Pintoja paneeleille ja energiaa auringosta

Pitkä kaamosaika tasaantuu kesällä. Näin arvioi Suomen Aurinkoenergiayhdistyksen toiminnanjohtaja Christer Nyman, joka on työskennellyt aurinkoenergian parissa ympäri maailmaa jo 40 vuotta.

4 600 aurinkopaneelia. Sellaiset löytyvät Vantaalta pakastevarastointia tarjoavan KWH Freezen katolta. Alun perin paneeleita suunniteltiin yrityksen vanhemman hallin katolle, mutta kattorakenteet eivät kestäneet – ne oli suunniteltu kantamaan vain lumikuorma.

– Jos sinne olisi asentanut paneelit lumikuorman lisäksi, lujuutta ei olisi ollut tarpeeksi. Uusi halli suunniteltiin alusta alkaen niin, että katolle pystyy laittamaan paneelit, kertoo Suomen Aurinkoenergiayhdistyksen toiminnanjohtaja Christer Nyman.

Hän korostaa, että rakennusten katot olisi nykyään tärkeää suunnitella jo alun perin kantamaan aurinkopaneelit – vaikka rakennuksen omistaja ei heti paneeleja haluaisikaan. Muiden kuin tasakattojen kohdalla myös rakennuksen suuntaa kannattaa miettiä. Jos katto on lappeellaan, paneelit kannattaa tietysti suunnata etelään. Etelän puolella mahdollisesti varjostavat rakennukset tai puut on hyvä huomioida.

– Taloja voi myös kääntää tontilla niin, että lappeet ovat etelään. Niin saadaan hyviä pintoja. Tasakatolla ei ole samaa ongelmaa, sinne paneelit vain käännetään katon päälle.

Lisää aurinkosähköä Suomeen

Aurinkosähkön osuus Suomen sähköntuotannosta on kasvanut. Vielä pari–kolme vuotta sitten osuus ei Nymanin mukaan juuri edes näkynyt tilastoissa, nyt hän arvioi osuudeksi noin 0,6 prosenttia.

Tilastokeskuksen mukaan sähkön tuotanto Suomessa vuonna 2021 oli 69,3 terawattituntia. Aurinkosähkön tuotanto vastasi tuolloin Energiaviraston mukaan Suomen sähkön kokonaistuotannosta noin 0,4 prosenttia. Vuoden 2021 lopussa sähköverkkoon oli liitetty yhteensä noin 395 megawattia aurinkosähkön tuotantokapasiteettia.

Kantaverkkoyhtiö Fingridin vuoden 2023 sähköjärjestelmävisiossa Mikko Heikkilä kertoo, ettei suomalaiselle puhtaalle energialle ole koskaan ollut niin kovaa kysyntää kuin nyt: ”Aurinkovoiman liittymiskyselyt ovat yli kolminkertaistuneet vuoden takaiseen verrattuna ja ensimmäiset aurinkovoiman liittymissopimukset kantaverkkoon on jo tehty”, Fingridin strategisen verkkosuunnittelun päällikkönä työskentelevä Heikkilä kirjoittaa.

Nyman arvioi, että viime vuonna aurinkoenergian määrä tuplaantui Suomessa verrattuna vuoteen 2021. Parhaimmillaan teho voisi Suomen tasolla olla Nymanin arvion mukaan useita gigawatteja.

– Tällä hetkellä on asennettu ehkä noin 700 megawattia. Tänä vuonna tulee varmasti täyteen ensimmäinen gigawatti. Osuus voi nousta noin kymmeneen prosenttiin Suomen sähkön kokonaistuotannosta, mutta kyllä se voi mennä ylikin. Kymmenestä prosentista puhuttiin jo 5–10 vuotta sitten. Tilastoissa näkyy, että yksi prosentti ylittyy varmasti kohta, ehkä tänä vuonna, Nyman arvioi.

Nyman muistuttaa, että vaikka meillä Suomessakin riittää aurinkoa, myös verkon kapasiteetti pitää huomioida. Lisäksi aurinkoenergian yleistymisen pullonkaulana on Nymanin mukaan sähköveroraja. Sitä täytyy maksaa, jos tuottaa vuodessa yli 800 megawattituntia – vaikka omaankin käyttöön.

– Rajaa pitää varmasti jossain vaiheessa nostaa, jos halutaan, että olemme energian suhteen enemmän omavaraisia.

Paneelien tehot kasvaneet

Paneeleiden tekniikoissa, kallistuskulmissa ja asennustavoissa ei Nymanin mukaan ole kovin suurta eroa eri kohteiden välillä. Maailmalla hän on kuitenkin nähnyt esimerkiksi itsestään kääntyviä paneeleja. Niitä täytyy huoltaa kiinteitä paneeleja enemmän.

– Kun lähtee laskemaan, paljonko kääntyvä järjestelmä maksaa ja optimoidaan tuotto, niin yleensä asennetaan kiinteä, hän sanoo.

Seiniin asennettujen paneelien tuotto jää Nymanin mukaan kattoon asennettuihin paneeleihin verrattuna noin 20 prosenttia vähäisemmäksi. Myös seinän suunnalla on merkitystä. Optimoiduin tuotto saadaan Nymanin mukaan yleisimmin katoilla 60 asteen kulmaan asennetuilla paneeleilla.

Nymanin 40-vuotisen aurinkoenergiauran aikana paneelien hinnat ovat laskeneet. Samalla niiden tehot ja koot ovat kasvaneet.

