Jasu Toivola
Aurinkosähköjärjestelmän suunnittelu
Opinnäytetyö
Sähkö- ja automaatiotekniikka (AMK)
2019
Tekijä/Tekijät Tutkinto Aika
Jasu Toivola Insinööri (AMK) Huhtikuu 2019
Opinnäytetyön nimi
Aurinkosähköjärjestelmän suunnittelu
43 sivua
Toimeksiantaja
Sweco Industry Oy Ohjaaja
Jyrki Liikanen Tiivistelmä
Tässä opinnäytetyössä perehdyttiin aurinkosähköjärjestelmään, sen ominaisuuksiin ja suunnitteluun. Työn lähtökohtana oli tutkia ja selvittää, miten tällainen järjestelmä toimii, mi- ten se asennettaisiin julkiseen rakennukseen ja olisiko se taloudellisesti kannattavaa.
Työn tavoitteena oli selvittää aurinkosähköjärjestelmän suunnitteluun liittyviä tehtäviä.
Työssä käydään läpi aurinkosähkön teoriaa, aurinkosähköjärjestelmän suunnittelua aurin- kopaneelien mitoituksesta sijoitukseen. Työ sisältää esimerkkisuunnitelman, joka havain- nollistaa teoriaa käytännössä.
Työn lopputuloksena oli esimerkkisuunnitelma aurinkosähköjärjestelmästä, joka suunnitel- tiin Lappeenrantaan Sweco Industry Oy:n omistamaan rakennukseen. Tällainen järjestelmä mahdollisesti toteutetaan, mutta työn suunnitelma ei kuitenkaan tarkasti vastaa toteutuvaa aurinkosähköjärjestelmää, koska lopullisen aurinkosähköjärjestelmän suunnittelun tekee valittu aurinkosähköjärjestelmän toimittaja.
Asiasanat
aurinkosähköjärjestelmä, aurinkopaneeli, suunittelu
Author (authors) Degree Time
Jasu Toivola
Bachelor of Engineer- ing
April 2019 Thesis title
Photovoltaic system design
43 pages Commissioned by
Sweco Industry Oy Supervisor
Jyrki Liikanen Abstract
This thesis focuses on the photovoltaic system, its properties and design. The base of the thesis was to study and clarify, how this kind of system works, how would it be installed into a public building and whether it would be economically worthwhile.
The objective of this thesis was to find out what kind of tasks are associated with designing a photovoltaic system. This thesis discusses the theory of photovoltaics and designing a photovoltaic system from sizing the solar panels to placing them. The thesis includes an example blueprint of a photovoltaic system which demonstrates the theory in practice.
The example blueprint of this thesis was a photovoltaic system designed for a building, which Sweco Industry Oy owns in Lappeenranta. This kind of system might possibly be built, but the thesis blueprint would not specifically correspond to the real built photovoltaic system, because the final photovoltaic system design will be made by the actual photovol- taic system supplier.
Keywords
photovoltaic system, solar panel, design
SISÄLLYS
1 JOHDANTO ... 7
2 TOIMEKSIANTAJAN ESITTELY ... 8
3 AURINKOENERGIA ... 8
3.1 Auringon säteily maapallolla ... 9
3.2 Auringon säteily Suomessa ... 11
4 AURINKOPANEELI ... 12
4.1 Toimintaperiaate ... 13
4.2 Rakenne ... 13
4.3 Aurinkokenno ... 14
4.4 Aurinkopaneelityypit ... 16
4.4.1 Yksikiteinen aurinkopaneeli ... 16
4.4.2 Monikiteinen aurinkopaneeli ... 17
4.4.3 Ohutkalvoinen aurinkopaneeli ... 17
4.5 Aurinkopaneelin tehontuotto ... 18
4.6 Aurinkopaneelin hyötysuhde ... 19
5 AURINKOSÄHKÖJÄRJESTELMÄN SUUNNITTELU ... 20
5.1 Aurinkosähköjärjestelmätyypit ... 20
5.1.1 On-grid järjestelmä ... 20
5.1.2 Off-grid järjestelmä ... 21
5.2 Aurinkosähköjärjestelmän mitoitus ... 22
5.3 Aurinkopaneelien sijoitus ja asennus ... 24
5.4 Aurinkopaneelien kallistus ja suuntaus ... 25
5.5 Vaihtosuuntaajat ... 27
5.6 Aurinkopaneelien kaapelointi ... 29
6 AURINKOSÄHKÖJÄRJESTELMÄN ESIMERKKISUUNNITELMA ... 29
6.1 Aurinkosähköjärjestelmä ... 30
6.1.1 Aurinkopaneelien valinta ja sijoitus ... 30
6.1.2 Aurinkopaneelien asennus ... 31
6.1.3 Aurinkopaneelien ryhmittely ja kaapelointi ... 32
6.1.4 Vaihtosuuntaajien valinta ... 33
6.1.5 Suojaukset ... 34
6.1.6 Johdonsuoja-automaattien mitoitus ... 35
6.2 Järjestelmän kustannukset ja tuoton arviointi ... 36
6.3 Aurinkosähköisen mikrotuotantolaitoksen liittäminen sähkönjakeluverkkoon ... 38
7 YHTEENVETO ... 39
LÄHTEET ... 41
KUVALUETTELO
Kuva 1. Auringon säteilyn jakauma ilmakehässä (10) ... 10
Kuva 2. Auringon horisontaalisen säteilyn määrä maapallolla [3] ... 11
Kuva 3. Auringon säteilyn tehon keskiarvo vuotena 2018 Joutsassa [5]... 12
Kuva 4. Aurinkokennosta aurinkopaneelistoksi [11, s. 127] ... 14
Kuva 5. Aurinkopaneelin rakenne [6, s. 68] ... 14
Kuva 6. Aurinkokennon rakenne [7] ... 15
Kuva 7. Esimerkki piikiteisen aurinkokennon ominaiskäyrästä [11, s. 123]... 15
Kuva 8. Yksikiteinen aurinkopaneeli ... 16
Kuva 9. Monikiteinen aurinkopaneeli ... 17
Kuva 10. Ohutkalvoinen aurinkopaneeli... 18
Kuva 11. On-grid järjestelmän kokoonpano [8, s. 44.] ... 21
Kuva 12. Off-grid järjestelmän kokoonpano [8, s. 45] ... 22
Kuva 13. Mallinnettu kiinteistön sähkön kulutus yhdeltä kuukaudelta (tuntisarja) ... 23
Kuva 14. Aurinkopaneelisto tasakatolle asennettuna ... 24
Kuva 15. Atsimuutti, eli suuntauskulma ... 26
Kuva 16. SMA Sunny Tripower 5000 TL-20 kolmivaiheinen verkkoinvertteri ... 28
Kuva 17. Victron 12V/800W mikroinvertteri ... 28
Kuva 18. Esimerkkikohteen tuntisarja ... 30
Kuva 19. NAPS SAANA 300 SM4 BMW yksikideaurinkopaneeli ... 31
Kuva 20. Aurinkopaneeleiden sijoitus esimerkkikohteen katolle ... 32
Kuva 21. Aurinkopaneelitelineen kulmakiinnike ... 32
Kuva 22. Fronius Symo kolmivaiheinvertteri ... 33
Kuva 23. Aurinkosähköjärjestelmän mallinnettu tuotanto ... 37
TAULUKKOLUETTELO Taulukko 1. NAPS SAANA 300 SM4 ABW aurinkopaneelin ominaisuuksia ... 31
Taulukko 2. Aurinkopaneelien kytkentäryhmät ... 33
Taulukko 3. Fronius Symo 10.0-3-M ominaisuuksia ... 34
Taulukko 4. Paneeliketjujen DC johdonsuoja-automaatit ... 35
Taulukko 5. Paneelien AC johdonsuoja-automaatit ... 36
Taulukko 6. Aurinkosähköjärjestelmän tuotanto- ja kustannusarvio ... 37
Taulukko 7. Aurinkosähköjärjestelmän kustannusarvio ja takaisinmaksuaika ... 38
1 JOHDANTO
Tämä opinnäytetyö on tehty toimeksiantona Sweco Industry Oy:ltä. Opinnäyt- teessä on tarkoitus perehtyä aurinkosähköjärjestelmään, sen teknisiin ratkai- suihin ja toteutuksiin. Tavoitteena on selvittää, mitä aurinkosähköjärjestelmän asennukseen tarvitaan, mitä pitää ottaa huomioon ja onko se taloudellisesti kannattavaa. Teorian tueksi tehdään aurinkosähköjärjestelmän suunnitelma.
Lopputuloksena tällainen aurinkosähköjärjestelmä mahdollisesti asennetaan Sweco Industry Oy:n Lappeenrannan toimistorakennukseen.
Aurinkosähkön pientuotantokapasiteetti (alle 1 MW yksiköt) on kasvanut ko- vaa tahtia Suomessa. Energiavirastosta saatujen tietojen mukaan aurinkosäh- kön pientuotantokapasiteetti oli noin 8 MW vuonna 2015. Tämä kapasiteetti oli noussut vuoteen 2017 mennessä noin 70 megawattiin. Aurinkosähkön hurja nousu on selvästi havaittavissa. Vaikka kokonaiskapasiteetista aurinkosähkö kattaa vielä pienen osuuden, on se muutamassa vuodessa jo moninkertaistu- nut.
Uusiutuva energiantuotanto kasvattaa osuuttaan jatkuvasti, samalla kun fossii- listen polttoaineiden käyttöä vähennetään ja vähitellen pyritään lopettamaan kokonaan. Vuoden 2017 lopussa uusiutuvan energian osuus maailman säh- köntuotannosta oli 26,5 %.
