Kiinnitysteline

Kiinnitysteline

Aurinkosähköpaneelien kiinnitysteline pitää aurinkosähköpaneelit auringossa vahingoittamatta alla olevia rakenteita tai aurinkopaneeleita itseään. Kiinnitysteline voidaan sen tyypistä riippuen asentaa joko katolle, seinälle tai maanpinnalle, mutta tällä sivulla käsitellään pääasiassa katolle tulevia telineitä. Aurinkopaneeleille tärkeintä on, että ne ovat auringossa eivätkä altistu varjoille. Yleensä kiinteistön aurinkoisin paikka löytyy mahdollisimman korkealta, tyypillisesti rakennuksen katolta. Harjakatto tai pulpettikatto muodostaa luonnollisen tukirakenteen aurinkopaneelien kiinnitystelineen alle, ilman alla olevaa kattoa teline paneeleille joudutaan rakentamaan itse ja tämä lisää kustannuksia. Aurinkovirran mielestä aurinkopaneelien asennus katolle on yleensä järkevin asennuspaikka. Toiseksi tärkein asian aurinkoisuuden jälkeen on suunta, ja kolmanneksi kallistustus.

Yleensä kiinnitysteline pitää aurinkopaneelit kiinteästi katolle lappeen suuntaisesti asennettuina. Kiinteä kiinnitysteline tekee aurinkosähköjärjestelmästä vähän ylläpitoa vaativan, joka on yksi aurinkosähkön parhaista puolista. Katon kulman suurentaminen lisää kustannuksia tyypillisesti enemmän, kuin kulman suurentamisesta saadaan hyötyä. Kulman suurentaminen pienentää myös katolle varjostamatta kiinnitettävien paneelien määrää yleensä yli puoleen alkuperäisestä maksimimäärästä.

Kiinnitystelineen nimen lisäksi käytetään termiä kiinnitysjärjestelmä. Ruotsiksi termi on monteringssystem, englanniksi  mounting system ja saksaksi Montagesysteme. Lyhyttä termiä haettaessa voitaisiin ehkä puhua telineestä, perusmuodossa teline.

Tällä sivulla keskityn katolle tulevien telineiden esittelyyn. Katto voi olla harjakatto, pulpettikatto tai aumakatto. Erikoistapauksissa, kun katto on pahasti varjossa, haluat seinäasennuksen, sinulla on tasakatto, katto on liian pieni tai katolla on väärä kattomateriaali, aurinkopaneelit kannattaa asentaa johonkin muualle kuin kyseiselle. Ensimmäisenä mieti voitko käyttää toisen rakennuksen kattoa, sen jälkee mieti maatelineen tai seinäkiinnityksen mahdollisuutta.

Millainen on hyvä kiinnitysteline?

Kunnollinen kiinnitysteline on samalla ilo silmälle ja turvallinen. Telineen tulee olla turvallinen telineen alla olevalle katolle, sen päällä oleville aurinkosähköpaneeleille että kiinteistä käyttäville ihmisille. Kiinnitystelineen lujuuden suunnittelu lähtee katon tiedoissa ja sen suunnittelussa otetaan huomioon katon lisäksi paikkakunnan vaatimukset lumikuorman kestävyydelle sekä sijaintipaikan tuulisuus ympäristön luokittelun ja paikan ympäristön korkeuden mukaan. Myös katon koko ja rakennuksen korkeus vaikuttaa tulen vaikutukseen katolla. Tuuli taittuu katon harjalla ja tuulen nopeus nousee katon harjalla. Sijoituspaikan ympäristö luokitellaan yleensä lujuuslaskentaa varten: meren rantaan, avoimeen alueeseen, avoimeen alueeseen joissa on yksittäisiä esteitä, suojaisaan pientaloalueeseen tai kaupungin keskustaan.

