Aurinkosähköjärjestelmän mitoitus

Tarvittavan enimmäistuoton mitoitus

Aurinkosähköjärjestelmän koon määrittelyssä on perusteltua pitää lähtökohtana sitä, että tuotosta mahdollisimman suuri osa saadaan hyödynnettyä omassa kulutuksessa ja sähköverkkoon myytävä osa jää pieneksi kokonaistuotantoon verrattuna. Tällä tavoin päästään useimmiten parhaaseen taloudelliseen lopputulokseen. Optimaalinen mitoitus on vaikeaa, ja siihen kannattaa useimmiten käyttää ammattiapua. Mitoituksen voi ratkaista myös käytettävän asennuspinta-alan suuruus tai ulkonäkökysymykset.

Taustaa mitoituksen suunnitteluun

Suomessa sähköenergian kulutusta mitataan lähes kaikissa käyttöpaikoissa tuntitasolla. Olemassa olevissa kohteissa mittaustietoa on hyvä käyttää avuksi enimmäistuottotarvetta suunniteltaessa. Yhdenkin vuoden mittaustiedon avulla voidaan selvittää melko hyvällä tarkkuudella kohteen vähimmäiskulutus (pohjakulutus).

Pohjakulutus on energiamäärä, jonka kohde vähintään kuluttaa jokaisena tuntina, jona aurinkosähköä on mahdollista tuottaa. Vaikka pohjakulutus siis olisi yöaikana lähes nolla, sitä ei tarvitse ottaa mitoituksessa huomioon, sillä silloin ei ole tuotantoakaan.

Uudisrakennusta suunniteltaessa mittaustietoa ei luonnollisesti ole saatavissa. Silloin lähtökohdaksi on otettava vastaavan tyyppisen rakennuksen käyttöprofiili sekä uudiskohteen sähkökäyttöisten laitteiden varustelutaso, niiden energiankulutus yms. suhteessa vertauskohteen tietoihin.

Sähkönkulutus samoin kuin tuotantokin vaihtelevat suuresti eri vuorokauden- ja vuodenaikoina. Pienimmillään hetkellinen kulutus voi olla jopa nolla tai lähellä sitä. Kulutus kasvaa esimerkiksi omakotitalossa suureksi, jos paljon sähköä kuluttavia laitteita on yhtä aikaa päällä. Näitä ovat esimerkiksi sähkökiuas, sähköuuni, keittolevyjä ja kuivausrumpu. Myös mahdollinen sähkölämmitys ja maalämpöpumppu voivat aiheuttaa hetkellisesti suuria kulutuspiikkejä.

Tuotannon kuukausivaihtelu otetaan mitoituksessa yleensä huomioon siten, että parhaana tuotantoaikana tuotettua sähköä jää myytäväksi sähköverkkoon. Näin saadaan kevät- ja syysaikoina tuotettu aurinkosähkö riittämään pitemmäksi ajaksi omiin tarpeisiin, ja vuositason kokonaistuotto on suurempi.

Automaation hyödyntäminen mitoituksessa

Hyvin suunnitellun ja toteutetun automaation avulla sähkönkulutusta voidaan jakaa tasaisemmin eri vuorokaudenaikoihin. Pohjakulutusta voidaan lisätä hetkinä, jolloin aurinkosähköä on parhaiten saatavilla, mikä käytännössä tarkoittaa kulutuksen siirtämistä yöstä päiväaikaan. Parhaassa tapauksessa kulutusta voidaan ohjata aurinkosähkön tuotantohuipun aikana automaatiolla niin, että saadaan hyödynnettyä mahdollisimman suuri osa sähköstä omaan käyttöön, mikä on taloudellisesti järkevää.

Sähköverkkoon kytketyissä kohteissa tuntimitattujen sähkönkäyttöpaikkojen kulutustiedot saa nykyisin kattavasti tunneittain jakeluverkkoyhtiöiden verkkopalveluista. Jos käyttöpaikka ei ole tuntimittauksessa, ei tuntikohtaisia kulutustietoja ole saatavissa, vaan aurinkosähköjärjestelmän asentajan tai käyttäjän on mitattava tai arvioitava kulutustaso itse.

Mökkipakettien mitoitus

Verkkoon kytkemättömien loma-asuntojen aurinkosähköjärjestelmien (nk. mökkipaketit) mitoitus poikkeaa verkkoon kytkettävistä järjestelmistä. Mitoitusta varten käydään läpi sähkön käyttötarpeet laite laitteelta (omatoimisesti tai yhdessä mökkipaketin myyjän kanssa). Silloin selvitetään, mikä on kunkin sähkölaitteen tarvitsema teho (W) ja kuinka monta tuntia (h) päivässä laitetta käytetään. Näin saadaan arvioitua päivittäinen sähköenergian tarve (Wh).

Lisäksi otetaan huomioon mökin vuotuinen käyttöjakso (käyttökuukaudet) ja käyttöprofiili (milloin yhtäjaksoisesti, milloin esimerkiksi viikonloppuisin), jotka vaikuttavat sekä aurinkopaneelien että akuston mitoitukseen.

Akkujen ja akustojen varausominaisuudesta käytetään termiä ampeeritunti (Ah). Kun akun tai akuston jännitearvolla kerrotaan sen ampeerituntimäärä, saadaan selville sen varastoiman energian määrä (Wh). On kuitenkin hyvä muistaa, että akkuja ei voi yleensä purkaa täysin tyhjiksi vaurioittamatta niitä, joten on syytä varautua akun 10-20 % ylimitoitukseen. Sähkölaitteiden tyypillisiä energiankulutuksia ja tehoja löytyy esimerkiksi Työtehoseuran sivuilta.


Oliko artikkeli hyödyllinen?

Sivua päivitetty viimeksi 15.11.2016