Ympäristön suojelu ja ekologisuus on noussut isoon rooliin monissa eri yrityk- sissä. Aurinko-, tuuli-, ja vesivoiman lisääntyessä ja hintojen laskiessa yhä useammat uusiutuvan energian hankkeet tulevat kannattaviksi. Yhä useam- piin julkisiin ja yritysten rakennuksiin luodaan omaa energiantuotantoa, ja au- rinkosähköjärjestelmä on tähän erinomainen ratkaisu.
2 TOIMEKSIANTAJAN ESITTELY
Sweco Industry Oy on teollisuuteen erikoistunut asiantuntijayritys. Se tuottaa asiakkaan toiminnan, tuotteiden ja teknologian kehittämisessä, laitoshank- keissa sekä tuotannossa tarvittavia konsultointi-, suunnittelu-, ja projektinjoh- topalveluja. Yhtiö perustettiin vuonna 1971 nimellä Projekti-Insinöörit Oy, ja se liittyi osaksi Sweco-konsernia vuonna 2003. 2004 nimeksi muutettiin SWECO PIC, ja 2008 yritys sai nimen Sweco Industry Oy. [1.]
Sweco Industryn Oy:n alaisuudessa on 500 konsultoinnin, projektoinnin ja suunnittelun ammattilaista. Sweco Industry Oy on osa isompaa Sweco-kon- sernia, joka on johtava suunnittelualan asiantuntijayritys Pohjoismaissa. Kon- serni toimii 15 eri maassa, sen palveluksessa on 14 500 henkilöä, ja kokonais- liikevaihto on n. 1,8 miljardia euroa. Swecon osakkeet noteerataan Nasdaq Tukholman Large Cap -ryhmässä. [1.]
3 AURINKOENERGIA
Tämä luku perustuu Perälän [2, s. 7–9] ja Tahkokorven [9, s. 11- 14] kertomi- seen, mitä aurinkoenergia on. Lähestulkoon kaikki energia mitä käytämme, on lähtöisin auringosta. Auringon säteilyenergian lisäksi kaikki vesivoima, tuuli- ja aaltoenergia sekä kasvien bioenergiakin ovat auringon tuottamaa. Myös kaikki fossiiliset polttoaineet kuten kivihiili, öljy ja maakaasu ovat auringon tuotoksia, mitkä ovat muodostuneet miljoonien vuosien kuluessa aurinkoenergian tuotta- mien kasvien jäänteistä.
Aurinko on kuten hyvin suuri ydinvoimala. Sen sisällä noin 600 miljoonaa ton- nia vetyä (H) muuttuu joka sekunti 596 miljoonaksi tonniksi heliumia (He).
Tästä reaktiosta runsaat 4 miljoonaa tonnia ainetta vapautuu energiana to- della tehokkaasti. Jokainen auringosta häviävä gramma tuottaa ydinreaktiossa jopa 25 miljoonaa kilowattituntia energiaa, joka vapautuu tasaisena säteilynä avaruuteen.
3.1 Auringon säteily maapallolla
Maapallon ilmakehän ulkopuolelle tulevaa säteilyä kutsutaan aurinkovakioksi, mikä on suuruudeltaan noin 1,368 kW. Maapallon ja Auringon etäisyyden vaihtelut kuitenkin vaikuttavat tähän lukuun, arvo vaihtelee ± 3,5 %. Kun tämä säteily kulkeutuu ilmakehän läpi, siitä voi hävitä jopa 40 %. Ilmakehän vaiku- tuksen takia maanpinnalle pääsevä säteily pystytään jakamaan kolmeen ryh- mään: suora auringonsäteily, haja- ja diffuusinen säteily ja ilmakehän vas- tasäteily. Kuva 1 (ks. seur. s.) havainnollistaa, miten auringon säteily jakautuu ilmakehään saapuessa.
Suora auringonsäteily (IA) on suoraan ilmakehän läpi tullutta säteilyä aurin- gosta. (ID) eli hajasäteily on ilmakehän molekyylien ja pilvien heijastamaa sekä maasta heijastunutta hajasäteilyä. (IV) eli ilmakehän vastasäteilyn ai- heuttaa ilmakehässä oleva vesihöyry, hiilidioksidi ja otsoni, jotka vuorostaan säteilevät lämpöä maanpinnalle takaisin. Tästä käytetään nimeä kasvihuone- vaikutus. Pinnalle tuleva kokonaissäteilyenergia on auringonsäteilyn, ha- jasäteilyn ja ilmakehän vastasäteilyn summa. Tästä vähennetään vielä pinnan takaisin avaruuteen heijastama pitkäaaltoinen säteily IU. Näiden avulla
voimme laskea pinnalle hyväksi jäävän tehon (I) (kaava 1). [11, s. 12.]
𝐼 = 𝐼𝐴 + 𝐼𝐷 + 𝐼𝑉 − 𝐼𝑈 (1)
jossa I pinnalle jäävä teho [-]
IA suora auringonsäteily [-]
ID hajasäteily [-]
IV ilmakehän vastasäteily [-]
IU pitkäaaltoinen säteily [-]
Kuva 1. Auringon säteilyn jakauma ilmakehässä (10)
Auringon säteilyteho on valtava 385 ∙ 1021 Kw
(385 000 000 000 000 000 000 000 kilowattia). Maapallo kiertää aurinkoa el- lipsisellä radalla n. 149 miljoonan kilometrin etäisyydeltä. Säteilystä kertyvä energia tällä etäisyydellä avaruudessa on n. 1360 wattia neliömetriä kohti.
Kaikki teho ei kuitenkaan pääse maan pinnalle asti, vaan osa siitä heijastuu takaisin avaruuteen ja osa absorboituu ilmakehässä. Parhaimmillaan maan pinnalle saapuu noin 1000 wattia neliömetriä kohti, jos aurinko paistaa kohti- suoraan ja on kirkas taivas. Kuvasta 2 näkee auringon tuottaman säteilyn määrän maapallolla.
Kuva 2. Auringon horisontaalisen säteilyn määrä maapallolla [3]
Vaikka vain pieni osa säteilystä saapuu maapallon pinnalle, sitä on silti valta- van paljon. Auringosta maapallolle saapuu säteilyä joka hetki 175 biljoonan (175 000 000 000 000) kilowatin teholla. Maan pinta-alalle jaettuna säteilyteho kuitenkin jää 1360 watista neliömetriä kohti 342 wattiin neliömetriä kohti, koska aurinko ei paista joka puolella kohtisuoraa taivaalta, eikä yöllä varjoon jäävälle alueelle ollenkaan. Tästä huolimatta, jos saisimme kaiken auringon säteilyn talteen, se kattaisi yli 6000-kertaisesti maailman nykyisen energianku- lutuksen.
3.2 Auringon säteily Suomessa
Suomen maantieteellinen sijainti vaikuttaa säteilyn tehoon ja määrään huo- mattavasti. Suomi on neljän vuodenajan maa, jossa auringosta sähköä saa- daan kerättyä kesällä huomattavasti enemmän kuin muina vuodenaikoina.
Myös pilvisyys ja sateet vaikuttavat säteilyn määrään. Vertailuksi meillä kertyy auringosta sähköä lähes yhtä paljon kuin Pohjois-Saksalla, vaikka Suomi si- jaitsee pohjoisemmassa kuin Saksa. Tämä johtuu juuri siitä, että Pohjois-Sak- sassa on enemmän pilvisyyttä ja sateisuutta kuin Suomessa. Lisävertailuksi jos Helsingissä vuotuinen säteilymäärä on n. 980 kWh/m2, niin Jemenin Adenissa sama luku on 2708 kWh/m2 [11, s. 13].
Helsingissä vuotuinen säteilymäärä vaakasuoralle pinnalle on n. 980 kWh/m2 ja Sodankylässä n. 790 kWh/m2 [4]. Joutsan sääasemalta saatu kuvaaja (ks.
kuva 3) näyttää auringon säteilyn tehon keskiarvon vuodelta 2018 ja sen vaih- televuuden eri kuukausina Joutsassa, Keski-Suomessa.
Kuva 3. Auringon säteilyn tehon keskiarvo vuotena 2018 Joutsassa [5]
Suomessa voimakkain auringon säteily tapahtuu touko-heinäkuun välisenä ai- kana, kun taas heikoin säteily loka-maaliskuun välisenä aikana. Kuten kuvasta 3 näkyy, säteilyteho oli vuonna 2018 Joutsassa parhaimmillaan toukokuussa n. 230 W/m2. Suomessa kesällä tuotettu aurinkosähkö on määrältään monin- kertaista verrattuna talvella tuotettuun aurinkosähköön. Talvisin kerääntyvä aurinkosähkö ei tyypillisesti riitä kattamaan kuin pienen osan omasta sähkön kulutuksesta, mutta kesäisin aurinko paistaa paljon ja aurinkosähköstä tulee ylijäämää, minkä voi myydä verkkoyhtiöille takaisin määrätyllä hinnalla. [2, s.
18–20.]
4 AURINKOPANEELI
Aurinkopaneelit ovat tekniikaltaan ja toteutukseltaan yksinkertaisia. Paneelit ovat hyvin modulaarisia ja samanlaisesta aurinkopaneelista voi rakentaa pie- nen järjestelmän kesämökille, tai suuren aurinkovoimalan kaupungille. Aurin- kopaneeleita on kolmenlaisia: yksikiteisiä, monikiteisiä ja ohutkalvoisia. Näistä yleisimpiä ovat yksikide- ja monikidepaneelit. Tehokkuudeltaan ja hyötysuh- teeltaan yksikide- ja monikidepaneelit ovat melko samanlaisia, ohutkalvopa-
neeli on hyötysuhteeltaan ja käyttöiältään heikoin, mutta valmistuskustannuk- seltaan edullisin. Normaalissa käytössä oikein asennettuna aurinkopaneelit kestävät kymmeniä vuosia. Kiinteistökäytössä käytetään pääosin yksi- tai mo- nikidepaneeleita, jotka ovat teholtaan 150 – 300 Wp. Tällä nimellisteholla tar- koitetaan paneelin huipputehoa (Watt-peak), jonka paneeli saavuttaa määritel- lyssä standardiolosuhteissa. Nykyään aurinkopaneeleita voidaan käyttää myös rakennusten julkisivuissa. [6, s. 57.]
