jotta tuotanto päätyy omaan käyttöön, tulee kulutuksen olla riittävä sillä hetkellä, kun tuotantoa on tarjota, eli nykyisin samalla tunnilla. Tällöin paneelijärjestelmän mitoitusta ei voida laskea vertaamalla vuosituotantoa vuosikulutukseen tai edes kuukausituotantoa kuukausikulutukseen. Vuosituotanto saattaa olla esimerkiksi sähkölämmitteisessä omakotitalossa hyvinkin suuri, mutta mikäli tämä ajoittuu lähinnä lämmityskaudella sähkölämmittimin ja öisin päälle ohjautuvaan lämminvesivaraajaan, saattaa pienenkin paneelijärjestelmän tuotanto kesäpäivinä päätyä myyntiin.
Toinen merkittävä huomio on, että paneelijärjestelmien suhteellinen hankintahinta (€/kWp) laskee järjestelmän koon kasvaessa. On myös huomattava, että vaikka isommalla järjestelmällä myyntiin menevä osuus kasvaa, niin kasvaa samalla myös omaan käyttöön jäävä osuus. Näin ollen isompi järjestelmä saattaakin olla takaisinmaksuajalla, investoinnin sisäisellä korkokannalla tai nettonykyarvolla tarkasteltuna lopulta kannattavampi.
Osa paneelijärjestelmäkauppiaista tarjoaa myymälleen tuotteelle mukaan virtuaali- tai verkkoakku nimellä kulkevaa sopimusta. Tällöin on oltava tarkkana siinä, minkälainen tarjous on kyseessä. Mitään todellista akkua ei yleensä ole olemassa, vaan asiakkaalle luvataan tiettyä kuukausihintaa vastaan täysi hyvitys myyntiin päätyvälle sähkölle. Tällöin asiakkaalle hyvitettäisiin siis myyntiin menevästä osuudesta sähkön kokonaisostohintaa (siirto+verot+energia) vastaava summa. Tällaisen sopimuksen kannattavuutta tulee tarkastella tarkasti ja huomioida, että ilman tämänkaltaista sopimustakin myydystä sähköstä maksetaan energian hinnan perusteella määritelty summa. Markkinoilla onkin tullut vastaan verkkoakkutarjouksia, joissa kuluttaja ei hyötyisi tuotteesta kuukausimaksua vastaavaa summaa, vaikka käyttäisi sopimuksen mukaista ”akkua” täyden kapasiteetin edestä. Paneelijärjestelmää ei siis kannata ainakaan ylimitoittaa siinä uskossa, että tällä tarjotulla akkuratkaisulla voitaisiin myydyn sähkön kannattamattomuus poistaa. Varsinkin, jos tarjouksen yhteydessä hinta palvelulle on tiedossa vain seuraavaksi vuodeksi, kun taa paneelijärjestelmän laskennallinen elinkaari on 30 vuotta.
Omaan käyttöön menevää osuutta paneelien tuotannosta on kuitenkin mahdollista kasvattaa erilaisilla sähkönkäytön ohjausratkaisuilla. Tämä tarkoittaa sitä, että siirretään sellaisten sähkölaitteiden käyttöä parhaan tuotannon ajankohdille, joiden käyttöajoilla ei ole erityistä merkitystä. Sähkölämmityskohteissa yksinkertainen yleinen esimerkki on, että lämminvesivaraajan päällä olon ajankohtaa siirretään yön tunneilta päivälle. Tämä siirto voidaan tehdä yksinkertaisimmillaan ryhmäkeskukseen asennetulla vuosikello-ohjauksella tai paneelijärjestelmän invertterissä olevalla ohjausreleellä, joka vaihtaa tilaansa tuotantotehon ylittäessä asetellun rajan. Tällä ohjausreleellä voidaan ohjata lämminvesivaraajan ohjauskontaktoria, jolloin lämminvesivaraaja kytkeytyy päälle tuotannon oltaessa tavoiteltu.
Lisäksi markkinoilla on useita erilaisia kotiautomaatiojärjestelmiä, joilla niin sanottuja joustavia kuormia voidaan ohjata sähkön omatuotannon, pörssisähkön tuntihinnan tai käyttäjien läsnäolon perusteella mahdollisimman optimaalisesti. Tällaisista energianhallintaan erikoistuneista ohjausjärjestelmistä käytetään myös lyhennettä HEMS (Home Energy Management System).
