Rakennukset hyötyvät monipuolisesti omasta aurinkovoimalasta
Viime vuosien sähkön hinnan nousu ja vaihtelut ovat johtaneet aurinkopaneelien asentamiseen yhä useampien talojen katoille. Ala kehittyy jatkuvasti ja aurinkovoimaa voikin tulevaisuudessa ja jo nyt käyttää mitä luovimmin keinoin erilaisissa rakennuksissa ja muussa infrastruktuurissa.
Valtaosa nykyisestä rakennuskannastamme on aikakaudelta, jolloin aurinkoenergiaa ei ollut vielä mietitty. Tämän takiaan aurinkoenergian integroinnissa nykyään on mentävä aiemmin toteutettujen rakennusteknisten ratkaisujen ehdoilla. Uusien rakennushankkeiden suunnittelussa kannattaakin ottaa aurinkovoima-asiat esille niin varhain kuin mahdollista, sanoo Turun yliopiston tutkija ja yliopistonlehtori, uusiutuvaan energiaan ja aurinkoenergiaan erikoistunut Sami Jouttijärvi. Jouttijärvi työskentelee tällä hetkellä RealSolar-hankkeessa, jota rahoittaa Strategisen tutkimuksen neuvosto.
– Jos nyt haluaa lisätä katolleen aurinkopaneelit, on toimittava katon suuntauksen ehdoilla – suuntaan ei voi enää vaikuttaa. Nämä asiat olisi hyvä tiedostaa jo rakennushankkeen suunnitteluvaiheessa, mikäli haluaa rakennukseen optimaalisen aurinkovoimalan.
Oleellista aurinkovoiman käytössä on suunta, johon paneelit osoittavat. Katon lappeen on oltava kallistunut säteilyn suuntaan; etelään kohti suunnattu katto on perinteiselle aurinkopaneeliasennukselle tuottavin. Jouttijärvi huomauttaa, että tällöin tuotantohuippu osuu kuitenkin keskipäivään, jolloin kulutus on matalampaa ja sähkön hinta voi olla hyvinkin matalalla aurinkovoiman käytön lisääntyessä.
-– Itään tai länteen päin kallistetut paneelit voivat olla järkevä ratkaisu sähkön hinnat ja käyttöajat huomioiden.
Jouttijärvi muistuttaa myös varjostuksen merkityksestä: varjostus voi leikata hyvinkin voimakkaasti paneelien tuotantoa, ja se onkin hänen mukaansa paneelien asettelun suunnittelussa vähintään yhtä tärkeä tekijä, kuin suuntaus. Paneelien sähkökytkennöistä johtuen hiemankin varjossa olevan paneelin tuotannon menetys voi olla yllättävänkin suuri paneelin varjossa olevaan osaan nähden. Heikommin tuottava paneeli voi rajoittaa myös muiden paneelien tuotantoa, mikäli paneeleita on kytketty sarjaan.
Sähkön hinnan vaihtelut ovat tulleet jäädäkseen – aurinkovoimasta apua
Viime vuosina Suomessa on ollut suorastaan aurinkopaneelibuumi. Paneeliteknologian hinta on romahtanut voimakkaasti kehityksen myötä, joten Suomenkin olosuhteilla ja sähkönhinnoilla paneelien asennus on kannattavaa niiden kustannus huomioon ottaen.
– Vuoden 2022 järkyttävä nousu sähkönhinnoissa sai aikaan suurta lisäystä aurinkopaneeleissa, mikä aiheutti jopa vähän ylikuumentuneet markkinat. Aurinkopaneelien hinnat ovat nyt tippuneet, koska isoin buumi alkaa olla ohi, kertoo Jouttijärvi.
Akkuvarastojen käyttö aurinkovoiman säilömiseen asuinrakennuksissa on Keski- ja Etelä-Euroopassa yleistymässä. Ideana aurinkopaneelien akkuvarastossa on, että sähköä tuotetaan mahdollisimman paljon päivällä ja varastoidaan akkuun, jotta pärjätään seuraavaan päivään asti. Suomen nykyisillä sähkönhinnoilla akkuvarastot eivät kuitenkaan ole Jouttijärven mukaan kovin asuinrakennuksissa kannattavia, sillä hyöty mitä akuilla saadaan on vähäisempi kuin akun kustannus.
