Aurinkosähköjärjestelmän sijoittaminen, tuotto, mitoittaminen ja kannattavuus
Kuinka monta aurinkopaneelia on järkevä hankkia? Miten paneelit kannattaa sijoittaa? Aurinkosähköjärjestelmän sijoittaminen ja mitoitus on keskeistä hyvän lopputuloksen kannalta. Hankinnan taloudellisuuteen vaikuttaa huomattavasti se, kuinka suuren osuuden tuotetusta sähköstä käyttää itse.
Maan pinnalle saapuva vuotuinen auringon säteilyenergia on Etelä-Suomessa samaa suuruusluokkaa kuin Pohjois-Saksassa, Pohjois-Suomessa vähän vähemmän. Vain ajoitus on Suomessa erilainen – meillä tuotto painottuu enemmän kesäaikaan ja vastaavasti marras-tammikuussa aurinkosähköjärjestelmän sähköntuotto on hyvin vähäistä.
Pääkaupunkiseudulla vuotuinen säteilymäärä vaakasuoralle pinnalle on hieman vajaa 1000 kWh/m2 ja Sodankylässä noin 800 kWh/m2. Eteläsuuntauksella paneeleille tulevan säteilyn määrä on suurimmillaan noin 45 asteen kulmassa. Säteilyn määrä heikkenee vuositasolla noin 25% nostettaessa etelään suunnatut paneelit kokonaan pystyasentoon ja noin 20 prosenttia laskettaessa ne vaaka-asentoon.
Aurinkopaneeleiden sijoittamisessa on huomioitava, että ne tarvitsevat tilaa paneeleiden hyötysuhteesta ja asennustavasta riippuen noin 5-9 m2/kWp.
Mihin aurinkopaneelit kannattaa sijoittaa?
Aurinkopaneelit katolle
Aurinkoinen ja varjostamaton paikka on usein helpoin löytää rakennuksen katolta, jos katon lappeen suuntaus on itä-etelä-länsi sektorilla. Yleensä paneelit kannattaa asentaa katon lappeen suuntaisesti, vaikkei tällä saavutettaisi optimaalista tuottoa. Katon kulmasta poikkeaminen on visuaalisesti heikompi ratkaisu ja edellyttää rakentamislupaa toisin kuin lappeen suuntainen asennus. Myös asentamisen hinta nousee.
Tasakatolle paneeleille asennetaan erilliset telineet, jolloin ilmansuunta ja kallistuskulma voidaan valita vapaammin kuitenkin tuulikuormat ja paneelirivien varjostavuus huomioiden. Tasakatoille paneelit asennetaan usein noin 15 asteen kulmaan.
Aurinkopaneelit voidaan asentaa erilaisille kattomateriaaleille ja kattotyypeille. Vanhemmille asbestia sisältäville mineriittikatoille asennettaessa on huolehdittava asianmukaisesta suojauksesta.
Ennen asennusta on hyvä tarkistuttaa, että kattorakenteet ovat hyvässä kunnossa ja kantavuus riittävä. Mikäli asennuksessa tehdään läpivientejä kattorakenteeseen, vedeneristyksestä on huolehdittava.
Aurinkopaneelit seinälle
Paneelit voidaan asentaa rakennuksen seinälle pysty- tai lähes pystysuuntaisesti. Vuotuinen sähköntuotto heikkenee noin 25-30 prosenttia verrattuna 40 asteen kulmaan suuntaamiseen. Sähköä saadaan kuitenkin verrattain enemmän alkukeväästä ja loppusyksystä, jolloin aurinko paistaa matalalta. Pystysuuntaan asennettaessa paneeleille ei pääse kertymään lunta eikä puiden lehtiä. On tärkeää huomioida, ettei räystäs varjosta paneeleita.
Aurinkopaneelit maahan
Jos tontilta löytyy sopiva aurinkoinen paikka paneeleille, asennus voidaan tehdä myös maahan asennettaville telineille. Paras vuosituotto saavutetaan tällöin suuntaamalla paneelit suoraan etelään 40 asteen kulmaan. Suuntauksen ohella tuottoon vaikuttavat mm. mahdolliset varjostukset, paneeleiden tuulettuvuus ja sijoituspaikan kuumuus, mahdollinen heijastuksien antama lisäsäteily ja asennuspaikan etäisyys sähkön käyttöpaikasta.
