Kannattaako asentaa aurinkopaneelit omakotitaloon? Nämä ajankohtaiset asiat on hyvä tietää nyt

1. Aurinkopaneelit omakotitaloon – onko Suomessa tarpeeksi valoa?

Aurinkopaneelit tuottavat Suomen oloissa hyvin tai melko hyvin sähköä kahdeksan kuukauden ajan, maaliskuusta lokakuuhun. Pimeimpinä kuukausina valoa on melko vähän, mutta kylmä ilma parantaa aurinkopaneelien hyötysuhdetta.

Kirkas auringonpaiste on sähkötuoton kannalta hyvä asia, muttei suinkaan välttämätön. Auringonvalo puskee pilvipeitonkin läpi, joskin sähkön tuotto voi jäädä noin viidennekseen suoran säteilyn tuotosta.

Aurinkopaneelien tehoon suhteutettu hinta on laskenut tasaisesti vuosien ajan. Yksi suurimmista syistä tähän on se, että samoja paneeleja käytetään omakotitalojen katoilla ja megawattiluokan aurinkosähkövoimaloissa.

Jos suunnittelet aurinkosähköjärjestelmän asennuttamista, kannattaa tarkastella valitsemasi paneelitehon kuukausittaista tuottoa asennuspaikalla. Photovoltaic Geographical Information System on Euroopan komission yhteisen tutkimuskeskuksen ylläpitämä ilmainen palvelu. Se toimii myös suomeksi – kömpelösti konekäännettynä.

2. Näin aurinkopaneelin tuotto lasketaan

Alumiinirunkoisen paneelin yleisin koko on 1,7 × 1,1 metriä ja nimellisteho noin 400 Wp. Nimellistehon suure Wp, suomeksi tuttavallisesti piikkiwatti, tarkoittaa paneelin suurinta tehoa, kun lämpötila on 25 °C ja paneelille tulevan säteilyn määrä 1000 W/m². Suomessa näin paljon auringon säteilyä voidaan saada vain kirkkaalta taivaalta kesäkuukausina muutaman keskipäivän tunnin ajan.

Tyypillinen omakotitalon katolle asennettava aurinkopaneelijärjestelmä on nimellisteholtaan 8 kW. Siihen tarvitaan 20 kappaletta 400 watin paneeleja. Tätä varten katon lappeelta – mieluusti etelänpuoleiselta – pitää löytyä noin 40 m² vapaata tilaa.

Tämän kokoisen aurinkopaneelijärjestelmän tuotto on Etelä-Suomessa arviolta 6000–8000 kWh vuodessa, Pohjois-Suomessa noin 1000 kWh vähemmän. Huomattakoon, että aurinkoenergiaa saadaan vähiten silloin kun sitä eniten tarvitaan. Lämmityskäytössä aurinkosähkön tuoma hyöty on melko pieni.

8 kW:n aurinkosähköjärjestelmän hinta asennettuna on noin 8000 euroa.

3. Mitä kannattaa huomioida aurinkopaneelien valinnassa?

Peruskokoisessa aurinkopaneelissa on yleensä 60 tai 72 kennoa, jotka on kytketty sarjaan. Kytkentämalli tarkoittaa sitä, että sähkö kulkee jokaisen kennon läpi, ja jos yksikin kenno joutuu esimerkiksi niin pahaan varjoon, että kenno ei tuota sähköä, koko paneelin tuotto katkeaa.

Tämä ikävä ominaisuus on korjattu niin sanotuilla ohitusdiodeilla, jotka ovat vakiona kaikissa nykyaikaisissa aurinkopaneeleissa. Diodi päästää sähkön kulkemaan varjostuneen kennorivin ohi. Useimmiten kennot ovat kuudessa rivissä ja diodeja on kolme. Näin yhden kennon ”pimeneminen” pienentää paneelin tehoa vain kolmanneksella.

4. Yksikidepaneeli vai ohutkalvopaneeli?

Yksikidepaneelin kennot valmistetaan kasvattamalla uusia kerroksia piiytimen ympärille ja leikkaamalla syntyneestä tangosta ohuita kiekkoja. Tämä valmistusmenetelmä oli aikaisemmin kallis verrattuna monikidepaneeliin, joka valmistetaan valamalla sulatettua piimassaa muottiin.

