Verkkoon kytketty aurinkosähköjärjestelmä koostuu tyypillisesti aurinkopaneeleista, niiden kiinnitysjärjestelmästä, invertteristä, AC-turvakytkimestä ja johdotuksista. Invertteri asennetaan esimerkiksi sisälle kiinteistön tekniseen tilaan. Ne vaativat vain vähän asennustilaa, mutta voivat aiheuttaa äänihaittoja asuintiloissa. Turvakytkimen osalta on huomioitava, että sähköverkkoyhtiölle täytyy järjestää siihen pääsy.

Sähköverkkoon kytkettyyn aurinkosähköjärjestelmään voidaan liittää myös akusto, mutta ainakin toistaiseksi akustoja on liitetty vain harvoin niiden kalliin hankintahinnan vuoksi.

Järjestelmä on samanlainen pientalossa ja kerrostalossa: eroa on lähinnä järjestelmän koossa. Aurinkosähköjärjestelmän asennuksen yhteydessä on asennettava kiinteistömerkit ja varoituskyltit.

Aurinkopaneelit

Aurinkopaneelit muuntavat auringon säteilyn sähköksi (tasavirta). Aurinkopaneeleita on useita erilaisia, ja ne poikkeavat toisistaan pääasiassa valmistusteknologian, tehon, koon sekä hyötysuhteen osalta.

Pääosa myynnissä olevista aurinkopaneeleista on nykyisin yksikidepiipaneeleja. Yksikidepaneelit ovat hyötysuhteeltaan monikidepaneeleja hieman parempia, mutta kalliimpia.

Yksi aurinkopaneeli on tyypillisesti teholtaan noin 350–500 Wp (wattipiikki) ja sen koko vaihtelee noin 1,6–2,5 m2 välillä. Jos pientalon aurinkosähköjärjestelmän koko on 7 kilowattipiikkiä (kWp), paneeleita voi olla 14–20. Wp eli wattipiikki ilmaisee paneelin nimellistehon standardi-olosuhteissa.

Aurinkopaneeleiden käyttöikä on pitkä, jopa 30–40 vuotta. Hyvälaatuisen paneelin tuotto on vähintään 80 % vielä 25 vuoden jälkeen.

Aurinkopaneeleiden kiinnitysjärjestelmä

Kullekin kattotyypille on omanlainen kiinnitysjärjestelmänsä. Erilaisten kattotyyppien (tiili-, konesauma-, aalto-/profiilipelti- ja huopakatto) kiinnitystavoista on kerrottu havainnollisesti Aurinkovirta.fi -sivuilla.

Kaltevilla katoilla paneelit asennetaan yleensä katon lappeen suuntaisesti. Tasakatoille kiinnitysjärjestelmä voidaan asentaa ns. kelluvana tekemättä kattoon reikiä. Tyypillinen asennuskulma tasakatolla on noin 15 astetta.

Johdotukset

Paneeleilla tuotettu sähkö johdetaan tasavirtakaapelilla invertterille ja siitä vaihtovirtakaapelilla sähköpääkeskukseen. Aurinkopaneeliston johdotuksissa on käytettävä asianmukaisia, erilaisten olosuhteiden tuoman rasituksen kestäviä, ulkoasennukseen soveltuvia kaapeleita. Tasasähköosan liittimien täytyy olla samaa tyyppiä ja samalta valmistajalta.

Invertteri, mikroinvertteri ja tuotannon optimoija (power optimizer)

Invertteri muuntaa aurinkopaneeleilta tulevan tasavirran vaihtovirraksi ja varmistaa, että paneeleista saadaan mahdollisimman korkea teho. Käytössä on sekä yksi- että kolmivaiheisia invettereitä. Invertterin käyttöikä on noin 15 vuotta, jonka jälkeen se vaihdetaan.

• Yksivaiheinen invertteri kytketään yhteen sähköverkon kolmesta vaiheesta. Aurinkopaneeleiden tuottamaa sähköä voivat siten suoraan hyödyntää vain tähän vaiheeseen kytketyt laitteet.
• Kolmivaiheinen invertteri kytketään kaikkiin kolmeen sähköverkon vaiheeseen, joten kaikkiin vaiheisiin kytketyt sähkölaitteet voivat hyödyntää suoraan aurinkopaneeleiden tuottamaa sähköä. Pienimmät kolmivaiheinvertterit ovat nykyisin nimellisteholtaan noin 3 kW.

Yksi- tai kolmivaiheisen invertterin valinnalla ei käytännössä ole eroa pientuottajan taloudellisen hyödyn kannalta. Sähköverkkoyhtiöt käyttävät mittauksessa tasejakson sisäistä netotusta, jonka pituus lyhenee toukokuussa 2023 tunnista 15 minuuttiin. Tällöin kaikkien vaiheiden sähkönkulutus tasejakson ajalta summataan yhteen ja siitä vähennetään kaikkien vaiheiden sähköntuotto samalta ajalta. Jos omaa tuotantoa on tasejakson aikana enemmän kuin kulutusta, kulutuksen ylittävä osa katsotaan verkkoon myytäväksi ylijäämäsähköksi.

Mikroinvertteri ja tuotannon optimoijat (power optimizer)

Keskitetyllä invertterillä varustettuun järjestelmään liitettävä tuotannon optimoija tai keskitetyn invertterin korvaavat mikroinvertterit ovat parhaimmillaan tilanteessa, jossa osalle paneeleista tulee varjoja. Markkinoilta löytyy myös aurinkopaneeleja, joihin optimoija on asennettu vakiona.