4.1 Toimintaperiaate
Aurinkopaneelin toiminta ja sähkön tuotto koostuu auringon säteilystä, va- losähköisestä ilmiöstä ja mm. puolijohdemateriaalin ominaisuuksista. Auringon säteilystä hyödynnetään pääosin UV (ultravioletti) – NIR (lähi-infrapuna)
osuutta. Kaikki puolijohdetekniikkaan perustuvat aurinkokennot tuottavat säh- köä fysikaalisen ilmiön avulla, mitä kutsutaan valosähköiseksi ilmiöksi. Tässä ilmiössä auringon säteily irrottaa alkuaineen, aurinkopaneelin tapauksessa piin (Si), pinnalta elektronin. Auringosta tuleva fotoni luovuttaa oman energi- ansa elektronille, jotta elektroni voi irrottautua. Tätä ilmiötä hyödyntämällä au- rinkopaneeli tuottaa sähkövirtaa. [8, s. 9–10.]
4.2 Rakenne
Aurinkopaneeli on kokonaisuus, joka muodostuu sarjaan kytketyistä aurinko- kennoista (ks. kuva 4), mitkä ovat tyypillisesti suojattu alumiinisella reunuk- sella sekä noin neljän millimetrin paksuisella lasilla, mikä suojaa kennoja il- malta ja kosteudelta (ks. kuva 5). Paneelien takaosat ovat komposiittimuovia.
Kennoissa olevien puolijohteiden paksuus on noin 0,25 millimetriä ja ne ovat yhdistetty lattajohtimilla toisiinsa. Yhden kennon koko esim. yksikiteisessä pa- neelissa on noin 150 x 150 millimetriä. [6, s. 68.]
Kuva 4. Aurinkokennosta aurinkopaneelistoksi [11, s. 127]
Kuva 5. Aurinkopaneelin rakenne [6, s. 68]
4.3 Aurinkokenno
Aurinkopaneelit koostuvat yksittäisistä aurinkokennoista, jotka valmistetaan puolijohdemateriaalista, yleensä piistä. Piin lisäksi aurinkokennojen tuotannon alkuvaiheessa niihin sekoitetaan pieni määrä booria. Aurinkokennot ovat ohuita boorilla seostettuja p-tyyppisiä piikiekkoja, joiden aurinkoon suunnattu pinta on seostettu vähäisillä fosforiatomeilla n-tyyppiseksi. Näin piikiekon väliin jää ohut rajapinta, jossa yhdellä puolella on n-typpistä ja toisella puolella p- tyyppistä puolijohdetta. Kuva 6 havainnollistaa aurinkokennon rakennetta.
[2, s. 33–35; 25, s. 23–24.]
Kuva 6. Aurinkokennon rakenne [7]
Yksi aurinkokenno tuottaa noin 0,5 voltin tasajännitteen. Haluttu jännite saa- daan aikaan kytkemällä kennoja useita kappaleita sarjaan. Aurinkokennon teho riippuu auringosta tulevasta säteilytehosta ja kennon pinta-alasta. Erilai- sia aurinkokennoja tarkasteltaessa niiden ominaiskäyrät ovat käteviä. Omi- naiskäyrä eli I-U-käyrä kuvaa kennon ja täten aurinkopaneelin jännitekäyttäy- tymistä. Käyrä kertoo, millä jännitteen ja virran suhteella saadaan suurin mah- dollinen teho, tätä kutsutaan maksimitehopisteeksi (MPP) (ks. kuva 7). Erilai- silla aurinkokennoilla ja -paneeleilla on erilaiset I-U-käyrät.
Kuva 7. Esimerkki piikiteisen aurinkokennon ominaiskäyrästä [11, s. 123]
Yhdessä aurinkopaneelissa on esim. 36 tai 72 kpl aurinkokennoja kytkettyinä sarjaan, joskus myös rinnan. Yksittäiset kennot ovat liitetty sarjaan, eli plusna- vat on liitetty miinusnapoihin ja kennoston molemmista päistä on vedetty plus- ja miinusnapaiset johtimet aurinkopaneelin takana sijaitsevaan liitinpaneeliin.
[6, s. 57, 64.]
4.4 Aurinkopaneelityypit
Aurinkopaneelit voidaan jakaa kolmeen eri ryhmään.
4.4.1 Yksikiteinen aurinkopaneeli
Yksikiteisestä piistä valmistuvat parhaat aurinkopaneelit, niiden kennot ovat yhtä piikidettä. Yksikiteisellä aurinkopaneelilla saavutetaan paras hyötysuhde muihin paneeleihin verrattuna. Teoriassa yksikiteinen aurinkokenno voi saa- vuttaa 31 % hyötysuhteen. Metallisten virtajohtimien ja kennojen väliin jäävien kaistaleiden pienentämä hyötypinta ja rekombinaatio puolijohteessa kuitenkin alentavat paneelin hyötysuhdetta, ja käytännössä paras mahdollinen yksikitei- sen paneelin hyötysuhde on 17 – 21 %. Yksikiteisen aurinkopaneelin tunnis- taa siinä olevien aurinkokennojen pyöristetyistä kulmista (kuva 8). [2, s. 43, 46.]
Kuva 8. Yksikiteinen aurinkopaneeli
4.4.2 Monikiteinen aurinkopaneeli
Monikidepaneeleihin käytetystä puolijohteesta voidaan helposti tehdä sopivan kokoisia, koska kennot eivät koostu yhdestä piikiteestä, vaan useista pienem- mistä kiteistä, ja näin koko paneelin pinta-ala on katettavissa monikidepanee- lilla (ks. kuva 9). Muuten monikidepaneelit ovat samanlaisia rakenteeltaan kuin yksikidepaneelit. Monikiteisen aurinkopaneelin hyötysuhde on hieman al- haisempi, 16 - 19% kuin yksikiteisen aurinkopaneelin 17 – 21 %, mutta moni- kidepaneeli on hieman edullisempi valmistaa. [6, s. 57; 2, s. 44.]
Kuva 9. Monikiteinen aurinkopaneeli
4.4.3 Ohutkalvoinen aurinkopaneeli
Ohutkalvoiset eli amorfiset aurinkopaneelit valmistetaan amorfisesta tai mikro- kiteisestä piistä tai CIGS-yhdisteistä (Copper-Indium-Gallium-Selenide) ja CdTe-yhdisteistä. Ohutkalvotekniikassa muodostetaan kerroksia eri materiaa- leista, jotka tuottavat auringon eri aallonpituuksien säteilystä sähkövirtaa.
Ohutkalvoisen paneelin valmistamiseen käytetään huomattavasti vähemmän piitä kuin kiteistä koostuvien paneelien valmistamiseen. Nämä paneelit ovat joustavia, joten niitä voidaan taivuttaa ja täten asentaa hankaliin kohteisiin.
Ohutkalvopaneelilla on kiteistä paneelia huonompi hyötysuhde, noin 9 – 13 % ja paneelin sähköntuotto vähenee ajan kuluessa nopeammin. Ohutkalvoteknii- kalla valmistettu aurinkopaneeli sietävää hämärää paremmin ja on valmistus- kustannukseltaan halvempi kuin kiteinen aurinkopaneeli ja on lupaava vaihto- ehto tulevaisuudessa tekniikan kehittyessä. Ohutkalvopaneeli on tasaisen ja tumman sävyinen rakenteeltaan ja väriltään (ks. kuva 10). [8, s. 13; 2, s. 45.]
Kuva 10. Ohutkalvoinen aurinkopaneeli
4.5 Aurinkopaneelin tehontuotto
Aurinkopaneelin ominaisuudet mitataan STC (Standard Testing Conditions) standarditestillä. Tässä testissä säteilyn teho on 1000 W/m2, lämpötila +25 °C ja ilmamassa-arvo AM 1,5. Ilmamassa-arvo kertoo, kuinka paljon paneelin ja auringon välissä on ilmaa, tässä tapauksessa 1,5 kertaisesti verrattuna siihen, että aurinko paistaisi kohtisuoraan yläpuolelta paneeliin. Aurinkopaneeleilla on myös omat ominaiskäyrät, mistä nähdään millä jännitteellä ja virralla paneelia täytyy kuormittaa, jotta saadaan paras tehon ulosanti. [2, s. 47–48.]
Aurinkopaneelin teho lasketaan yleisellä tehon kaavalla (ks. kaava 2) [12].
𝑃 = 𝑈 ∙ 𝐼 (2)
jossa P teho [W]
U jännite [V]
I virta [A]
Tästä voidaan laskea paneelin tuottama energia, kun teho kerrotaan ajalla (ks.
kaava 3) [12].