Aurinkosähköpaneelien tuotto
Maan pinnalle saapuva vuotuinen auringon säteilyenergia on Etelä-Suomessa samaa suuruusluokkaa kuin Pohjois-Saksassa, Pohjois-Suomessa vähän vähemmän. Vain ajoitus on Suomessa erilainen – meillä tuotto painottuu enemmän kesäaikaan ja vastaavasti marras-tammikuussa aurinkosähköjärjestelmän sähköntuotto on hyvin vähäistä.
Pääkaupunkiseudulla vuotuinen säteilymäärä vaakasuoralle pinnalle on hieman vajaa 1000 kWh/m2 ja Sodankylässä noin 800 kWh/m2. Eteläsuuntauksella paneeleille tulevan säteilyn määrä on suurimmillaan noin 45 asteen kulmassa. Säteilyn määrä heikkenee vuositasolla noin 25% nostettaessa etelään suunnatut paneelit kokonaan pystyasentoon ja noin 20 prosenttia laskettaessa ne vaaka-asentoon.
Aurinkopaneelijärjestelmän vuotuinen tuotto
Aurinkosähkön vuotuisesta tuotosta Suomessa noin 90% syntyy maaliskuun alusta syyskuun loppuun välisenä aikana. Myös aurinkopaneeleiden suuntaus vaikuttaa merkittävästi sähköntuotantoon. Etelä-Suomessa vuotuinen sähköntuotto on parhaimmillaan asennettaessa paneelit suoraan etelään noin 40 asteen kulmaan. Tuotto pienenee etäläsuuntauksesta poikettaessa seuraavasti:
Ilmansuuntien vaikutus aurinkopaneelien vuotuiseen tuottoon:
- Kaakko: Tuotto on noin 7 % pienempi kuin suoraan etelään suunnattaessa.
- Lounas: Tuotto on noin 7 % pienempi kuin suoraan etelään suunnattaessa.
- Itä: Tuotto on vajaat 25% pienempi kuin suoraan etelään suunnattaessa.
- Länsi: Tuotto on vajaat 25% pienempi kuin suoraan etelään suunnattaessa.
- Koillinen, luode, pohjoinen: Aurinkopaneelijärjestelmän asentaminen luoteen ja koillisen väliselle suunnalle on kyseenalaista heikon tuoton vuoksi.
Aurinkopaneelit eivät pidä varjosta, vaan tuotto voi laskea merkittävästi pienenkin varjon osuessa paneelille. Huomioi esimerkiksi seuraavat seikat:
- Lipputanko tai korkeat puut voivat varjostaa katollekin sijoitettuja paneeleita.
- Puiden lehdet voivat jäädä paneelin pintaan. Yksittäisen paneelin tuotto voi tippua merkittävästi jo yhden lehden jäädessä paneelin pinnalle. Sade tosin yleensä huuhtelee paneelit.
- Lumi varjostaa paneelin pintaa talviaikaan, mutta joulukuun alusta helmikuun loppuun välisen ajan osuus paneeleiden koko vuoden tuotosta on vain 5 % luokkaa, vaikka paneelit pidettäisi puhtaina lumesta (Euroopan komission aurinkosähkölaskurin mukaan). Lumi poistuu paneeleiden päältä aiemmin kuin muualta katolta eikä katolla olevia paneeleita yleensä putsata lumesta, koska saatu hyöty on pieni vaivaan ja katolta putoamisen riskiin nähden.
Aurinkopaneelien tausta tulisi jättää hyvin tuulettuvaksi jättämällä riittävän suuri ilmarako paneelien ja niiden takana olevien rakenteiden väliin. Heikosti tuulettuva rakenne nostaa paneelien lämpötilaa, mikä johtaa varsinkin kiteisen piin paneelien hyötysuhteen selvään laskuun. Kevään ja kesän parhaimpina tuotantoaikoina paneelien lämpötila nousee ilman riittävää taustan tuuletusta kymmeniä asteita ympäristön lämpötilan yläpuolelle, mikä vähentää tuotantoa. Ohutkalvopaneeleilla ongelma ei ole yhtä suuri, sillä niiden hyötysuhde ei ole samalla tavalla sidoksissa ympäröivän ilman lämpötilaan kuin kiteisen piin paneelien.
Minkä kokoinen aurinkosähköjärjestelmä on kannattavaa hankkia?