Näiden avulla voidaan myös seurata järjestelmän sähköntuottoa paneelikohtaisesti, jolloin esimerkiksi vikaantunut aurinkopaneeli löydetään heti. Asia on merkityksellinen, kun huomioidaan aurinkopaneeleille myönnettävä pitkä takuuaika.

Mikroinverttereillä varustettu järjestelmä tulee yleensä hankintakustannukseltaan kalliimmaksi kuin keskitetyllä invertterillä varustettu. Lisäksi mikroinverttereiden uusiminen on työläämpää kuin yhden keskitetyn invertterin uusiminen. Mikroinverttereille myönnetyt takuuajat ovat kuitenkin selvästi keskusinverttereille myönnettyjä pidempiä, jopa 25 vuotta.

Merkinnät ja kyltit

Aurinkosähköjärjestelmästä kertovat kyltit ovat osa toimituksen dokumentointia. Ne ovat välttämättömiä muun muassa sähköhuoltoja kiinteistöissä tekeville tai mahdollisessa tulipalotilanteessa pelastushenkilöstölle.

Aurinkosähköjärjestelmän turvakytkimen sijainti on merkittävä kyltillä tai tarralla vähintään sähköpääkeskuksessa. Lisäksi on turvakytkimen sekä jako- ja sähkökeskusten läheisyydessä on oltava Varo takajännitettä -kyltti, mikäli takaiskuvaara on olemassa. Kiinteistössä on oltava lisäksi esillä aurinkosähköjärjestelmän merkkikilpi.

Aurinkosähkön varastoinnin mahdollisuudet – akut ja varastointi

Oman aurinkovoimalan tuottamaa sähköä on mahdollista, mutta toistaiseksi melko kallista, varastoida lyhytaikaisesti myöhempää käyttöä varten akkujärjestelmään. Akuston voi hankkia samanaikaisesti aurinkosähköjärjestelmän kanssa tai aiemmin asennettua aurinkovoimalaa voi täydentää akuilla.  Akkujärjestelmä koostuu akusta ja invertteristä sekä akun käyttöä ohjaavasta laitteesta ja ohjelmistosta.

Oman akkujärjestelmän mahdollistamia etuja:

• Saat hyödynnettyä varastoitua aurinkosähköä sähkönkulutukseesi esimerkiksi iltaisin ja öisin, kun paneelit eivät tuota sähköä. Saat näin suuremman osan tuottamastasi sähköstä omaan käyttöösi.
• Akusto voi toimia myös verkosta ostetun sähkön varastona, jolloin voit hyötyä pörssisähkön tuotanto- ja käyttötilanteen mukaan muuttuvista hinnoista. Tämä edellyttää riittäviä ominaisuuksia akun käyttöä ohjaavalta laitteistolta ja ohjelmistolta.
• Akusto auttaa tasaamaan oman sähkönkulutuksen tehohuippuja, mikä mahdollisen tehohinnoittelun yleistyessä tuottaa säästöä. Myös tämä edellyttää akuston ns. älykästä ohjausta.
• Akusto voi toimia myös varasähköjärjestelmänä sähkökatkon aikana, mutta vain mikäli aurinkosähköjärjestelmä varustetaan tämän mahdollistavalla kytkimellä ja laitteistolla.

Lue lisää Lähienergialiiton verkkosivuilta.

Verkkoakku ja virtuaaliakku – mitä ne ovat?

Osa yrityksistä tarjoaa aurinkovoimalahankinnan yhteydessä mm. verkkoakku- tai virtuaaliakku-nimillä kulkevia sopimuksia. Niiden periaatteena on, että asiakas saa sähköverkkoon myymästään sähköstä saman taloudellisen hyödyn kuin itse käyttämästään aurinkovoimalan tuottamasta sähköstä. Tosiasiassa taustalla ei ole akkuja, vaan kysymyksessä on lähinnä sopimustekninen asia.

Verkko-/virtuaaliakku -sopimus voi houkuttaa mitoittamaan aurinkovoimalan ylisuureksi omaan sähkönkulutukseen nähden. Ylimitoittamisen kanssa on hyvä olla varovainen ja kiinnittää huomiota ainakin seuraaviin seikkoihin:

• Millaisia maksuja (esim. kuukausimaksut) verkko-/virtuaaliakku-sopimuksesta peritään ja mikä taloudellinen hyöty erilaisilla myyntimäärillä lopulta on verrattuna tavanomaiseen ylijäämäsähkön myyntiin? Jos ylijäämäsähkön määrä ylittää sopimuksessa esitetyn määrän, saako ylimenevästä sähköstä mitään korvausta?
• Kuinka pitkään verkko-/tai virtuaaliakku -sopimus kestää? Jos sopimus on määräaikainen, kuinka voidaan varmistua siitä, että palvelu on saatavilla myös sopimuksen päätyttyä?
• Sitoudutaanko samalla sähkösopimukseen ko. yrityksen kanssa? Jos näin on, onko sähkösopimus hinnaltaan kilpailukykyinen? Entä jos sähkösopimuksen sähkön hinta nousee tulevaisuudessa? Voitko vaihtaa sähkösopimuksen edullisempaan sähkösopimukseen ja säilyttää edelleen verkko-/virtuaaliakku-palvelun?

Edellä mainittuihin pohdintoihin viitaten, on turvallisinta mitoittaa aurinkosähköjärjestelmä oman sähkönkulutuksen perusteella myös siinä tapauksessa, että päätyisi solmimaan virtuaali-/verkkoakkusopimuksen. On myös hyvä vertailla aurinkovoimaloiden hintatasoja, ettei tule hävinneeksi virtuaali-/verkkoakkusopimuksessa saatua mahdollista hyötyä voimalan hankintahinnassa.