𝐸 = 𝑃 ∙ 𝑡 (3)
jossa E sähköteho [Wh]
P teho [W]
t aika [h]
Aurinkopaneelin ominaiskäyrästä voidaan laskea, kuinka paljon paneeli tuot- taa tehoa olleessaan kuormitettuna eri virta-arvoilla. Paneelin tuotto riippuu suuresti siitä, millä jännitteellä sitä kuormitetaan. Myös lämpötila vaikuttaa pa- neelin tehontuottoon. Mitä alhaisempi lämpötila, sitä paremmin paneeli pystyy tuottamaan sähköä. Asennuksissa yleensä huomioidaankin, että asennetta- van pinnan ja paneelin väliin jää tilaa, jotta ilma kiertäisi paneelin alta jäähdyt- täen tätä. Lämpötila vaikuttaa myös paneelin jännitekäyttäytymiseen. Kiinteis- tökäytössä vaihtosuuntaajat optimoivat virran ja jännitteen suhdetta koko ajan, jotta paneelista saadaan paras mahdollinen teho ulos. [6, s. 61–62.]
4.6 Aurinkopaneelin hyötysuhde
Aurinkopaneelin hyötysuhde kertoo, kuinka suuren osan auringon säteilystä paneeli voi muuttaa sähköksi. Yleisimpien aurinkopaneeleiden hyötysuhde on noin 15 – 20 %. Hyötysuhteeseen vaikuttaa kennojen ja paneelin lasin laatu sekä paneelin mekaaninen rakenne. [9, s. 142.]
Aurinkopaneelin hyötysuhde ɳ lasketaan paneelin tuottaman tehon ja panee- lille tulevan säteilyn sekä paneelin pinta-alan suhteena (kaava 4) [12].
ɳ = 𝑃
𝑆 ∙ 𝐴∙ 100 % (4)
jossa ɳ hyötysuhde [-]
P teho [W]
S auringonsäteilyn voimakkuus [W/m2]
A paneelin pinta-ala [m2]
5 AURINKOSÄHKÖJÄRJESTELMÄN SUUNNITTELU
Aurinkosähköjärjestelmän suunnitteluun vaikuttavat monet tekijät, tärkeim- pänä ovat järjestelmässä olevat komponentit. Koska aurinkosähköjärjestelmä on pidemmän ajan investointi, panostaminen laadukkaisiin komponentteihin on tärkeää. Komponenttien tulisi pysyä toimintakuntoisina useiden kymmenien vuosien ajan. Tärkeimmät komponentit aurinkosähköjärjestelmässä ovat au- rinkopaneelit ja vaihtosuuntaajat.
Auringosta tuotetun sähkön varastointi akkuihin on kallista ja yleensä tarpee- tonta, ellei kyseessä ole off-grid järjestelmä. Jos mahdollista, aurinkosähköjär- jestelmä usein liitetään yleiseen jakeluverkkoon kiinteistön sähkökeskuksen kautta. [4.]
5.1 Aurinkosähköjärjestelmätyypit
Aurinkosähköjärjestelmien kokoonpanot ovat vaihtelevia, riippuen paljon to- teutustavoista. Merkittävin ero on kuitenkin on-grid ja off-grid verkon välillä.
On-grid järjestelmä on kytketty yleiseen jakeluverkkoon ja off-grid järjestelmä toimii itsenäisesti erotettuna verkosta, ja tarvitsee sähkön varastoimiseen akuston. Off-grid järjestelmään vaikuttaa olennaisesti akusto ja vastaavasti on-grid järjestelmään verkkoon liittymisestä johtuvat vaatimukset, mitkä vaikut- tavat laitevalintoihin ja -toimintoihin. Vaikka molemmissa kokoonpanoissa lait- teistot ovat samanlaisia, eivät ne soveltuisi keskenään vaihdettaviksi.
[8, s. 43.]
5.1.1 On-grid järjestelmä
Sähköverkkoon liitettyä aurinkosähköjärjestelmää kutsutaan on-grid verkoksi, jossa järjestelmä syöttää yleiseen sähköverkkoon liitettyä laitteistoa. Tällä ta- valla sähkön varastoimiseen ei tarvita akustoa, vaan jakeluverkko toimii säh- kövarastona, ja järjestelmän mitoittaminenkin helpottuu. Yleisen verkon hävi- tessä sähkökatkoissa tai muissa tilanteissa, on järjestelmän lopetettava säh-
kön syöttö verkkoon. On-grid järjestelmän pääkomponentit ovat aurinkopanee- lit, vaihtosuuntaajat ja sen lisälaitteet. Yleiseen jakeluverkkoon liitettyä laitteis- toa koskee tietyt laadulliset vaatimukset ja tuotetun sähkön tulee vastata jake- luverkon standardeja. Verkkoon syöttäviä vaihtosuuntajia on yksi- tai kolmivai- heisia. Yleisesti alle 3 kilowatin järjestelmälle käytetään yksivaiheista vaihto- suuntaajaa, ja yli 3 kilowatin järjestelmälle kolmivaiheista. Ennen yksivaihei- sen järjestelmän käyttöönottoa on syytä kysyä verkkoyhtiöltä järjestelmän asentamista, koska järjestelmä voi aiheuttaa epäsymmetriaa sähköverkossa.
Kuva 11 havainnollistaa on-grid järjestelmän kokoonpanoa. [15; 8, s. 43–45.]
Kuva 11. On-grid järjestelmän kokoonpano [8, s. 44.]
5.1.2 Off-grid järjestelmä
Sähköverkosta erotettua aurinkosähköjärjestelmää kutsutaan off-grid verkoksi, mikä tarvitsee akuston energian varastoimista varten. Off-grid järjestelmän mi- toittaminen on haastavampaa, koska paneeleilla tuotettavan tehon tulee olla tarpeeksi suuri kattaakseen kaikkien järjestelmään kytkettyjen laitteiden säh- köntarve ja akuston kapasiteetin on oltava tarpeeksi suuri, että järjestelmään saadaan sähköä silloinkin, kun paneelit eivät sitä tuota. Off-grid verkkoja käy- tetään yleisimmin kesämökeillä tai paikoissa, missä ei saa yleisestä verkosta sähköä. Off-grid järjestelmä on kokonaiskustannukseltaan paljon kalliimpi kuin on-grid, koska akut ovat kalliita valmistaa. Akkujen kehitys on kuitenkin no- peaa ja ne halpenevat koko ajan, joten tulevaisuudessa off-grid järjestelmiä nähdään varmasti enemmän myös paikoissa, missä yleinen jakeluverkko on
saatavilla. On myös olemassa hybridijärjestelmiä, jotka ovat varustettu yleisen verkon liitännällä kuin myös akustolla. Tällä järjestelmällä ylijäävä sähkö voi- daan varastoida akkuihin myöhempää omaa käyttöä varten, sen sijaan että se myytäisiin halvalla takaisin sähköyhtiölle. Off-grid järjestelmän tärkeimmät komponentit ovat aurinkopaneelit, vaihtosuuntaajat ja sen lisälaitteet, sekä akusto. Kuva 12 havainnollistaa off-grid järjestelmän kokoonpanoa. [16.]
Kuva 12. Off-grid järjestelmän kokoonpano [8, s. 45]
5.2 Aurinkosähköjärjestelmän mitoitus
Aurinkosähköjärjestelmä kannattaa mitoittaa tapauskohtaisesti ja valita huolel- lisesti paneelien asennuspaikat sekä niiden suuntaukset ja kallistukset. Aurin- kopaneelit tuottavat parhaiten auringosta sähköä, kun aurinko paistaa korke- alta ja kohtisuoraa paneeleiden pintaa kohti. Rakennuksissa, missä pohja- kuorma on suuri, voidaan aurinkosähköjärjestelmä mitoittaa myös niin, että ja- keluverkkoon liittymistä ei tarvitse, vaan kaikki itse tuotettu sähkö kulutetaan myös itse.
Aurinkosähköjärjestelmän mitoitus optimiksi takaa parhaan saatavan hyödyn, mikä lyhentää myös takaisinmaksuaikaa. Ylimitoitus ei kannata, koska tämä lisää järjestelmän kustannuksia ja vuorostaan pidentää takaisinmaksuaikaa.
Tällä hetkellä parhaimman hyödyn järjestelmästä saa, kun aurinkosähköllä
korvataan ostosähköä. Näin kaikki itse tuotettu sähkö hyödynnetään. Ylijää- mäsähkön myynnistä takaisin verkkoyhtiö maksaa tuottajalle markkinahintai- sen sähkön hinnan. Verkkoyhtiön maksama hinta ylijäämäsähköstä on vain noin kolmasosa sähkön kokonaishinnasta, koska sähkön hinta koostuu myös sähkön siirtomaksusta ja veroista. [13.]
Jälkikäteen asennettavan aurinkosähköjärjestelmän mitoittamiseen rakennuk- sen pohjakuorma on hyvä viite, jolloin paneelien tehtävä on tasata kiinteistön sähkönkulutusta. Vasta rakenteilla olevan kiinteistön sähkönkulutukseen löy- tyy simulointiohjelmia. Pohjakuormasta näkee, kuinka paljon rakennus mini- missään kuluttaa sähköä, riippumatta vuodenajasta, esim. toimistorakennuk- sissa öisin, kun ihmisiä ei ole paikalla. Tällöin sähkön kulutus koostuu pääosin jäähdytykseen tai lämmitykseen menevästä sähköstä. Rakennuksen pohja- kuorman saa selville pyytämällä jakeluverkkoyhtiöltä rakennuksen sähkön ku- lutuksen tuntisarjan. Tuntisarjat kertovat paljonko rakennuksessa kuluu säh- köä tietyllä aikavälillä. Esimerkiksi yhden vuoden ajalta otetusta tuntisarjasta voi selvittää rakennuksen pohjakuorman, ja näin käyttää tätä viitteenä aurin- kosähköjärjestelmän mitoituksessa. Kuvassa 13 on mallinnettu erään kiinteis- tön sähkön kulutusta. [14.]
