Aurinkosähköä saa jo katolta – mitkä ovat seuraavat askeleet?

Pientuottajien aurinkosähköjärjestelmät yleistyvät nyt vauhdilla. Pian aurinkopaneelit miellyttävät myös esteetikon silmää, sillä markkinoiden ja tutkimuksen trendinä on paneelien maastouttaminen rakennusmateriaaleihin.

Armi Tiihonen tutkii, millaiset asiat saavat kolmannen sukupolven aurinkokennot kuolemaan, ja kehittää keinoja pidentää kennojen elinikää. Armi tekee aiheesta väitöskirjaa Aalto-yliopistossa Teknillisen fysiikan laitoksella New Energy Technologies -ryhmässä.

Aurinkopaneelien hankkiminen kiinnostaakin yhä useampaa kuluttajaa. Omalla aurinkosähköjärjestelmällä tuotetun sähkön hinta putoaa verkkosähkön ostohinnan alapuolelle maailmalla ja Suomessakin. Alan yritykset vastaavat kysyntään. Erityisesti rakennuksiin integroitujen järjestelmien tarjonta kasvaa nopeasti.

Viime aikojen uutisoiduin tuote lienee Teslan ennakkoon julkistama aurinkosähkökatto. Aivan tavallisten kattotiilten näköiset tiilet sisältävät kukin aurinkokennon, ja näin rakennuksesta muutoin selvästi erottuvat aurinkopaneelit kätkeytyvät katseilta. Teslan visioissa aurinkosähkökatot ovat trenditietoisen valinta, ja tulevaisuuden kaupungit isolta osin aurinkosähköllä pyöriviä Solar Cityjä. Paljon muuta kattotiilistä ei vielä tiedetä, joten nähtäväksi jää, minkä aurinkokennoteknologian Tesla valitsee ja mikä tiilien hyötysuhteeksi tulee.

herlin_koulutus_armi_tiihonen_1

Tutkija

Armi Tiihonen

”Omalla aurinkosähköjärjestelmällä tuotetun sähkön hinta putoaa verkkosähkön ostohinnan alapuolelle Suomessakin.”

Kuva 1: Rakennuksiin integroituja perinteisiä aurinkopaneeleja, Virte Solarin valmistamia aurinkosähkökattopeltejä ja Teslan aurinkosähkötiiliä.

Sen sijaan esimerkiksi kotimainen Virte Solar tarjoaa jo valmista tuotetta: aurinkosähkökattopeltejä. Pellin päälle liitetyistä CIGS-ohutkalvopaneeleista rakentuva, noin 13 000 euroa maksava järjestelmä voi tuottaa vuodessa sähköä lähes 700 euron edestä*. Virte arvioi investoinnin vuosituotoksi 3–6 prosenttia. Virten pelleissä ei ole juuri ulkonäkövaihtoehtoja, toisin kuin Teslan futuristisissa suunnitelmissa, joissa kennot voi liittää jopa liuskekiven näköisiin kattotiiliin. Sähkökattopeltiratkaisu on silti huomaamattomuutensa suhteen eri maailmasta kuin perinteiset aurinkopaneelit, jotka kohoavat telineiden varassa irti kattopinnasta.

Aurinkosähkökatot ovat selvästi päivän sana. Kenties seuraava askel on laittaa koko rakennus tuottamaan sähköä. Teknisesti tämäkin on jo mahdollista. Nyt markkinoilla olevia ohutkalvo- ja piikennoja voi periaatteessa liittää seinälevyihin. Ohutkalvokennoja voidaan tehdä jopa läpikuultavina ja sijoittaa vaikkapa ikkunoihin. Pääongelmana on kannattavuus. Auringonvalo osuu tyypillisesti seiniin ja ikkunoihin huonommassa kulmassa kuin kattoihin. Lisäksi ympäristö varjostaa yleensä talon pystypintoja enemmän kuin kattoa. Tällöin kennojen tuotanto pinta-alaa kohti heikkenee, ja järjestelmän takaisinmaksuaika pitenee. Nyt markkinoilla olevien pii- ja ohutkalvoaurinkokennojen valmistushinnoilla koko seinäpinnan kokoisessa investoinnissa ei ole järkeä.

Jos kennojen valmistuskustannukset laskevat niin alas, että aurinkosähköjärjestelmän takaisinmaksuaika on selvästi lyhyempi kuin kennojen elinikä, vaikka ne sijaitsisivatkin hiukan varjossa, investointi muuttuu järkeväksi.