– Akkujen hinnat ja sähkönhinta vaihtelee kussakin maassa. Tällä hetkellä (2023, lähde: Energiateollisuus ry) Suomessa on Euroopan toisiksi halvinta sähköä, jolloin aurinkosähkö ja akku -yhdistelmä ei ole niin kilpailukykyinen kuin verkosta ostettu sähkö, toteaa Jouttijärvi.
– Tulevaisuudessa tilanne voi kuitenkin muuttua, sillä akkujen teknologia kehittyy ja hinta halpenee koko ajan. Kun aurinkovoiman määrä Suomessa tulee lähivuosina kasvamaan ja sähkön hinta voi vaihdella voimakkaasti vuorokaudenajasta riippuen, voivat akkuvarastot olla muutaman vuoden sisään Suomessakin järkeviä.
Erilaisia aurinkovoimalaratkaisuja ja -innovaatioita
Luovat aurinkovoimaratkaisut tulevat lisääntymään. Tulevaisuudessa voimme nähdä enemmän esimerkiksi parkkipaikkoja, joissa on katoksina toimivia aurinkovoimaloita. Maa-alue on kaupunkialueilla arvokasta, joten sen omistaminen pelkästään aurinkovoiman tuotantoon ei ole välttämättä kannattavaa. Tämän takia aurinkovoimaloita kannattaa yhdistää muihin käyttötarkoituksiin.
– Turun ammattikorkeakoulu ja Turun yliopisto tekivät äskettäin tutkimuksen parkkipaikka-aurinkovoimala -aiheesta. Tutkimuksessa verrattiin teräs- ja puurakenteita parkkipaikalle asennettavissa aurinkovoimaloissa laskemalla niiden kustannukset ja hiilijalanjälki. Keskeinen tulos oli, että puurakenne on halvempi ja vihreämpi vaihtoehto, kertoo Jouttijärvi.
Myös aurinkopaneelitekniikka kehittyy koko ajan, ja tulossa on muun muassa läpinäkyviä paneeleita ja tehokkaampia paneelimateriaaleja.
– Yksi hyvä esimerkki viime vuosien kehityksestä on kaksipuoleiset aurinkopaneelit, jossa paneelin molemmalla puolella on läpinäkyvä lasipinta, joka mahdollistaa sähkön tuoton myös takapinnalle osuvasta valosta. Tämä voi toimia esimerkiksi aitana niin, että sivut osoittavat itään ja länteen, jolloin tuotantohuipun saa sekä aamulla että illalla. Pystyyn asentaminen on Suomessa kannattavampaa kuin monessa muussa maassa, koska täällä aurinko on keskimäärin melko matalalla. Toisaalta on otettava huomioon, että pystyasennus saattaa paneelit aina alttiimmaksi varjostukselle.
Jouttijärvi kertoo, että aurinkopaneelit on suunniteltu kestämään säätä ja tuulikuormaa sekä johonkin pisteeseen asti myös iskuja. Paneeleita ei kuitenkaan kannata sijoittaa paikkaan, jossa ne voisivat joutua jatkuvien iskujen kohteeksi esimerkiksi aitana toimiessaan.
Tulevaisuus tuo haasteita, mutta etenkin mahdollisuuksia
Aurinkovoimaa tullaan tulevaisuudessa todennäköisesti ottamaan käyttöön runsaasti. Jouttijärvi kertoo, että esimerkiksi teollisen mittakaavan aurinkovoimalahankkeita on tällä hetkellä Suomessa suunnitteilla valtavan paljon.