Kuva 13. Mallinnettu kiinteistön sähkön kulutus yhdeltä kuukaudelta (tuntisarja)
Kuvasta 13 nähdään, että kiinteistön pohjakuorma on noin 1 kilowattitunnin luokkaa, tällöin aurinkosähköjärjestelmän mitoituksessa käytetään viitteenä tätä arvoa.
5.3 Aurinkopaneelien sijoitus ja asennus
Aurinkopaneelit kannattaa sijoittaa paikkaan, missä aurinko paistaa mahdolli- simman pitkään ja esteettömästi paneelien pinnalle, koska vähäinenkin varjos- tus haittaa sähköntuottoa. Kaupungeissa ja tiheään asutuissa paikoissa ra- kennuksen katto on hyvä paikka aurinkopaneeleille (ks. kuva 14). Katolla au- rinkopaneelit eivät ole tiellä ja varjostuksia on vähiten, kun kesämökillä esi- merkiksi ranta voi olla paras paikka. Katolla oleville aurinkopaneeleille täytyy mahdollistaa turvallinen huolto ja kunnossapito. Aurinkopaneeleita ei pidä si- joittaa liian kauas, koska pitkä kaapelointi tuo jännitehäviöitä, mitkä verottavat sähköntuottoa. Aurinkopaneelin energiantuottoon vaikuttaa sijainti, kallistus- kulma sekä paneelin suuntaus. [2, s. 90–91.]
Kuva 14. Aurinkopaneelisto tasakatolle asennettuna
Kattoasennuksissa aurinkopaneelit asennetaan telineiden päälle, ja telineet kiinnitetään kattoon. Kiinnitystapoja on monia mm. peltikatoilla voidaan puris- tamalla kiinnittää telineet kattopeltiin, milloin ei tarvitse läpäistä katon sateelta ja kosteudelta suojaavaa pintaa, mikä tekee asennuksesta helpompaa. Maa- han asennettaville paneeleille rakennetaan kehikko, mihin paneelit sijoitetaan.
Kattoasennuksissa tulee ottaa huomioon katon rakenne, kuten kestääkö katon mekaaninen rakenne aurinkopaneeleista muodostuvan lisäpainon. Tasakatto- asennus on vaativin, siinä tulee ottaa kantavuuden lisäksi huomioon järjestel- män tuulikuormat ja katteen vaurioiden välttäminen. Aurinkopaneelien on ol- tava katolla tuetulla alueella, joten räystäitä ei saa hyödyntää paneeleita asen- nettaessa. [11, s. 134; 9, s. 179.]
5.4 Aurinkopaneelien kallistus ja suuntaus
Aurinkopaneelit tuottavat sähköä tehokkaimmin, kun suuntaus on suoraan au- rinkoa kohti. Auringon säteilyn ja aurinkopaneelin pinnan välistä kulmaa kutsu- taan tulokulmaksi. Säteilyn osuessa kohtisuoraa paneelin pintaan, tulokulma on 0°, eli paras mahdollinen. Etelään suunnatuilla paneeleilla saadaan suurin sähköntuotto, koska aurinko on korkeimmillaan paistaessaan suoraan ete- lästä. Jos etelään suuntaus ei ole mahdollista, esim. harjakatollisissa raken- nuksissa, niin itään ja länteen suunnatuilla paneeleilla päästään myös hyvään sähköntuotantoon. Itä-länsi -asennuksissa aurinkopaneelit tuottavat vuositilas- tollisesti vähemmän, mutta sähköntuotto on aamuisin ja iltaisin parempaa kuin etelään suunnatuilla paneeleilla, mikä parantaa kannattavuutta.
[6, s. 121-123.]
Auringon korkeus suhteessa horisonttiin vaikuttaa aurinkopaneelin kallistus- kulman valintaan. Suomessa edullisin kallistuskulma on 30° - 90°. Kesäaikaan paras sähköntuotto saadaan, kun paneelit asennetaan 30° kulmaan. Talviai- kaan taas 75 - 90° kallistuskulma tuottaa parhaiten. Koko vuoden ajalta 45°
kallistuskulma on paras, kun maksimoidaan vuosittainen sähköntuotto yhdellä paneelin asennolla. Alle 15° kallistuskulmaan paneelia ei kannata asentaa, koska muuten lika, pöly tai lumi pääsee kasaantumaan paneelin pinnalle.
Harja- ja vinokatoissa aurinkopaneelit kannattaa kuitenkin asentaa lappeen suuntaisesti, koska se on helppoa. Aurinkopaneelien tuotto ei paljoa laske, vaikka paneeleita ei täysin optimikulmaan saada. Tasakatoille asennettuna
paneeleille voidaan rakentaa telineet, milloin saadaan paras mahdollinen kal- listuskulma sähkön tuotannon kannalta. Tasaisilla pinnoilla telineillä sijaitse- vien paneelien kallistuskulmaa määritettäessä tulee ottaa huomioon paneelien toisilleen aiheuttamat varjot. Paneelit täytyy asentaa tietyn etäisyyden päähän toisistaan. [11, s. 145-147.]
Aurinkopaneelien suuntaukseen liittyy myös suuntakulma (atsimuutti) (ks.
kuva 15), eli poikkeama etelästä. Atsimuuttikulma määritellään niin, että suun- taus etelään on 0°, länteen +90° ja itään -90°. Maapallon kiertäessä, aurinko näyttää liikkuvan taivaalla ja tuleva säteily osuu paneeliin jatkuvasti eri kul- massa.
Kuva 15. Atsimuutti, eli suuntauskulma
Aurinkopaneeli asennetaan yleensä kiinteäkulmaisena. Kiinteä asennus on helppo ja luotettava tapa, mutta se ei pysty hyödyntämään kaikkea auringosta tulevaa säteilyä, koska yleensä auringonsäteen tulokulma on suurempi kuin optimi, mikä on 0°. Aurinkopaneeleihin on mahdollista asentaa seurantalait- teita, jotka seuraavat auringon liikettä taivaalla. Saatavilla on kolmea eri seu- rantalaitetyyppiä: kahden akselin seuranta, atsimuuttiseuranta ja yhden akse- lin seuranta. Päivän lyhyyden takia seurantalaitteet eivät Suomessa oikein te- hosta säteilyn keräämistä talviaikaan. Kahden akselin seurannassa seuranta- laita säätää kallistuskulmaa ja suuntakulmaa (atsimuuttia) niin, että tulokulma
on mahdollisimman lähellä 0° koko ajan. Atsimuuttiseurannassa seurantalaite kääntyy vain suunnan mukaan idästä länteen auringon noustessa ja las- kiessa, kallistuskulmaa ei muuteta. Yhden akselin seurannassa seurantalaite kääntyy akselinsa ympäri, joka on samassa tasossa kuin aurinkopaneeli. Kah- den akselin seurannalla voidaan teoreettisesti nostaa sähkön tuottoa kesäai- kaan jopa 60%, mutta seurantajärjestelmät kuluttavat sähköä, nostavat aurin- kosähköjärjestelmän kokonaishintaa ja vaativat huomattavasti enemmän huol- toa kuin kiinteä aurinkopaneelien asennus. Täten järjestelmän takaisinmaksu- aika pitenee ja käytännössä sähkön tuoton nousu on n. 30 %. [11, s. 16–17.]
5.5 Vaihtosuuntaajat
Vaihtosuuntajat eli invertterit ovat aurinkopaneelien jälkeen tärkein kompo- nentti aurinkosähköjärjestelmässä. Invertteri muuntaa aurinkopaneeleilta tule- van tasasähkön (Direct Current, DC) sähköverkossa käytettäväksi vaihtosäh- köksi (Alternating Current, AC). Invertteri asennetaan sähköpääkeskuksen lä- heisyyteen ja liitetään kiinteistösähkön syöttöpuolelle. Invertterit voidaan jakaa neljään: string-invertteri (verkkoinvertteri), off-grid invertteri, mikroinvertteri ja keskusinvertteri. Inverttereitä on saatavilla laajasti eri tehoisia. [17.]
Verkkoinvertterin (ks. kuva 16) tulee täyttää jakeluyhtiön vaatimukset ja sen on myös täytettävä standardi SFS 50438. Verkkoinvertterin tulee tuottaa sa- manlaista sinimuotoista vaihtojännitettä kuin yleisessä jakeluverkossakin ja sen on oltava aina tahdistettu jakeluverkon taajuuteen. Tämä varmistaa sen, että aurinkosähköjärjestelmä ei häiritse muita yleiseen verkkoon liitettyjä lait- teita. Verkkoinvertteriä käytettäessä sähkön kuorman tulee jakautua tasaisesti vaiheiden välille. Off-grid invertterillä voi olla vielä laajemmat ominaisuudet kuin verkkoinvertterillä, koska off-grid invertteri ylläpitää myös järjestelmän akustoa. Off-grid inverttereitä käytetään saarekekäytöissä, eli järjestelmissä mitkä ovat valtakunnan sähköverkon ulkopuolella (kesämökit). [8, s. 53.]
Kuva 16. SMA Sunny Tripower 5000 TL-20 kolmivaiheinen verkkoinvertteri
Inverttereitä on yksi- tai kolmivaiheisia. Alle 3 kWp:n aurinkosähköjärjestelmät hoidetaan yleensä yksivaiheisella invertterillä, ja yli 3 kWp:n järjestelmät kolmi- vaiheisilla inverttereillä. On olemassa myös mikroinverttereitä (ks. kuva 17), milloin yhden verkkoinvertterin sijasta jokainen aurinkopaneeli varustetaan omalla pienellä mikroinvertterillä. Näin esimerkiksi varjoon jääneet paneelit ei- vät vähennä muiden paneelien tuotantoa niin paljon. Mikroinverttereiden käyttö on kuitenkin harvinaista, koska nämä lisäävät hankintahintaa ja vikojen korjaus myös vaikeutuu, jos mikroinverttereitä on useampia. Mikroinverttereitä käytetään vain hyvin pienissä aurinkosähköjärjestelmissä. [2, s. 80.]
