Aurinkopaneelien energia, teho ja tuotto

1. Auringon energia

Auringon säteistä peräisin olevaa energiaa kutsutaan aurinkoenergiaksi. Aurinko on maan päällä kaiken elämän alku, ja sen energia uusiutuu jatkuvasti. Se tarkoittaa, että energia ei lopu kesken, kuten kivihiilen, öljyn tai maakaasun kaltaisen fossiilisen polttoaineen kohdalla.

Aurinkopaneelit muuttavat auringonsäteiden energiaa sähköenergiaksi, jota voidaan käyttää kotitaloudessa tai lähettää sähköverkkoon. Kun auringonsäteet osuvat aurinkopaneeliin, sen ylä- ja alaosan väliin syntyy sähköinen jännite. Kun osat kytketään yhteen, alkaa kytkennän kautta kulkea sähkövirta, jonka teho muodostuu jännitteen ja kulkevan virran tulona.

– Energiaa mitataan kilowattitunteina (kWh). Kilowattituntien määrä ilmaisee, kuinka paljon sähköenergiaa aurinkopaneelit ovat tuottaneet tietyn ajan sisällä, esimerkiksi vuoden aikana. Aurinkopaneelin asennussuunta ja kallistus vaikuttavat merkittävästi tuotetun sähköenergian määrään ja ajoittumiseen, Vattenfallin energia-asiantuntija Malkus Lindroos selittää.

2. Aurinkopaneelien teho

Siihen, kuinka paljon hyödyllistä sähköä aurinkopaneelit pystyvät tuottamaan, vaikuttaa tietysti aurinkoisten tuntien määrä, paneelilaitoksen koko sekä monet muut tekijät. Teho ja tuotto ovat kaksi tärkeää käsitettä, jotka on ymmärrettävä sekä pidettävä erillään.

– Teho, tai oikeammin nimellisteho, mitataan watteina. Se kertoo, kuinka paljon sähköä aurinkopaneelit voivat tuottaa ihanteellisissa olosuhteissa. Mitä suurempi teho on neliömetriä kohden, sitä parempi, Lindroos kertoo.

Valmistajan ilmoittama teho niin sanotuissa standardiolosuhteissa tarkoittaa tehoa tilanteessa, jossa auringon säteilyteho on 1 000 W per neliö, säteily osuu paneeliin kohtisuoraan ja lämpötila on 25 astetta. Todellisuudessa olosuhteet vaihtelevat, ja sen myötä vaihtelee myös aurinkopaneelien todellinen teho.

– Ei ole realistista ajatella, että aurinkopaneelit saavuttaisivat standardiolosuhteissa määritetyn tehonsa tosielämässä. Valmistajan ilmoittama teho on ensisijaisesti arvo, joka helpottaa eri tuotteiden vertailua. Se on vähän kuin autojen standardin mukaan ilmoitettu polttoaineenkulutus.

3. Aurinkopaneelien tuotto

Tuotto puolestaan mittaa sitä, kuinka suuri osa talteen otetusta aurinkoenergiasta muunnetaan hyödylliseksi energiaksi eli sähköksi. Aivan kuten tehoon, myös tuottoon vaikuttavat aurinkopaneelin lämpötila sekä auringonsäteilyn tulokulma ja voimakkuus.

– Normaalisti tuotto on noin 16–18 prosenttia auringon säteilystä silloin, kun aurinkopaneelit ovat 25 asteen lämpöisiä. Jos paneelit lämpenevät, vaikutus vähenee noin 0,4 prosenttia astetta kohden. Meille suomalaisille tämä on positiivista, sillä Suomen leveyspiireillä ei yleensä ole niin kuuma, Lindroos sanoo.

– Sähköntuotantomme on verrattavissa Keski-Saksan sähköntuotantoon. Esimerkiksi 10 kWp:n suuruinen järjestelmä Hampurin alueella tuottaisi vuodessa noin 8900 kilowattituntia. Espoossa sama järjestelmä tuottaisi puolestaan 8300 kilowattituntia, jos se olisi sijoitettuna katolle 20 asteen kulmassa etelään. Nämä laskelmat saadaan EU:n PVGIS-hankkeen laskurista.

Aurinkopaneelien kokonaishyötysuhde ei riipu ainoastaan aurinkokennojen tehokkuudesta, vaan myös kaapeleiden ja invertterien energiahäviöistä. Lindroosin mukaan nämä häviöt ovat 2–3 prosenttia toimitetusta aurinkoenergiasta.

Milloin investointi kannattaa?

Teho ja tuotto johtavat kysymykseen siitä, kuinka kauan kestää, että aurinkopaneelien asennuksesta tulee taloudellisesti kannattavaa. Vastaus on, että se riippuu siitä, kuinka suuren osan sähköstä käytät tai myyt. Kaikki tämä vaikuttaa kannattavuuteen.

– Hyvin yleisellä tasolla voidaan sanoa, että järjestelmän takaisinmaksuaika on noin 10–15 vuotta, Lindroos kertoo.

Myös katon ilmansuunnalla on merkitystä. Optimaalinen suunta katolle on kaakon ja lounaan välillä, kaltevuus puolestaan 35–50 asteen välillä. Tyypillinen katon kaltevuus on 15–25 astetta.

Viimeisenä mutta ei vähäisimpänä kannattavuuden kannalta on tärkeää, että suuret puut tai muut objektit eivät varjosta kattoa. Pienikin varjostus vähentää merkittävästi paneelien tuottoa.

– Aurinkopaneelit kannattaa asentaa, jos katto on hyvä, hyvässä kunnossa sekä oikeassa ilmansuunnassa eikä siihen osu varjoja, Lindroos sanoo.