– Alkuvaiheessa paneelit olivat ehkä 50–60 wattia, nyt löytyy 400–500-wattisia. Hyötysuhde oli 1980-luvulla vähän päälle 10 prosenttia, nyt se on reilusti yli 20 prosenttia.

Tekniikka sen sijaan perustuu edelleen piikiekkoon, kuten 1980-luvullakin.

– Siinä on kyllä tekniikka kehittynyt, miten piikiekko on tehty. Saadaan enemmän irti samasta pinta-alasta.

1980-luvulla tulivat myös ensimmäiset kaksipuoleiset paneelit. Nymanin mukaan ne eivät kuitenkaan kaikkialle sovi.

– Kaksipuoleisten paneelien takana pitää olla hyvin heijastava pinta ja paneeleissa väliä, että ne pystyvät hyödyntämään takaa tulevat heijastukset. Väitetään, että niillä saadaan kyllä vähän lisää energiaa. Mutta hintakin on sitten eri kuin tavallisissa paneeleissa.

Kelluviin järjestelmiin kaksipuoleiset paneelit sopivat Nymanin mukaan hyvin.

– Suomessa ei ole kelluvia järjestelmiä. Mutta jos kaksipuoleiset paneelit ovat pystysuorassa veden päällä, tulee heijastuksia. Vesi ja aurinko tekevät sen, että sieltä voi saada energiaa enemmän.

Hankkeita ympäri maailmaa

Nyman opiskeli aikoinaan Helsingin yliopistossa fysiikka pääaineenaan ja teki aurinkoenergiasta maisterintutkielmansa. Sen jälkeen hän toimi VTT:llä seitsemän vuotta tutkijana. Nykyään hän konsultoi aurinkoenergiahankkeita eri maissa oman konsulttiyrityksensä, Solecon, kautta.

Haastattelupäivää edeltävänä päivänä Nyman oli palannut Indonesiasta, jossa hän vetää energiakartoitusprojektia. Tarkoituksena on selvittää, miten Jakartan kaupungin sairaaloiden energiankulutusta saataisiin vähennettyä – ja suunnitella sairaaloiden katoille aurinkopaneelit.

– Indonesia on iso maa, jossa on paljon aurinkoa. Aurinkoenergiaa siellä on silti aika vähän, heidän sähköstään suurin osa tuotetaan hiilellä. Ilmaston takia nyt pitäisi siirtyä muihinkin. Teemme suunnitelmat Jakartan kaupungille. He voivat sitten hakea ulkopuolisia tekemään tarjouskilpailua siitä, kuka ne tulee tekemään. Tämän tyyppisiä projekteja on paljon. Esimerkiksi EU ja Maailmanpankki rahoittavat niitä.

Nyman on konsultoinut aurinkoenergiaprojekteja myös esimerkiksi Afrikassa, jossa sähköntuotantomahdollisuuksia tarvitaan sekä kaupungeissa että maaseudulla. Salomonin saarilla hän on tehnyt suunnitelmia kyliin, joissa sähkö on saatu aiemmin diesel-generaattorista.

– Laitetaan pieni aurinkosähköjärjestelmä ja otetaan diesel pois sieltä. Tämän tyyppisiä suunnitelmia on ollut paljon ja tulee lisää. Osa on toteutunutkin, mutta julkisella rahoituksella toteutuminen kestää. Pitää saada tekijät ja tehdä tarjouskilpailut. Mutta kun suunnitelmat on kerran tehty, kyllä se siitä lähtee. He tarvitsevat sähkön joka tapauksessa.

Villiä länttä luvissa

Suomessa on meneillään merkittäviä aurinkoenergiahankkeita. Fingrid esimerkiksi laajentaa Utajärvellä Utasen 110 kilovoltin sähköasemaa vuosien 2023–2024 aikana ja on solminut aurinkovoimapuiston liittymissopimuksen Skarta Energyn omistaman hankeyhtiö Utajärven Solarpark Oy:n kanssa. Tämä Fingridin ensimmäinen aurinkovoimapuiston liityntäsopimus mahdollistaa Tunturisuon 80 megawatin aurinkopuiston liittämisen kantaverkkoon.

Työ- ja elinkeinoministeriön mukaan Suomessa käytettävistä uusiutuvista energiamuodoista tärkeimpiä ovat bioenergia, varsinkin metsäteollisuuden sivuvirroista saatavat ja muut puupohjaiset polttoaineet, vesivoima, tuulivoima ja maalämpö. Aurinkosähkön osuus kasvaa erityisesti kohteissa, jossa oma tuotanto korvaa verkosta ostettavaa sähköä.

Maailmalla aurinkovoiman osuus on merkittävämpi.

– Koko maailman mittakaavassa uusiutuvista energiahankkeista aurinkoenergia kasvaa eniten, Nyman sanoo.

Aurinkoenergiaa koskevat luvitukset ovat Nymanin mukaan Suomessa vielä kehittelyn alla. Lupia sovelletaan eri tavalla eri alueilla ja jopa eri kaupungeissa.

– Siellä on vähän villiä länttä. Melko mielivaltaisesti jotkut tarvitsevat lupia aurinkoenergiajärjestelmien asentamiseen ja jotkut eivät. Luvat eivät ole yhtenäisiä Suomessa, eikä EU-alueellakaan ole yhteisiä sääntöjä. Eri kunnat soveltavat eri tavalla sitä, mitkä luvat täytyy olla. Siitä tulee ylimääräistä paperisotaa.

Juttua varten on haastateltu myös KWH Freezen toimitusjohtajaa Peter Långia.