- Aurinkosähköjärjestelmän taloudellinen kannattavuus on sidoksissa sähkön markkinahintaan ja investointikustannuksiin. Epävarmuutta kannattavimman mitoituksen tekemiseen aiheuttaa sähkön hintakehitys, joka vaikuttaa sekä ostoenergian kustannuksiin että aurinkopaneeleilla tuotetusta ylijäämäsähköstä saatavaan korvaukseen.
- Pääsääntönä on, että suuremman taloudellisen hyödyn tuotetusta aurinkosähköstä saa käyttämällä sen mahdollisimman suureksi osaksi itse, koska tällöin saa taloudellisen hyödyn niin sähköenergian, verkkopalvelumaksun kuin sähköveron osalta. Poikkeuksen tähän muodostaa tilanne, jossa sähkön käytöstä maksetaan edullisen kiinteähintaisen sähkösopimuksen mukaan ja sähkön pörssihinta on erittäin korkealla, mikä nostaa myös ylijäämäsähköstä saatavaa korvausta.
- Järjestelmää mitoitettaessa on hyvä huomioida myös, että suuremman aurinkosähköjärjestelmän saa yksikköhinnaltaan edullisemmin.
- Järjestelmän kokoa voivat rajoittaa käytettävissä oleva varjostamaton kattopinta-ala tai muun asennuspaikan koko. Joskus esteettisillä seikoilla saattaa olla vaikutusta mitoitukseen. Lisäksi sähköverkkoyhtiön vaatimukset voivat rajoittaa sähköliittymään liitettävän aurinkosähköjärjestelmän invertteritehoa.
- Pientalon aurinkosähköjärjestelmän avaimet käteen -toimituksessa mitoitus kuuluu tavallisesti kokonaispakettiin. Taloyhtiöissä mitoitus tehdään yleensä osana aurinkosähköselvitystä, jonka perusteella hankinta kilpailutetaan. Halutessaan myös pientaloasukas voi teettää järjestelmän suunnittelun, mitoituksen ja alustavan kannattavuusarvion tähän erikoistuneella suunnittelijalla tai alan asiantuntijalla. Selvityksen laatija voi auttaa myös järjestelmien vertailussa tarjouspyyntövaiheessa.
Vertaa sähkön kulutusta ja arvioitua tuottoa aurinkosähköjärjestelmää mitoittaessa
Mitoitusta arvioidaan tarkimmin vertaamalla sähkönkulutusta ja arvioitua aurinkosähkön tuotantoa tuntitasolla. Kuukausitason tarkastelu ei kerro paljoakaan siitä sähköntuoton osuudesta, joka kohteessa saadaan käytettyä itse.
Aurinkosähköjärjestelmän mitoituksessa voidaan myös käyttää erilaisia lähtökohtia sen mukaan, haetaanko taloudellisesti kannattavinta ratkaisua, katon aurinkosähköpotentiaalin maksimoivaa mitoitusta, vai esimerkiksi kesäaikaisen sähkönkulutuksen mahdollisimman hyvin kattavaa sähköntuottoa.
Aurinkosähköjärjestelmään voi myöhemmin myös lisätä paneeleita, mikäli asennuspaikalla on tilaa. Tällöin jo ensimmäistä hankintaa tehdessä on järkevää miettiä paneelien sijoittelu täydentämisen kannalta sekä hankkia suoraan isompi invertteri tai mikroinvertterit.
Kannattavinta on hankkia aurinkosähköä omaan käyttöön
Tyypillisesti aurinkosähköjärjestelmä on taloudellista mitoittaa oman sähkönkulutuksen mukaisesti huomioiden mahdollisuudet siirtää kulutusta ajankohtiin, jolloin aurinkopaneelit tuottavat sähköä. Itse käytetyn sähkön osuutta voi parantaa investoimalla ohjaukseen, jonka avulla aurinkosähköä saadaan hyödynnettyä enemmän esimerkiksi käyttöveden lämmitykseen.
Taloudellisesti kannattavassa mitoituksessa yleensä osa tuotetusta sähköstä myydään sähköverkkoon. Pientalossa tämä käytännössä tarkoittaa, että 50-80 % sähköstä käytetään itse, taloyhtiössä järjestelmä mitoitetaan usein noin 70-90 % omakäyttöosuudelle.