– Jos edes osa suunnitelluista hankkeista toteutuu, tulee sähkössä olemaan todella paljon lisääntynyttä tarjontaa erityisesti kesäisinä keskipäivinä. Tämä voi tuottaa haasteita rakennuksiin integroitavissa aurinkovoimaloissa: mikäli aurinkopaneelit on suunnattuna etelään ja tuottavuus on parhaimmillaan keskipäivällä, ei tuotannon arvo välttämättä ole alun perin aurinkovoimalan hankinnan aikaan lasketulla tasolla.
Tulevaisuudessa Jouttijärvi näkee myös paljon mahdollisuuksia.
– Kun ymmärretään, että aurinkosähköä tulee olemaan keskipäivisin paljon ja sille on järkeviä käyttökohteita, voimme hyödyntää sitä. Kiinteistöissä voi esimerkiksi olla sellaisia sähkönkulutuskohteita joissa kulutus on joustavaa. Tällöin voidaan valita, milloin sähköä kulutetaan ilman, että siitä on merkittävää haittaa mukavuudelle. Näihin kannattaa ilman muuta laittaa aurinkosähköä.
Tulevaisuuteen katsoen Jouttijärvi haluaa painottaa myös itään ja länteen osoittavia aurinkopaneeleita. Niissä vuosituotanto on kilowattitunneissa mitattuna pienempi kuin etelään suunnatuissa paneeleissa, mutta tuotantohuippu saadaan kuitenkiin osumaan aamuun ja iltaan, jolloin sähkön hinta on korkeammalla kuin keskipäivällä. Lisäksi aiemmin mainittuja akkuvarastoja kannattaa pitää silmällä.
Aurinkovoima on hyödyksi sekä ympäristölle että taloudelle
Oman aurinkovoiman käyttö tuo kiinteistöille luonnollisesti ympäristöetuja pienemmän hiilijalanjäljen muodossa. Rakennukseen integroituna aurinkovoima tuottaa päästötöntä energiaa. Kun paneelin valmistuksesta aiheutunut hiilijalanjälki on kuitattu, voi rakennuksen oman aurinkovoimalan käytön ajatella kompensoivan muuhun rakentamiseen kulunutta energiaa.
Aurinkovoimaa voidaan hyödyntää myös muihin uusiutuviin energioihin integroituna. Jouttijärvi kertoo esimerkin lämmitysratkaisuista:
– Kiinteistössä voi olla lämminvesivaraaja, jota voidaan käyttää lämpimän käyttöveden ja patterikiertoon menevän lämmityksen tuottamiseen. Ylijäävä aurinkoenergia voidaan käyttää lämminvesivaraston lämmittämiseen. Varastoidun energian voi myöhemmin hyödyntää lämpimänä käyttövetenä tai lämmityksessä.
Rakennuksen omasta aurinkovoimalasta voi myös saada taloudellista hyötyä. Paneelit tuottavat käyttöikänsä (n. 25-30 vuotta) aikana sähköä, mikä ilmenee säästönä sähkölaskussa. Sähkön myynti verkkoon puolestaan lisää tuloa.
– Jos lasketaan, että näistä saadaan enemmän hyötyä kuin mitä voimalan asennus, hankintakustannus ja huoltokulut ovat, on aurinkovoimala ehdottomasti taloudellisesti järkevä ratkaisu, toteaa Jouttijärvi.
Hänen mukaansa aurinkovoiman käyttö voi myös parantaa kiinteistön pitkän aikavälin arvoa, mikäli kiinteistössä on järkevästi sijoitettu ja hyvin tuottava voimala.
Nykylainsäädäntö kannustaa ympäristöystävälliseen rakentamiseen, ja erilaisten ympäristösertifikaattien – esimerkiksi LEED tai BREEAM – hankkiminen aurinkovoiman avulla voi myös toimia myyntivalttina kiinteistölle.
– Jos esimerkiksi kerrostalossa on omaa aurinkosähkötuotantoa, jota asukkaat voivat hyödyntää, saadaan tällä tavoin asuntojen arvoa nostettua, sanoo Jouttijärvi.
Kirjoittanut Eveliina Kammonen