”Aurinkosähkökatot ovat selvästi päivän sana. Kenties seuraava askel on laittaa koko rakennus tuottamaan sähköä.”

Tämä on mahdollista tulevaisuudessa, mikäli markkinoille tulee uusia aurinkokennotyyppejä. Esimerkiksi tutkimusvaiheessa olevia väriaine- ja perovskiittikennoja voidaan tuottaa edullisilla menetelmillä. Niitä löytyy myös erivärisinä, kuten mustana, punaisena tai vihreänä. Näiden kennojen perinteisenä ongelmana on kuitenkin ollut lyhyt elinikä. Kennot ovat saattaneet toimia pahimmillaan vain päiviä. Nyt tilanne on muuttumassa.

Uusien aurinkokennoteknologioiden tutkimus on viime vuosina edennyt suoranaisin harppauksin. Esimerkiksi väriaineaurinkokennojen elinikäennätys ulkoilmassa on kohonnut jo vuosiin [1]. Tutkimusryhmässämme Aalto-yliopistossa perovskiittikennomme ovat jo kestäneet muuttumattomina samanlaisen ultraviolettivaloaltistuksen kuin kennot saisivat ollessaan vuoden auringon valossa [2]. Mikäli kehitys jatkuu samaan tahtiin, tutkimustyö voi johtaa uuden kennotyypin kaupallistumiseen jopa joidenkin vuosien sisällä.

Ennustankin, että seuraava askel aurinkoenergiamarkkinoilla on integroitu aurinkosähkö, jota tuotetaan uusien kennotyyppien vauhdittamana kattojen lisäksi muissakin rakennusten osissa. Seuraavaksi siis vain Solar Cityä odottelemaan!

Kuva 2: Aalto-yliopistossa valokuvan muotoon tulostettu väriaineaurinkokenno.

* Laskuperusteet: 12 900 euroa maksavan 6 kW järjestelmän vuosituotto voi olla optimaalisissa olosuhteissa 5500 kWh [Virte Solar Oy, 27.2.2017]. Verkkosähkön hinnaksi oletin 12,61 snt/kWh, joka on sähkön päiväkohtaisten hintojen vuoden 2016 keskiarvo Energiaviraston tilastojen mukaan (sähkön verollisen toimitusvelvollisuushinnan koko maan keskihinta 18 000 kWh vuodessa kuluttavassa pientalossa vuonna 2016).

[1] http://doi.org/10.1016/j.solmat.2008.10.022

[2] https://dx.doi.org/10.1039/C6TA10605F

Jaa teksti:

Facebooktwitterlinkedinmail

Lue myös nämä

Is it possible that you really don’t have choice?

kesä 5, 2017

Is it possible that you really don’t have choice? Miguel Moreno is a PhD student at the Department of Mathematics and Statistics at the University of Helsinki. He works on…

How computer simulations help spy on atoms

kesä 5, 2017

How computer simulations help spy on atoms Nanoscale objects are so small that they contain just a few thousand atoms. We don’t always have a camera to help us zoom…

The pleasant scent of forests helps keep the planet cool

kesä 2, 2017

The pleasant scent of forests helps keep the planet cool Small particles form from the thin forest air, which helps keep the climate cool. But they won’t be enough to…

Research in the high Arctic – Pack your instruments, a rifle and a skirt

kesä 1, 2017

Research in the high Arctic – Pack your instruments, a rifle and a skirt Science is rarely a 9 to 5 job. It’s a lifestyle. So unless you are working…

Aurinkosähköä saa jo katolta – mitkä ovat seuraavat askeleet?

touko 2, 2017

Aurinkosähköä saa jo katolta – mitkä ovat seuraavat askeleet? Pientuottajien aurinkosähköjärjestelmät yleistyvät nyt vauhdilla. Pian aurinkopaneelit miellyttävät myös esteetikon silmää, sillä markkinoiden ja tutkimuksen trendinä on paneelien maastouttaminen rakennusmateriaaleihin. Armi…

Seitsemän syytä, miksi suomalaisten tulisi vähentää luonnonvarojen kulutustaan viidesosaan nykyisestä

huhti 26, 2017

Seitsemän syytä, miksi suomalaisten tulisi vähentää luonnonvarojen kulutustaan viidesosaan nykyisestä Luonnonvarojen loppumista on ennustettu jo useampi vuosikymmen. Mitä se suomalaisten näkökulmasta tarkoittaa? Onko meillä varaa olla itsekkäitä? Sanna Ahvenharju tekee…

Tilaa uutiskirje


×