Kuva 17. Victron 12V/800W mikroinvertteri
Aurinkopaneelit kytketään verkkoinvertterin kanssa yleisesti sarjaan, ja täl- laista sarjaan kytkettyä paneelijoukkoa kutsutaan paneeliketjuksi. Tässä yh- teydessä puhutaan ns. string-invertteristä. Valittaessa inverttereitä järjestel- män paneelit kannattaa jakaa yhtä suuriin paneeliketjuihin, ja valita paneeli- ketjun tehon mukaan sopivat invertterit. Isoissa aurinkosähköjärjestelmissä voi olla useita string-inverttereitä. Suurissa aurinkovoimaloissa käytetään kes- kusinverttereitä, mitkä voivat olla teholtaan 100 – 1000 kW. [17.]
5.6 Aurinkopaneelien kaapelointi
Aurinkopaneelien johtimet valitaan tasasähköpuolelle aurinkosähköjärjestel- män oikosulkuvirran perusteella. Tasasähköpuolella standardin SFS 6000-7- 712 mukaan kaapelin ylikuormitussuojaus voidaan jättää kokonaan pois pa- neeliketjujen kaapeleista, jos kaapelin jatkuva kuormitettavuus on vähintään 1,25 kertainen paneeliketjun oikosulkuvirtaan nähden. Aurinkopaneelien muu suojaus määritellään erikseen valmistajien ohjeissa. [18, s. 39.]
Aurinkopaneelien kaapelit altistuvat sateelle, tuulelle, jäälle, lämpötilojen muu- toksille ja auringon säteilylle, joten kaapeleiden tulisi kestää näitä hyvin. Johto- reitit kannattaa suunnitella hyvin, jotta voidaan minimoida kaapelien ulkoiset rasitustekijät. Eri aurinkopaneelien valmistajat myyvät yleensä myös aurinko- paneelistoihin tarkoitettuja aurinkokaapeleita. Yleinen aurinkokaapeli on AJM kooltaan 6-10 mm2. Tasasähköpuolen kaapeleita voidaan asentaa invertterin, säätimen, akuston ja paneelien välille. Vaihtosähköpuolella kaapeloinnin mitoi- tus tehdään standardin SFS 6000 mukaisesti. Kaapeliksi sopii esimerkiksi ylei- nen MMJ muovipäällysteinen kaapeli, missä on yksilankaiset johtimet. Kaape- leina voidaan myös käyttää häiriösuojattuja kaapeleita, mitkä vähentävät in- verttereiden mahdollisesti tuottamia häiriöitä esim. aurinkosähköjärjestelmän tuoton mittaamisessa. [6, s. 141.]
6 AURINKOSÄHKÖJÄRJESTELMÄN ESIMERKKISUUNNITELMA
Esimerkkikohteena on Kiinteistö Oy Sammonpihan rakennus Lappeenran- nassa Sammonlahdessa. Rakennus toimii Sweco Industry Oy:n toimitalona ja on Sweco Industry Oy:n omistama. Rakennuksessa toimii myös Fysios Etelä-
Karjala Oy, Kelan Sammonlahden toimisto ja Sammonlahden neuvola. Aurin- kosähköjärjestelmän esimerkkisuunnitelman pohja perustuu verkkoyhtiöltä saatuun sähkön käyttötietoihin ajalta 1.3.2018 – 28.2.2019 (ks. kuva 18).
Kuva 18. Esimerkkikohteen tuntisarja
6.1 Aurinkosähköjärjestelmä
Aurinkosähköjärjestelmä kytketään aurinkosähkökeskuksen kautta IV-kone- huoneen ryhmäkeskukseen. Koska esimerkkikohteessa on useampi käyttäjä Sweco Industryn lisäksi, aurinkosähköjärjestelmä kytketään kiinteistöautomaa- tion kautta syöttämään ja täydentämään ilmanvaihtoon käytettävää sähköä.
Kytkentä syöttämään ilmanvaihtojärjestelmää takaa sen, että aurinkopanee- leilla tuotettu sähkö päätyy koko rakennuksen käyttäjille tasaisesti. Tämä tar- koittaa myös sitä, että aurinkosähkökeskusta ei tarvitse kytkeä rakennuksen sähköpääkeskuksen perään, mikä helpottaa kaapelointia ja komponenttien si- joittelua.
6.1.1 Aurinkopaneelien valinta ja sijoitus
Rakennuksen katolla on tilaa runsaasti, mutta tehokkaan ja optimin mitoituk- sen saavuttamiseksi kannattaa valita maksimiteholtaan suuri paneelityyppi ko- koonsa nähden. Pohjakuorman mukaan mitoitettuna sopiva järjestelmä on noin 30 kWp. Tällaiseen järjestelmään valitsin aurinkopaneeleiksi NAPS SAANA 300 SM4 ABW yksikidepaneeleita (ks. kuva 19). Tehon tarpeen täyt- tymiseksi paneeleita tulee asentaa 100 kpl. Taulukosta 1 näkee tietoja käytet- tävästä aurinkopaneelista.
Taulukko 1. NAPS SAANA 300 SM4 ABW aurinkopaneelin ominaisuuksia
NAPS SAANA 300 SM4 ABW
Pinta-ala 1,6 m2
Paino 18 kg
IP 65
Kennojen lukumäärä 60 kpl
Järjestelmän maksimijännite 1000 V
Hyötysuhde 18,7 % STC olosuhteissa
W/Pmax teho 300 W STC olosuhteissa
V/Vp jännite 32,4 V STC olosuhteissa
A/Isc oikosulkuvirta 9,55 A STC olosuhteissa
Kuva 19. NAPS SAANA 300 SM4 BMW yksikideaurinkopaneeli
Taulukon 1 tiedoista voidaan laskea paneeliston huipputeho Pmax:
𝑃𝑚𝑎𝑥 = 300 𝑊 ∙ 100 = 30 000 𝑊
100 paneelin asennus tarvitsee katolta vähintään vapaata pinta-alaa:
𝐴 = 100 ∙ 1,6 𝑚2 = 160 𝑚2
6.1.2 Aurinkopaneelien asennus
Aurinkopaneelit asennetaan rakennuksen katolle lappeen mukaisesti 15 ° kal- listuskulmaan ja orientaatiot kahteen suuntaan. Osa paneeleista suunnataan kaakkoon ja toinen osa paneeleista suunnataan lounaaseen (ks. kuva 20).
Kuva 20. Aurinkopaneeleiden sijoitus esimerkkikohteen katolle
Esimerkkikohteen rakennuksen katto on profiilipeltiä. Profiilipeltikattoon aurin- kopaneelit asennetaan kulmakiinnikkeillä (ks. kuva 21), jotka asennetaan noin yhden metrin välein. Kiinnike ruuvataan katon ruoteeseen tai kattotuoliin käyt- täen kateruuvi ja tiivisteprikkaa. Kiinnityskohdassa käytetään säänkestävää tii- vistemassaa lisätiivistyksen varmistamiseksi.
Kuva 21. Aurinkopaneelitelineen kulmakiinnike
6.1.3 Aurinkopaneelien ryhmittely ja kaapelointi
Aurinkopaneelisto jaetaan kolmeen noin yhtä suureen kytkentäryhmään (ks.
taulukko 2). Yksi kytkentäryhmä muodostuu kahdesta aurinkopaneeliketjusta, missä on 16 – 17 paneelia sarjaan kytkettyinä, ja paneeliketjut ovat rinnan kyt- kettyjä toisiinsa nähden. Aurinkopaneelien liitäntäkotelot sijoitetaan IV-kone- huoneeseen aurinkosähkökeskuksen läheisyyteen.
Aurinkosähköjärjestelmän kaapelointi toteutetaan käyttämällä jo olemassa ole- via johtoreittejä tai muilla helposti saavutettavilla kaapelireiteillä. Kaapeleina käytetään tasasähköpuolella aurinkopaneelikaapelia AJM ja vaihtosähköpuo- lella yleiskaapelia MMJ.
Taulukko 2. Aurinkopaneelien kytkentäryhmät
Paneeliryhmät Teho Jännite Virta
Kytkentäryhmä 1 9,6 kWp 518, 4 V 18,52 A
Kytkentäryhmä 2 9,6 kWp 518,4 V 18,52 A
Kytkentäryhmä 3 10,2 kWp 550, 8 V 18,52 A
6.1.4 Vaihtosuuntaajien valinta
Vaihtosuuntaajiksi järjestelmään valitaan kolme kappaletta kolmivaiheisia Fro- nius Symo inverttereitä (ks. kuva 22), jotka kytketään aurinkosähkökeskuk- seen. Aurinkosähkökeskus kytketään IV-konehuoneen ryhmäkeskukseen.
Taulukosta 3 (ks. seur. sivu) näkee käytettävän invertterin ominaisuuksia. Kol- mivaiheinen invertteri takaa tasaisen tuoton esimerkkikohteen jokaiselle vai- heelle. Invertterit sijoitetaan myös IV-konehuoneeseen, missä aurinkosähkö- keskus sijaitsee.
Kuva 22. Fronius Symo kolmivaiheinvertteri
Taulukko 3. Fronius Symo 10.0-3-M ominaisuuksia
Invertteri Fronius Symo 10.0-3-M
Teho 10 kW
Kytkentäjännite 200 – 1000 V Kytkentävirta (max) 27 A
Paino 34,8 kg
IP 66
Aurinkosähkökeskus varustetaan omalla mittauslaitteistolla, josta selviää ra- kennuksen oman sähköntuotannon kulutus. Yli 3x63 A käyttöpaikkaan sijoi- tettu voimalaitos täytyy varustaa erillisellä mittauslaitteistolla, josta selviää ra- kennuksen oman sähköntuotannon kulutus. Oman sähköntuotannon kulutus tarkoittaa voimalan tuottamaa sähköä, joka käytetään suoraan kohteessa.