Tuotantotekniikan kehittyessä hintaero on tasoittunut, ja yksikidepaneelin hieman parempi hyötysuhde on tehnyt siitä suosituimman paneelityypin.

Kolmas tyyppi on ohutkalvopaneeli, jossa käytetään hyvin valoa absorboivaa amorfista piitä tai erilaisia puolijohdeyhdisteitä. Ohutkalvopaneeli voidaan taivuttaa monenlaisiin muotoihin, mutta sen hyötysuhde on heikompi kuin yksi- tai monikidepaneelin.

5. Aurinkosähkön optimointi kannattaa

Optimoija on pieni, muutaman kympin hintainen laite, joka asennetaan jokaisen aurinkopaneelin yhteyteen. Se tekee lataussäätimistä tuttua MPPT-säätöä (Maximum Power Point Tracking) ja varmistaa paneelin mahdollisimman suuren tuoton. Optimoijien avulla jokaisen paneelin tuottoa ja toimintaa voidaan tarkastella erikseen järjestelmän säätösovelluksella.

6. Mitä maksaa ja tekee invertteri aurinkosähköjärjestelmässä?

Mikroinvertteri seuraa ja optimoi yhden tai muutaman paneelin tuotantoa itsenäisesti, samaan tapaan kuin optimoija. Isoin ero on siinä, että mikroinvertteri muuntaa paneelin tasasähkön suoraan verkkoon sopivaksi 230 voltin vaihtosähköksi.

Ja toisin kuin optimoijien kohdalla, erillistä invertteriä ei tarvita. Mikroinvertterit ovat hyvä valinta silloin, kun järjestelmää halutaan kasvattaa ajan mittaan ilman huolta keskusinvertterin tehonkeston riittävyydestä. Yhden paneelin mikroinvertteri maksaa parisataa euroa, neljää paneelia ohjaava laite 400–500 euroa.

7. Integroitu aurinkopaneeli ei kerää lunta

Omakotitalon rakentajille tai kattoremontin tekijöille on tarjolla aurinkopaneelikattoja, joissa vesikate tuottaa sähköä.

Harjakattoisissa taloissa integroidut paneelit asennetaan talon auringonpuoleiselle lappeelle, ja mahdollisimman moni kattoon tulevista läpivienneistä tehdään katon pimeämmälle puolelle. Ohutkalvokenno asennetaan teräslevyn ja paksun karkaistun lasipinnoitteen väliin. Paneeleista voidaan tehdä tiili- tai peltikattoa muistuttava kate.

Integroidut aurinkopaneelit eivät kerää lunta, lehtiä tai oksia kuten tavalliset telineisiin asennetut paneelit. Integroitujen paneelien hyötysuhde on hieman erillisiä piikidepaneeleja heikompi. Integroidun aurinkopaneelikaton hinta on kilpailukykyinen vesikate-aurinkopaneeliyhdistelmän kanssa.

8. Ota aurinkosähkö talteen

Sähkön hintapiikkien tasoittamiseksi ja sähköverkon tasapainon varmistamiseksi kuluttajille tarjotaan mahdollisuuksia aurinkosähkön välivarastointiin, käytännössä siis sähköverkkoon liitettyjä isoja akkuja.

Pelkkää verkkosähköä käyttäville varastoinnin kannattavuus on kyseenalaista, mutta aurinkosähkön tuottajille akkupatteristo voi olla kannattava investointi. Akkuja ladataan, kun valoa on runsaasti tai kun verkkosähkö on edullista. Varausta puretaan pimeään aikaan tai pörssisähkön hinnan noustessa.

Kotiakku vaatii tuekseen latausta säätävän laitteiston. Kätevimmin säätäminen onnistuu erityisellä hybridi-invertterillä.

Kotiakkujen suosio ei ole kasvanut aivan odotusten mukaisesti. Suurin syy lienee korkea hinta. Tosin hinnat ovat laskeneet melko nopeasti. Esimerkiksi keskikokoinen, 10 kWh:n akkupaketti maksoi joitakin vuosia sitten yli 10 000 euroa. Nyt sen saa jopa alle 6000 eurolla. Lisäksi jotkut energiayhtiöt myyvät erityisiä säätöakkuja, jotka liitetään Fingridin algoritmiohjattuun sähköreservijärjestelmään.