Kiinniteysteline ei saa rikkoa kattoa kiinnitystelinettä asennettaessa eikä sen 30 vuoden pitoaikana esim. lämpölaajenemisen vuodesta toiseen tai päivästä toiseen toistuvien muutosten avulla. Kiinnitystelineen tulee pitää aurinkosähköpaneelint turvallisesti katolla ja estää vauriot paneeleihin lämpölaajenemisen vaikutuksesta. Kiinteistön ympärillä kulkee ihmisiä, eikä teline saa aiheuttaa heille vaaraa. Kuinka suuret ristkit ihmiselle aiheutuu riippuu kiinteistön käyttötarkoituksesta, onko kiiteistö varasto (RC1), asuinrakennus (RC2) vai kaupungin keskustassa oleva asuinrakennus (RC3). Tämä ero otetaan huomioon lujuuslaskennan lähtötiedoissa luokittelemalla käytettävä kiinteistö kolmeen luokkaan (realiablity class, consequence clas: RC1, RC2 tai RC3).

Kunnollinen kiinnitysteline on samalla ilo silmälle ja turvallinen sekä katolle, aurinkopaneeleille että ihmisille.

Paneelien asento katolla – pysty tai vaaka

Paneelit voivat visuaalisesti olla katolla pystyasennossa tai vaaka-asennossa, mutta molemmissa tapauksissa kuitenkin lappeen suuntaisesti. Paneelien asento määräytyy yleensä 1-kerrostelineiden tapauksessa paneelien alle tulevien alumiiniprofiilien asennon perustella, joiden asento puolestaan määräytyy katon tukirakenteiden tai peltikaton saumojen suunnan perusteella. Samalla katolle ei suositella yhtä aikaa molempia tapoja ulkonäkösyiden takia.

Paneelien pystyasennolla tarkoitetaan sitä, että paneelit ovat katolla ja / tai telineessä katon lappeen suuntaisesti siten, että paneelin pitkä sivu on räystäältä harjalle suunnassa ja paneelin alla on yleensä joko kaksi tai kolme alumiiniprofiilia. Paneelit pystyssä yhdessä, kahdessa tai useammassa rivissä on omakotitaloissa usein se edullisin kiinnitystapa.

Paneelien ja katon välille jätetään 75-200 mm tuuletusrako, jotta tässä raossa kulkeva ilma jäähdyttää aurinkosähköpaneeleita. Jäähdytyksestä huolimatta aurinkopaneelin pinta voi olla jopa +30°C ulkolämpötilaa korkeampi. Korkea paneelin lämpötila pienentää aurinkosähköpaneeliston sähköntuotantoa. Kunkin paneelin välissä on välikiinnikkeen tekemä 22-24 mm rako. Samoin kahden vaakarin väliin jätetään samankokoinen rako. Paneelien alla oleva tila ja paneelien välissä olevat raot auttavat paneeliston tuuletuksessa, joka lisää aurinkosähköpaneelien sähköntuotantoa.

Paneelit ovat tässä asennuksessa ns. pystyasennossa.
Paneelit ovat tässä pystyasennossa ja kuvasta näkee profiilit, jotka jäävät aurinkopaneelien alle. Kuvan kiinnityksessä pystyssä olevan aurinkopaneelin alla on kolme kiinnitysprofiilia, jotta katolle on saatu lujuuslaskelman vaatimä määrä kiinnityspisteitä.

Paneelien vaaka-asennolla tarkoitetaan sitä, että paneelit ovat katolla ja / tai telineessä katon lappeen suuntaisesti siten, että paneelin pitkä sivu on harjan suuntaisesti ja heti paneelin alla on yleensä kaksi alumiiniprofiilia. Paneelit vaakasuorassa on yleinen kiinnitystapa tiilikatoilla sekä maatilojen konehallien katoilla. Tämä kiinnitystapa sallii kiinnityspisteiden valinnan millilleen oikein tiilikatolle asennettaville aurinkosähköpaneeleille, kun käytetään 2-kerrostelinettä. Kiinnitystapaa käytetään myös maatilojen konehallien katoilla, joissa vaakasuorat esim. 50×150 ruodepalkit ovat metallisten noin neljän metrin jaolla olevien ristikoiden päällä.