[19.]
6.1.5 Suojaukset
Aurinkosähköjärjestelmän suojauksiin kuuluvat ylijännitesuojaus, AC ja DC puolen sulakkeet, kytkimet ja katkaisijat, sekä maadoitus. Paneeleiden liitäntä- koteloon sijoitetaan tasasähkönpuolen sulakkeet, ylijännitesuojaus sekä tasa- jännitepuolen katkaisijat. IV konehuoneeseen asennetaan erillinen tasasähkö- katkaisija toimimaan turvakytkimenä, mikä toimii myös ns. huoltokytkimenä tarvittaessa. Vaihtosähköpuolelle sijoitetaan 3-napainen pääkytkin aurinkosäh- kökeskukseen, mikä toimii käsikäyttöisenä kytkimenä ja katkaisijana.
Maadoituksessa noudatetaan standardia SFS 6000-5-54. Aurinkopaneeleiden metallirungot liitetään erillisillä maadoitusjohtimilla paneelien telineisiin. Aurin- kopaneeleiden telineet maadoitetaan liitäntärasian maadoituspisteeseen. Lii- täntärasialta maadoitus viedään maadoituskaapelilla IV-konehuoneen ryhmä- keskuksen potentiaalintasauspisteelle. Näin aurinkopaneelit ja telineet ovat maadoitettu koko rakennuksen potentiaalintasaukseen. Myös liitäntäkotelon ylijännitesuojat maadoitetaan kotelon maadoituspisteeseen.
6.1.6 Johdonsuoja-automaattien mitoitus
Tasasähköpuolen johdonsuoja-automaatit voidaan mitoittaa kaavan 5 avulla [20]:
𝐼 =𝐼𝑠𝑐∙ 1,56
𝐾𝑡 (5)
jossa I johdonsuojan virran kesto [A]
Isc paneeliketjun oikosulkuvirta [A]
Kt ympäristön lämpötilakerroin [-]
Ympäristön lämpötilakertoimena voidaan käyttää arvoa 1 [20]. Jokainen erilli- nen paneeliketju sijoitetaan oman johdonsuoja-automaatin taakse, näin vikati- lanteessa johdonsuojan lauetessa mahdollisimman vähän paneeleita putoaa pois. Esimerkkisuunnitelman kolme paneeliryhmää koostuvat jokainen kah- desta erillisestä paneeliketjusta, eli paneeliketjuja on yhteensä 6. Koska pa- neelit ovat kytketty sarjaan, on jokaisen paneeliketjun oikosulkuvirta Isc 9,55 A.
Kaavan 5 avulla saadaan johdonsuoja-automaattien minimi kestoksi 14,9 A, jolloin valitaan seuraavaksi isoin johdonsuoja eli 16 A johdonsuoja-automaatti.
Taulukkoon 4 on merkitty paneeliryhmien johdonsuoja-automaatit.
𝐼 =9,55 𝐴 ∙ 1,56
1 = 14,9 𝐴
Taulukko 4. Paneeliketjujen DC johdonsuoja-automaatit
DC ryhmät Virta Johdonsuojat
1 14,9 A 2x16 A
2 14,9 A 2x16 A
3 14,9 A 2x16 A
Vaihtosähköpuolen johdonsuoja-automaatit mitoitetaan vaihtosähköpuolen vir- ran mukaan, joka lasketaan kaavalla 6:
𝐼 =𝑃
𝑈 (6)
jossa I johdonsuojan virran kesto [A]
P invertterin teho [W]
U verkkojännite [V]
Jokaisen kolmen ryhmän invertterin nimellisteho on 10 kW ja verkkojännite on 230 V, joten:
𝐼 =10 000 𝑊
230 𝑉 = 43,5 𝐴
Virran keston ollessa 43,5 A, valitaan seuraavaksi suurin johdonsuoja eli 50 A johdonsuoja-automaatti. Taulukkoon 5 on merkitty vaihtosähköpuolen johdon- suoja-automaatit.
Taulukko 5. Paneelien AC johdonsuoja-automaatit
AC ryhmät Virta Johdonsuojat
1 43,5 A 50 A
2 43,5 A 50 A
3 43, 5 A 50 A
Pääkytkimeksi valitaan 63 A 3-napainen katkaisija. Katkaisija toimii hyvin myös kytkimenä käsikäytössä mahdollisissa huolto- ja vikatilanteissa. Pääkyt- kimellä saadaan koko aurinkosähköjärjestelmä jännitteettömäksi. Mahdolli- sesti sähköverkkoyhtiön vaatiessa pääkytkin täytyy vaihtaa katkaisijaan, missä on etäkytkentämahdollisuus.
6.2 Järjestelmän kustannukset ja tuoton arviointi
Uusiutuvan energian tuotantoon tai sen käyttöön on mahdollista saada ener- giatukea. Aurinkosähköhankkeille voi saada tukea 25 % investointikustannuk- sista, jos energiatukihakemus jätetään ennen 30.4.2019 ja 20 % jos hakemus
jätetään 1.5.2019 jälkeen. Energiatukihakemukset käsittelee pääsääntöisesti Innovaatiorahoituskeskus Business Finland. Työ- ja elinkeinoministeriö päät- tää tuen myöntämisestä, jos hankkeen kustannukset ylittävät 5 miljoonaa eu- roa, tai hanke liittyy uuteen teknologiaan ja sen kustannukset ylittävät miljoona euroa. [21.]
Esimerkkikohteen aurinkosähköjärjestelmä tuotannon, kustannusten ja takai- sinmaksuajan arvioinnissa käytetään taulukon 6 arvoja:
Taulukko 6. Aurinkosähköjärjestelmän tuotanto- ja kustannusarvio
Aurinkosähköjärjestelmän koko 30 kWp
Sähkön tuotanto 26364,7 kWh/vuosi
Aurinkosähkön investointikustannus 1100 €/kWp (alv 0 %)
Sähkön hinta 8,5 snt/kWh
Aurinkosähköjärjestelmän elinkaari 30 vuotta
Aurinkosähköjärjestelmän tuotantoa on mallinnettu PVGIS-laskurilla [22]. Ku- vassa 23 on esimerkkikohteen aurinkosähköjärjestelmän mallinnettu vuosituo- tanto eri kuukausille jaettuna.
Kuva 23. Aurinkosähköjärjestelmän mallinnettu tuotanto 0
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
Sähköntuotto (kWh)
Esimerkkikohteen aurinkosähköjärjestelmän tuotanto
Esimerkkikohteen aurinkosähköjärjestelmän kokonaiskustannus ja takaisin- maksuaika näytetään taulukossa 7.
Taulukko 7. Aurinkosähköjärjestelmän kustannusarvio ja takaisinmaksuaika
Järjestelmän investointi ilman energiatukea 33 000 € (alv 0 %) Järjestelmän investointi 20 % energiatuella 26 400 € (alv 0 %) Järjestelmän investointi 25 % energiatuella 24 750 € (alv 0 %) Säästö sähkön kustannuksissa 2241 €/vuosi Takaisinmaksuaika ilman energiatukea 14,7 vuotta Takaisinmaksu aika 20 % energiatuella 11,8 vuotta Takaisinmaksuaika 25 % energiatuella 11 vuotta
Taulukosta 7 voidaan todeta, että esimerkkikohteen aurinkosähköjärjestelmä maksaa itsensä takaisin ilman energiatukeakin jo alle puolessa ajassa järjes- telmän oletetusta (30 vuoden) elinkaaresta.
6.3 Aurinkosähköisen mikrotuotantolaitoksen liittäminen sähkönjakeluverkkoon
Jos aurinkosähkön tuotanto on nimellisteholtaan enintään 2 MVA (megavolt- tiampeeria), puhutaan aurinkosähkön pientuotannosta. Jos tuotanto on enin- tään 50 kVA (kilovolttiampeeria) puhutaan mikrotuotannosta. Aurinkosähkön pientuotannon suosion noustessa paikallisilta verkkoyhtiöiltä löytyy selvät ja helpot ohjeet, kuinka tuotantolaitos liitetään yleiseen sähköverkkoon ja mitä dokumentteja tuotantolaitoksen omistajan on toimitettava verkkoyhtiölle ennen tuotantolaitoksen kytkemistä yleiseen verkkoon. [23.]
Aurinkosähkön tuotantolaitosta ei tule koskaan kytkeä yleiseen jakeluverkkoon ilman verkkoyhtiön lupaa. Verkkoyhtiön pitää olla tietoinen mahdollisesta ta- kasyöttöriskistä ja siitä, että sähköverkkoon kytkettävät laitteistot ovat verkolle sopivia. Ennen järjestelmän hankintaa kannattaa kysyä verkkoyhtiötä laitteis- ton sopivuudesta sähköverkkoon. [13.]
Ennen käyttöönottoa aurinkosähkön tuotantolaitoksesta on tehtävä jakeluver- kon haltijalle ilmoitus, johon liitteinä toimitetaan tuotantolaitteiston perustietolo- make ja käyttöönottopöytäkirja tai muu todistus tyyppitestatuista laitteista.
Tuotantolaitoksen saa kytkeä yleiseen jakeluverkkoon sen jälkeen, kun jakelu- verkonhaltijalta on saatu siihen lupa. [23.]