9. Sähköauton akut varausjärjestelmäksi?

Aurinkosähkön yhteyteen kaupataan yleisimmin 10–15 kWh:n kotiakkupaketteja. Moni tarkkaavainen kansalainen on huomauttanut, että oman talon pihassa voi hyvinkin olla valmiina jopa 100 kWh:n akkupatteristo. Eikö olisi järkevää kytkeä sähköauton akut aurinkosähkön säätövoimaksi?

Jotkut autonvalmistajat ovat hoksanneet tämän. Ominaisuus edellyttää auton sähkönhallintajärjestelmältä erityistä ”autosta kotiin” tai ”autosta verkkoon” -toimintoa (V2H eli vehicle to home ja V2G eli vehicle to grid). Toistaiseksi jompikumpi toiminto on vain harvoissa sähköautomalleissa, mutta tilanne muuttuu nopeasti.

10. Mitä tuntinetotus tarkoittaa?

Pari vuotta käytössä ollut tuntinetotus eli yhden tunnin taseselvitysjakso yksinkertaisti aurinkosähkön käytön ja myynnin sekä verkkosähkön käytön ja oston välisiä suhteita.

Aikaisemmin ostoa ja myyntiä tarkasteltiin reaaliaikaisesti, ja jos ostot tehtiin eri aikaan kuin myynnit, sähkölaskussa kumpikin näkyi erillisenä toimintona. Lisäksi sähkön ostaja maksaa muun muassa siirtomaksut ja sähköverot.

Toinen epäkohta liittyi kolmevaiheiseen kodin sähköverkkoon. Yhdessä vaiheessa kulutusta saattoi olla enemmän kuin aurinkopaneelit tuottivat. Erotus piti ostaa valtakunnanverkosta. Toisessa vaiheessa ei kenties ollut kulutusta lainkaan, ja tuohon vaiheeseen syötetty aurinkosähkö meni myyntiin. Ostaminen maksoi enemmän kuin myyminen tuotti.

Tuntinetotus tarkoittaa, että kiinteistön ostama ja myymä sähkö summataan kerran tunnissa. Jos kiinteistö ostaa tunnin aikana 5 kWh sähköä verkosta ja myy aurinkosähköä 2 kWh, sähkölaskulle tulee verkkosähkön kulutukseksi 3 kWh.

Kevään 2025 aikana tuntinetotus vaihdetaan varttitaseeksi eli ostot ja myynnit summataan 15 minuutin välein. Tämä voi pienentää netotuksen tuottamia säästöjä jonkin verran.

11. Uuden sukupolven aurinkopaneelit

Uudenlainen teknologia saattaa tehdä nykyisistä piikennoista vanhanaikaisia. Niin sanotuissa moniliitoskennoissa käytetään kehittyneempiä puolijohdemateriaaleja sekä kerrosrakennetta, joka kerää energiaa laajemmalta aallonpituusalueelta ja pienemmillä häviöillä kuin pelkkä pii.

Hyötysuhde voi kasvaa jopa 50 prosenttiin, kun yksiliitoskennon teoreettinenkin yläraja on noin 30 prosentissa. Moniliitosaurinkokennoja käytetään jo muun muassa satelliiteissa ja keskitetyn valon sovelluksissa maanpäällisessä energiantuotannossa. Vielä toistaiseksi teknologia on kuluttajasovelluksiin turhan kallista.

Pyrittäessä korkeaan hyötysuhteeseen yhdeksi keskeiseksi ongelmaksi tulevat puolijohdepinnan heijastushäviöt, jotka saattavat nousta jopa 30 prosenttiin pinnalle saapuvasta valosta. Aurinkopaneeleissa käytetään erilaisia heijastuksenestopinnoitteita, ja kehitteillä on erittäin tehokkaita nanoteknologiaan perustuvia materiaaleja.

Juttua varten on haastateltu professori Jero Aholaa LUT yliopistosta sekä Motivan asiantuntijaa Teemu Kettusta.