Aurinkopaneelien asentaminen

Yleistä

Olemassa olevan vanhan rakennuksen katemateriaali kannattaa analysoida ja tarpeen mukaan vaihtaa, sillä paneelit eivät itsessään toimi katemateriaalina eivätkä varmista katon tiiviyttä. Aurinkopaneelien on oltava katolla tuetulla alueella, eikä esimerkiksi räystäitä saa hyödyntää asennuksessa.

Lisäksi nyrkkisääntönä voidaan sanoa, että kaltevilla katoilla paneelit kannattaa asentaa lähtökohtaisesti lappeensuuntaisesti ja katon alalappeesta on jätettävä vähintään yhden paneelin pituuden verran etäisyyttä ylöspäin. Tällöin myös lumiesteille jää tarpeeksi tilaa katolla.

Yhden aurinkopaneelin pinta-ala asuinrakennuksissa on yleisimmin noin 1,6–2 m² ja nimellisteho vaihtelee noin 320–430 W_p välillä. Pientalokokoluokkaan melko yleisesti tarjottavaan 5 kW_p:n järjestelmään sisältyy noin 12–16 paneelia, joiden yhteenlaskettu pinta-ala on noin 23–26 m².

Ilmansuunta

Suomessa paneelit suunnataan mahdollisuuksien mukaan etelään. Niin saadaan suurin vuosituotto eivätkä kohtuulliset poikkeamat (± 15°) vähennä tuottoa paljoakaan. Itään tai länteen suuntaaminen pienentää vuosituotantoa jo merkittävästi. Jos sähkönkulutus painottuu aamupäivään ja/tai iltapäivään, itään (aamupäivä) ja/tai länteen (iltapäivä) suuntaaminen voi olla perusteltua.

Paneelin kallistuskulma

Tehokkain kallistuskulma on noin 35–45 astetta. Vuosituotanto pienenee hitaasti optimikulmasta poikettaessa. Kallistuskulmat 30° ja 60° tuottavat vielä miltei yhtä paljon sähköä vuodessa kuin optimikulma. Nyrkkisääntönä voidaan pitää, että 15 asteen poikkeama optimikulmasta vähentää vuosituotantoa noin 5 prosenttia.

Mitä pienempi kallistuskulma, sitä terävämpi tuotannon kausihuippu saavutetaan keskikesällä. Vastaavasti mitä pystympään paneelit asetetaan, sitä tasaisemmin ne tuottavat keväästä syksyyn (keskikesällä vähemmän kuin optimikulmalla, mutta keväällä ja syksyllä enemmän kuin optimikulmalla). Pystyasennuksessa paneelit tuottavat keväällä ja syksyllä myös päivän aikana tasaisemmin ja enemmän sähköä kuin optimikulmaan asennetut paneelit.

On kuitenkin syytä huomata, että jos paneelien kaikki tuotanto voidaan hyödyntää itse (ei mainittavaa verkkoon syöttöä) ja ostosähkön hinta on (likimain) vakio, paneelit kannattaa aina suunnata vuosituotannon kannalta optimaalisesti, mikäli mahdollista. Kaltevalle katolle asennettaessa on yleensä mielekkäintä asentaa paneelit katon lappeen suuntaisesti eikä poiketa katon kaltevuudesta.

Varjostukset

Kiinteästi asennettujen paneelien sijoittelussa on tärkeintä varmistaa, ettei niille osu varjostuksia. Suurimmat pettymykset aurinkosähkön tuotannossa johtuvat monesti varjostusten aliarvioinnista. Koko alue idästä länteen on syytä katsoa tarkasti läpi. Varjostuksia aiheuttavat muun muassa puut sekä korkeat rakennukset ja muut rakenteet.

Kiinteä vai aurinkoa seuraava asennus?

Aurinkopaneelit voidaan asentaa joko kiinteästi tai aurinkoa seuraaviksi. Yhden kääntymisakselin avulla voidaan seurata joko auringon korkeutta tai ilmansuuntaa. Kahden akselin seurannalla paneelit voidaan suunnata aina täsmälleen aurinkoa kohti. Kahden akselin seurannalla voidaan saavuttaa olosuhteista riippuen noin puolitoistakertainen tai jopa kaksinkertainen vuosituotanto kiinteään asennukseen verrattuna.

Seurantajärjestelmät kuitenkin kasvattavat merkittävästi hankintahintaa ja liikkuvista osista aiheutuu vuosien varrella myös enemmän huoltokustannuksia.

Seurantajärjestelmien taloudelliseen kannattavuuteen tai kannattamattomuuteen vaikuttavat tekijät:

• investointikustannukset,
• toimintavarmuus ja huoltotarve,
• aurinkosähköllä korvatun sähkön hinta sekä
• säteilyolosuhteet.

Täysin pilvisellä säällä (jolloin tarjolla on käytännössä pelkkää hajasäteilyä) auringon seuraaminen pienentää paneelien tuottoa jonkin verran, pilvettömällä säällä se puolestaan suurentaa tuottoa selvästi. Suomessa hajasäteilyn osuus on suuri (noin 40–50 % kokonaissäteilystä), joten seurantajärjestelmien käyttö ei välttämättä ole kannattavaa.

Paneelien taustan tuuletus

Aurinkopaneelien tausta tulisi jättää tuulettuvaksi. Se tehdään jättämällä vapaa ilmarako paneelien ja niiden takana olevien rakenteiden väliin. Tuulettamaton rakenne nostaa paneelien lämpötilaa, mikä johtaa varsinkin kiteisen piin paneelien hyötysuhteen selvään laskuun. Kevään ja kesän parhaimpina tuotantoaikoina paneelien lämpötila nousee ilman taustan tuuletusta kymmeniä asteita ympäristön lämpötilan yläpuolelle, mikä vähentää tuotantoa tuntuvasti. Ohutkalvopaneeleilla ongelma ei ole yhtä suuri, sillä niiden hyötysuhde ei ole samalla tavalla sidoksissa ympäröivän ilman lämpötilaan kuin kiteisen piin paneelien.

Asennus katolle, seinään vai maahan?

Aurinkopaneelien kiinnitysjärjestelmiä löytyy kaikille kattotyypeille. Paneelit asennetaan niissä yleensä samaan ilmansuuntaan ja kallistuskulmaan katon lappeen kanssa. Tasakatoille paneelit asennetaan erillisiin telineisiin, jolloin niiden ilmansuunta ja kallistuskulma voidaan valita vapaasti.

Maahan asennettaessa käytetään samankaltaisia telineitä kuin tasakatolle asennettaessa. Maahan asennus soveltuu lähinnä suurille järjestelmille, jotka voidaan aidata ja joita voidaan vartioida. Maa-asennuksissa on kiinnitettävä erityistä huomiota varjostuksiin, joita syntyy herkemmin kuin kattoasennuksissa.

Kun aurinkopaneelit integroidaan rakennuksen seiniin tai kattorakenteisiin, ne voidaan erityisesti suurissa kiinteistöissä suunnitella visuaalisesti sopivaksi osaksi rakennuksen arkkitehtuuria tai niillä voidaan korvata muita kalliita julkisivumateriaaleja. Aurinkopaneelit voivat myös toimia vaikkapa ikkunoiden tai tankkausasemien aurinkovarjoina. Silloinkin kannattaa pyrkiä ratkaisuun, jossa paneelien tausta tuulettuu.