Aurinkopaneelien kannattavuus Suomen olosuhteissa

Kannattaako aurinkopaneeleita asentaa Suomen pohjoisiin olosuhteisiin? Tutkimukset osoittavat, että aurinkopaneelien asennus kannattaa. Suomen valttikortteja ovat valoisat kesät ja pitkät kesäillat sekä aurinkopaneelien tapa tuottaa sähköä sitä paremmalla hyötysuhteella, mitä kylmemmässä ne ovat. Kevät onkin aurinkopaneelituotannon parasta aikaa.

Aluksi on hyvä kumota harhaluulo Suomeen saapuvan valosäteilyn vähäisestä määrästä. On totta, että Suomen sijainti 60. ja 70. leveyspiirin välimaastossa aiheuttaa sen, että osa säteilyenergiasta jää ilmakehään valon kulkiessa viistosti sen läpi. Verrattain vähäpilviset kesät sekä pitkät valoisat kesäillat kompensoivat kuitenkin paljon. Ilmatieteen laitoksen tekemän tutkimuksen mukaan Suomeen saapuvan auringon kokonaissäteilyn määrä on eteläisessä ja lounaisessa osassa Suomea on lähes samaa luokkaa kuin Alppien pohjoispuolella, johon lasketaan kuuluvaksi myös Pohjois-Espanja. 

Auringon kokonaissäteilyn määrän suhteen Suomi on samassa luokassa Saksan kanssa, joka on tällä hetkellä kotitalouksien tuottaman aurinkosähkön kärkimaita maailmassa. Olemme siis auringon säteilymäärän suhteen hyvässä seurassa.

Hajasäteilyn osuus merkittävä aurinkosähkössä

Aurinkosähkön hyödyntämistä Suomen olosuhteissa tukee se, että aurinkopaneelien tuotolle on yhdentekevää, saapuuko säteily suoraan auringosta vai erilaisten pintojen, kuten ilmakehän hiukkasten, veden, lumen, maan ja kiiltävien kattopintojen kautta valona heijastuen, eli hajasäteilynä. Pohjoisen sijaintimme vuoksi osa valosta on juurikin hajasäteilyä. Vuositasolla aurinkopaneeleihin osuvan hajasäteilyn osuus on muutaman prosentin luokkaa, mutta hetkittäin se saattaa nousta jopa 25 prosenttiin. 

Etenkin lumen pinnasta paneeleihin heijastuva valon määrä on merkittävä. Se tehostaa aurinkopaneeleiden talvituotantoa, mutta erityisen paljon siitä on hyötyä kevättalvella, kun lumi on vielä maassa, mutta valon määrä on jo lisääntynyt ja päivät pitenevät.  

Sääolosuhteet toissijaisia aurinkopaneelien tuotossa

Kirkas pilvetön taivas on optimaalisin sää aurinkopaneeleiden tuoton kannalta, mutta nykyiset aurinkopaneelit tuottavat sähköä myös pilvisellä säällä. Kuten edellä todettiin, aurinkopaneeleiden toiminta edellyttää valoa, ei suoraa auringonpaistetta.

Itse asiassa säätilavaihtelut vaikuttavat kokonaistuotannon määrään varsin vähän vuosittaisten vaihtelun jäädessä noin viiteen prosenttiin. Vaikka kesä olisikin sateinen, on valon yhteismäärällä tapana kompensoitua vuoden muina ajanjaksoina.

Kuten aiemmin totesimme, paistaa se aurinko Suomessakin. Esimerkiksi keskeiseen Eurooppaan verrattuna Suomen kesät ovat verrattain vähäpilvisiä. Ilmatieteen laitoksen tilastojen mukaan lounaissaaristossa aurinkotunteja kertyy 45 prosenttia teoreettisesta maksimista, pääkaupunkiseudulla vastaava luku on 40, Keski-Suomessa 37 ja Rovaniemellä 35. 

Viileys eduksi aurinkopaneelien toiminnalle

Tiukassa istuu myös ajatus siitä, että aurinkopaneelit tuottavat sähköä sitä tehokkaammin, mitä enemmän ja suorempaa auringonsäteilyä ne saavat. Näin ollen tuotannon pitäisi olla huipussaan päiväntasaajaseudun pilvettömillä seuduilla. Näin ei kuitenkaan ole: lämpötilan noustessa neljänkymmenen asteen korville, aurinkopaneeleiden muuntohyötysuhde ja näin ollen suorituskyky laskee.

Aurinkopaneelit tuottavat Ilmatieteen laitoksen erikoistutkija Anders Lindforsin mukaan sitä suuremmalla hyötysuhteella sähköä, mitä viileämmässä ne ovat. Samoilla linjoilla on myös Lappeenrannan teknillisen yliopiston energiatehokkuuden professori Jero Ahola, jonka mukaan aurinkopaneelin napajännite nousee lämpötilan laskiessa ja sen seurauksena aurinkopaneelin tehot nousevat. Aurinkosähkön tuotto myös kasvaa sen mukaan, mitä viileämpinä aurinkopaneelit pysyvät. Aurinkosähkön kulta-aikaa valoisine päivineen on toukokuu.

Aurinkopaneeleiden viileyttä suosivan ominaisuuden ansiosta myös kesätuottomme on kovaa luokkaa ja päihittää muun muassa Etelä-Euroopan, missä kuumuus leikkaa aurinkopaneeleiden tehokkuutta.   

Talvipimeyttä korvaavat valoisat kesät ja pitkät kesäillat

Vaikka pimeimpinä talvikuukausina marraskuun alusta tammikuun loppuun aurinkopaneeleiden tuotto onkin hyvin vähäistä, kesällä aurinko paistaa suurimman osan vuorokaudesta. Mikä talvella hävitään, kurotaan se kesällä kiinni. 

Ero valoisan ajan pituudessa on merkittävä verrattuna esimerkiksi aurinkosähköä runsaasti hyödyntävään Saksaan, missä on jo iltakahdeksalta pimeää. Kesällä sähkön tarve on vähäisempi kuin talvella, mutta se energia, mikä jää kotitaloudessa ylimääräiseksi, voidaan myydä yleiseen sähköverkkoon ylijäämäsähkönä. Aurinkopaneelituotannon omakäyttöasteen nostamisessa voidaan hyödyntää sähkönkulutuksen ohjausautomatiikkaa.