Sähköturvallisuusstandardien mukaan tuotantolaitos tulee olla erotettavissa yleisestä verkosta. Jakeluverkon haltijalla täytyy lisäksi olla esteetön pääsy erottimelle tai siihen on oltava kaukokytkentämahdollisuus. Yleisesti erottimina käytetään lukittavaa turvakytkintä. Aurinkosähkön tuotantolaitoksen sähkö- verkkoliitännän ja sähköisten ominaisuuksien tulee täyttää sähköturvallisuus- standardien sekä sähkömagneettisten yhteensopivuusstandardien vaatimuk- set. [24.]
7 YHTEENVETO
Työn tarkoituksena oli tehdä esiselvitystä Sweco Industry Oy:lle, millainen on kiinteistörakennuksessa käytettävä aurinkosähköjärjestelmä, mitä siihen ja sen suunnitteluun kuuluu. Aurinkosähköjärjestelmä mahdollisesti myös toteu- tetaan, joten tarkoituksena oli myös tutkia ja selvittää, onko aurinkosähköjär- jestelmään investointi taloudellisesti kannattavaa ja millainen takaisinmaksu- aika sillä on. Tutkimuksen tueksi Sweco Industry Oy:n toimitaloon suunniteltiin esimerkki aurinkosähköjärjestelmästä.
Aurinkosähköjärjestelmän suunnittelussa laadukkaiden komponenttien valinta on ensisijaisen tärkeää, koska halutaan, että järjestelmällä on pitkä käyttöikä.
Aurinkopaneeleiden ja inverttereiden laatuun kannattaa panostaa. Tämän jäl- keen järjestelmän mitoittaminen rakennuksen energiantarpeiden mukaiseksi on tärkeää. Järjestelmä kannattaa mitoittaa niin, että suurin osa tuotetusta sähköstä käytetään itse, ettei sähköä tarvitse myydä takaisin verkkoyhtiölle.
Myös aurinkosähköjärjestelmälle saatava energiatuki kannustaa sen hankin- taan. Mielestäni parhaan hyödyn aurinkosähköjärjestelmästä saa silloin, kun sen mitoittaa optimiksi ja tuotettua sähköä käytetään mahdollisimman paljon itse.
Uusiutuvan energian suosio ja kannattavuus on ollut nousussa koko ajan ny- kymaailmassa ja se jatkaa nousuaan. Uusiutuvan energian tukeminen nostat-
taa yrityksen imagoa ja näyttää, että yritys välittää fossiilivapaasta energian- tuotannosta. Tämän tavoitteen saavuttamiseen aurinkosähköjärjestelmä on mainio vaihtoehto.
Työssä käytettyjen aurinkopaneeleiden sekä inverttereiden tiedot ovat näiden valmistajien antamia, joten ne ovat luotettavia, koska ne ovat testattuja. Aurin- kosähköjärjestelmän tuotannon mallinnus toteutettiin Euroopan komission yllä- pitämällä PVGIS-työkalulla, mitä on kehitetty jo pitkään. PVGIS-laskurin anta- mat tiedot perustuvat Euroopan säteilykarttoihin, jotka ovat luotettavia. Saatui- hin tuloksiin ei kuitenkaan voi täysin varmasti luottaa, koska vaihtelevat sää- olosuhteet muuttavat järjestelmän tuottoa. Sähkön tuotanto voi jäädä arvioitua pienemmäksi, jos kesä on normaalia pilvisempi ja sateisempi. Toisaalta myös sähkön tuotanto voi ylittää arvioidut määrät, jos kesä on kuiva ja aurinko pais- taa mahdollisimman paljon.
Opinnäytetyö onnistui mielestäni hyvin ja sitä oli mielenkiintoista tehdä. Opin aurinkosähköstä, sen tuottamisesta ja järjestelmän suunnittelusta paljon, mistä on varmasti hyötyä tulevaisuudessa uusiutuvan energian jatkaessa suo- sion nousuaan. Kehitettävää on toki aina, mm. esimerkkisuunnitelmaan olisi voinut tehdä yksityiskohtaisempia kuvia aurinkosähköjärjestelmästä ja kytken- nöistä.
LÄHTEET
1. Sweco Intranet. WWW-dokumentti. Päivitetty 7.1.2019. Saata- vissa: http://intranet.sweco.se/fi/Inside-Sweco/Tietoa-
Swecosta/Business-areas/Sweco-Finland/Sweco-Industry-Oy/ [vii- tattu 4.2.2019].
2. Perälä, Rae. Aurinkosähköä. Tallinna: Alfamer / Karisto Oy.
2017.
3. Global Solar Atlas. Kuva. WWW-dokumentti. Saatavissa:
https://globalsolaratlas.info/downloads/world [viitattu 5.2.2019].
4. Motivan verkkosivut. WWW-dokumentti. Päivitetty 2019. Saata- vissa: https://www.motiva.fi/ [viitattu 5.2.2019.].
5. Joutsan sääasema. 2019. Kuva. WWW-dokumentti. Saata- vissa: https://www.ruunula.fi/template/pages/station/cli-
mate.php?var=S [viitattu 11.2.2019].
6. Käpylehto, Janne. Auringosta sähköt kotiin, kerrostaloon ja yri- tykseen. Helsinki. Intokustannus Oy. 2016.
7. Science Behind the Solar Cell. WWW-dokumentti. Saatavissa:
https://global.kyocera.com/prdct/solar/spirit/about_solar/cell.html [viitattu 12.2.2019].
8. Lehto, Ina., Liuksiala Lotta., Lähde Petri., Olenius Meri., Orr- berg, Matti., Ylinen, Marko. Aurinkosähköjärjestelmien suunnittelu ja toteutus. Tampere: Sähköinfo Oy. 2017.
9. Erat, Bruno., Hänninen, Pekka., Nyman, Christer., Rasinkoski, Asko., Wiljander, Mats. Aurinkoenergia Suomessa. Helsinki: Into Kustannus. 2016.
10. Ilmaston muutos ja energia. 2010. WWW-dokumentti. Saata- vissa: https://www.slideshare.net/energiateollisuus/ilmastonmuu- tos-ja-energia [viitattu 15.2.2019].
11. Erat, Bruno., Erkkilä, Vesa., Nyman Christer., Peippo, Kimmo., Peltola, Seppo., Suokivi, Hannu. Aurinko-opas. Aurinkoenergiaa rakennuksiin. Porvoo: Painoyhtymä Oy. 2008.
12. Suntekno. Aurinkopaneelit. PDF-dokumentti. Saatavissa:
http://suntekno.bonsait.fi/resources/public/tietopankki/paneelit.pdf [viitattu 18.2.2019].
13. VSV Yhtiöt. Aurinkosähköopas. PDF-dokumentti. Saatavissa:
https://www.vsv.fi/sites/default/files/aurinkosahkoopas.pdf [viitattu 22.2.2019].
14. Liuksiala, L. Aurinkosähkön hankintaohje. 2015. WWW-doku- mentti. Päivitetty 18.6.2015. Saatavissa: http://www.finso-
lar.net/aurinkoenergian-hankintaohjeita/aurinkosahkon-hankinta- ohje/ [viitattu 25.2.2019].
15. Alternative Energy Tutorials. Grid Connected PV System.
2019. WWW-dokumentti. Päivitetty 2019. Saatavissa:
http://www.alternative-energy-tutorials.com/solar-power/grid-con- nected-pv-system.html [viitattu 27.2.2019].
16. How Solar Power Works, On-grid, Off-grid And Hybrid. 2014.
Blogi. WWW-dokumentti. Päivitetty 2.4.2014. Saatavissa:
https://www.cleanenergyreviews.info/blog/2014/5/4/how-solar- works [viitattu 1.3.2019].
17. Aurinkovirta.fi. Invertteri. WWW-dokumentti. Saatavissa:
http://www.aurinkovirta.fi/aurinkosahko/aurinkovoimala/invertteri/
[viitattu 4.3.2019].
18. SFS-käsikirja 607. Aurinkosähköjärjestelmät. 1. painos. Hel- sinki: Suomen Standardisoimisliitto SFS ry. 2015.
19. Motiva. Opas sähkön pientuottajalle. 2012. PDF-dokumentti.
Saatavissa: http://www.motiva.fi/files/5724/Opas_sahkon_pien- tuottajalle_2012.pdf [viitattu 6.3.2019].
20. Sizing Fuses for Photovoltaic Systems per the National Electri- cal Code. 2018. PDF-dokumentti. Saatavissa: https://ep-us.mer- sen.com/fileadmin/catalog/Articles/Tech-Topics/TT-PVPN5-Sizing- Fuses-of-Photovoltaic-Systems-per-NEC-Tech-Topic.pdf [viitattu 8.3.2019].
21. Business Finland. Energiatuki. 2019. WWW-dokumentti. Saa- tavissa: https://www.businessfinland.fi/energiatuki/ [viitattu
12.3.2019].
22. European Comission. Photovoltaic Geographical Information System. PVGIS-laskuri. WWW-dokumentti. Päivitetty 21.9.2017.
Saatavissa: http://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/tools.html#PVP [viitattu 18.3.2019].
23. Energiateollisuus. Aurinkosähköjärjestelmän liittäminen sähkö- verkkoon. WWW-dokumentti. Päivitetty 10.9.2012. Saatavissa:
https://docplayer.fi/3841119-Aurinkosahkojarjestelman-liittaminen- sahkoverkkoon.html [viitattu 21.3.2019].
24. Energiateollisuus. Hajautettua sähkön pientuotantoa. WWW- dokumentti. Saatavissa: https://energia.fi/perustietoa_energia- alasta/asiakkaat/sahkoasiakkuus/sahkon_pientuotanto [viitattu 25.3].
25. Markvat, Tomas. Solar Electricity. Iso-Britannia: Redwood Books. 1994.