Paneelit ovat tässä asennuksessa ns. vaaka-asennossa 1-kerrostelineen päällä, koska tässä konehallissa 4 metrin jaolla olevien metallisten kattotuolien päällä ovat noin 50x150mm ruodepalkit, joihin ankkuripultit on kiinnitetty.
Paneelit ovat tässä vaaka-asennossa ja kuvasta näkee 2-kerrostelineen rakenteen, joka jää aurinkopaneelien alle. Tässä telineessä alimpana ovat vaakaprofiilit ja niiden päällä pystyprofiilit.

Kiinnitystelineen päätyypit – 1-kerros- tai 2-kerrosteline

Kinnitystelineen päätyypit katolla ovat 1-kerroksinen (yksikerroksinen – ja 2-kerroksinen kiinnitysteline (kaksikerroksinen). Kiinnitystelineen päämateriaalit näissä telineissä ovat ruostumaton teräs (A2) ja alumiini. Alumiinin kanssa kosketuksissa saa olla ainoastaa ruostumatonta terästä korroosion välttämiseksi. Kuparikatto tai kuparikaapeli tulee eristää alumiinisesta telineestä ruostumattomalla tai haponkestävällä teräksellä.

Ruotsiksi 1-kerrosteline on enlagers rack av solpaneler, englanniksi 1-layer ja saksaksi Einlagig. Ruotsiksi 2-kerrosteline on tvålagersställ för solpaneler, englanniksi 2-layer ja saksaksi Zweilagig.

1-kerrosteline

1-kerrosteline on yksinkertainen rakenteeltaan, nopea asentaa ja edullinen. Tällainen teline voidaan toteuttaa joko kahden tai kolmen aurinkopaneelin alle jäävän profiilin avulla. Tarvittava profiilimäärä riippuu katon kulmasta, kattotuolien tai saumatun peltikaton saumojen jaosta, käytetystä alumiiniprofiilista tai katto- tai paneelikiinnikkeiden kestävyydestä ja tämä selviää lujuuslaskennassa. Kolmen profiilin kiinnitys antaa Heckert NeMo 60M 2.0 -aurinkopaneelille 8000Pa lumikuorman kestävyyden (noin 800kg/m2). Saavutettu kestävyys riippuu telineen lisäksi aurinkosähköpaneelin ominaisuuksista, joten nämä tiedot on tarkistettava lukemalla samaan aikaan aurinkopaneelin asennusohjetta ja kiinnitystelineen suunnitelmaa ja / tai dokumentaatiota.

1-kerrostelineessä on vain yhdessä tasossa olevat alumiiniprofiilit. Tähän telineeseen aurinkopaneelit tulevat pystyyn lappeen suuntaisesti.
Edelliskuvan tyyppisen 1-kerrostelineen päälle pystyyn asennettut aurinkopaneelit.

2-kerrosteline

2-kerrosteline on 1-kerrostelinettä tukevampi rakenteeltaan, rakentamisessa on yksi vaihe enemmän ja suuremman materiaalimäärän takia hinta on yleensä korkeampi. Kaksikerrostelinettä käytetään, kun aurinkopaneelit halutaan vaakasuoraan joko paneeliston ulkonäön tai halutun paneeliston koon takia.

2-kerrosteline suurentaa aurinkopaneelien alle jäävää tuuletustilaa, joka paneeleja jäähdyttämällä parantaa niiden sähköntuotantoa. Sähköntuotannon lisääntyminen on suuruusluokkaa 1-2%, mutta 30 vuoden aikana tämä voi riittää tuomaan telineen lisähinnan takaisin.

2-kerrostelineessä pystyprofiili voi olla vaakaprofiilin alla tai toisinpäin riippuen katon rakenteesta, käytettävästä kattokiinnikkeestä ja siitä millaista telinettä haetaan.

2-kerrostelinettä käytetään tiilikatoilla saamaan aurinkopaneelien kiinnitysprofiilit täsmällisesti haluttuihin kohtiin, joka 1-kerroskiinnityksessä onnistuu vain tiilen etenemän mukaan esim. 350-360 mm välein.