Mitoituksessa kannattaa myös arvioida, miten sähkönkäyttö muuttuu tulevaisuudessa. Sähköauton latauspisteet, lämmitysmuodon vaihdot, koneelliseen ilmanvaihtoon ja tilojen jäähdytykseen liittyvät remontit lisäävät sähkönkulutusta, ellei korjausten yhteydessä tehdä muita merkittävästi energiatehokkuutta parantavia toimia.
Tulevaisuudessa akkujen hintojen laskiessa oman aurinkosähkön varastointi voi muuttaa ajattelua kannattavasta mitoituksesta
Aurinkosähköjärjestelmän osto- ja myyntisopimukset
Aurinkovoimalan omistajan on solmittava sopimus sähkön vähittäismyyjän kanssa ylijäämäsähkön ostamisesta. Ilman sopimusta aurinkovoimalaa ei saa kytkeä verkkoon.
Tällä hetkellä useimmat sähköyhtiöt edellyttävät, että asiakkaalla on myös sähkösopimus verkosta ostettavasta sähköstä samassa yhtiössä. Sähkön vähittäismyyjän voi kilpailuttaa ja sähköyhtiötä vaihtaa, mikäli ei ole sidottuna määräaikaiseen sähkösopimukseen.
Tutustu sopimusehtoihin ennen ylijäämäsähkön myyntisopimuksen solmimista.
- Ylijäämäsähköstä sähköyhtiön maksama hinta vaihtelee, yleisimmin se on sidottu pörssisähkön hintaan.
- Tarkin ja pientuottajan kannalta tuottavin tapa myyntisopimuksessa on laskea hyvitys myydystä sähköstä tuntikohtaisesti (tai tasejaksoittain eli vartin välein). Sähköyhtiöillä on ollut käytössä myös vuorokausi- tai kuukausitason keskihinnan mukaan laskettavia hyvityksiä.
- Osa sähköyhtiöistä veloittaa ostosta sopimuskohtaisen perusmaksun ja/tai välityspalkkion. Näiden kokonaiskustannus on vuositasolla lähinnä muutamia kymmeniä euroja.
- Mikäli oma sähkön hankintasopimus on edullinen ja kiinteähintainen ja samanaikaisesti sähkön pörssihinta on korkealla, voi olla taloudellisesti kannattavaa myydä mahdollisimman paljon omaa tuotantoa verkkoon ja minimoida oma sähkönkulutus. Huomaa kuitenkin, että ostaessasi sähköä vähittäismyyjältä, maksat sähköenergian hinnan lisäksi siirtomaksut ja verot.
- Sähköverkkoon myyty sähkö on verotettavaa tuloa, mutta ylijäämäsähkön myynti on yleensä arvoltaan vähäistä suhteessa aurinkosähköjärjestelmän hankinnasta aiheutuviin kuluihin. Verohallinnon käsityksen mukaan aurinkosähköjärjestelmästä ei tämän vuoksi tavallisesti jää tuloverotuksessa verotettavaa tuloa silloin, kun verovuonna myydyn sähkön määrä on ostetun sähkön määrää pienempi.
Tuotetun ja kulutetun aurinkosähkön mittaus
Sähköverkkoyhtiö saa tiedon verkkoon kytketyn aurinkosähköjärjestelmän verkkoon syöttämästä energiasta sähkömittarin kautta. Tämän tiedon pohjalta aurinkosähkön pientuottaja saa korvauksen verkkoon siirretystä sähköstä. Sopimus sähkön myynnistä verkkoon tehdään aina ennen laitteiston kytkemistä verkkoon sähkön myyntiyhtiön (ei sähköverkkoyhtiön) kanssa.
Lisäksi asennettuna tulee olla sähkömittari, joka pystyy mittaamaan kulutetun ja aurinkosähköjärjestelmästä verkkoon syötetyn sähkön. Tiedon mittarin tyypistä saa sähköverkkoyhtiöstä. Mikäli mittari ei sovellu kaksisuuntaiseen mittaukseen, sähköverkkoyhtiö vaihtaa sen ilman kustannuksia.
Miten arvioida aurinkopaneeleiden tuottoa?
Aurinkopaneeleiden tuottoa ja ajoittumista voi tarkastella esimerkiksi Euroopan komission PVGIS-palvelun avulla. Huomioi paneeleiden asennuspaikka, suuntaus ja varjostukset arvioidessasi tuottoa.