2-kerroksisessa kiinnitystelineessä on kaksi kerrosta alumiiniprofiileita, jotka on kytketty toisiinsa. Tähän telineeseen aurinkopaneelit tulevat vaakasuoraan lappeen suuntaisesti.
Edellisen kuvan mukaisen 2-kerrostelineen päälle vaakasuoraan asennetut aurinkopaneelit.

Kiinnitystelineen mitoitus

Kiinnitysteline ja sen kiinnikkeet tulee mitoittaa tietokoneavusteisella lujuuslaskennalla joka tuottaa annettujen lähtötietojen perusteella kiinnitystelineen asennusta varten laskelmien lisäksi piirustukset ja materiaaliluettelon.

Telinevalmistajan, esim. Schletterin, ohjelmistolla tehty lujuuslaskenta rajoittuu telineen kestävyyden ja aurinkopaneelien telineessä pysymisen tarkasteluun, joten jos katon kestävyyden tai kattomateriaalin katolla pysymisen kanssa on epäilyksiä niin aurinkovoimalaa hankkivan tahon tulee käyttää tämän seikan arviointiin sopivaa ammattilaista, esim. rakennesuunnittelijaa ym.

Suunnitteluohjelman avulla kiinnitystelineen suunnittelija voi erikseen tarkastella kattokiinnikkeen (alakuvassa tiilikattokoukkujen), alumiiniprofiilien ja aurinkopaneelikiinnikkeiden kestävyyttä annetussa katuosoitteessa sijaitsevan tietyn katon tietojen mukaisessa sijoituspaikassa. Suunnittelija voi tämän perusteella vallita oikean vahvuiset osat samalla minimoiden tarvittavien osien määrän ja varmistaen sen, että teline kestää.

Suunnitteluohjelmasta saadaan ulos aurinkopaneelien telineettä kuvaava piirros. Alla oleva kuva on suunnitteluohjelmasta itsestään. Kuvassa näkyy aurinkosähköpaneelien sijoittelu suhteessa tässä kiinnitykseen käytettäviin kattotuoleihin. Kuva saadaan tulostettua myös pdf-muotoiseen raporttiin.

Harjakaton kiinnitystelineen pääosat

Katolle tulevan kiinnitystelineen pääosat ovat:

  • kattotyypin (profiilipeltikatto, tiilikatto, konesaumattu peltikatto, lukkosaumakatto, huopakatto) mukaiset kattokiinnikkeet (ankkuripultti, tiilikattokoukku tai puristin, jne.)
  • aurinkopaneeleja kannattelevat alumiiniprofiilit, ja
  • aurinkopaneelikiinnikkeet.

Kattokiinnikkeet liittävät kiinnitystelineen joko harjakaton tukirakenteisiin tai katemateriaalin.  Kattokiinnikkeessä on rakenne, joka kiinnittyy kattoon ja toinen, jolla profiilin kiinnitys tapahtuu. Konesaumatussa peltikatossa ja lukkosaumakatossa kiinnitys tapahtuu peltikaton saumoihin. Tiilikatossa, huopakatossa ja profiilipeltikatossa kiinnitys tapahtuu kattotuoleihin. Erikoistapauksissa kiinnitysteline voidaan kiinnittää joko ruoteisiin tai pelkkään kattopeltiin. Konehallien tapauksessa esiintyy myös rakenne, joissa kiinnitys tehdään puisiin vaakaruoteina toimiviin palkkeihin.

Alumiiniprofiilit kiinnitetään kattokiinnikkeisiin ja aurinkopaneelit lepäävät alumiiniprofiilien varassa alumiiniprofiilien päällä. Alumiiniprofiileita voidaan kutsua myös termeillä alumiinikisko, kisko tai kiinnitysprofiili. Alumiiniprofiileissa on ylessän yläura aurinkopaneelikiinnikkeitä varten ja alaura tai sivu-ura kattokiinnikkeiden kiinnittämiseen. Alumiiniprofiilit ovat yleensä 30, 35, 40, 50 tai 70 mm korkeita ja 30, 35 tai 40 mm leveitä. Alumiiniprofiilien pituudet ovat vaihdelleet ja vaihtelevat edelleen ja profiilien pituudet ovat yleensä 2450 – 6200 mm.

Alumiiniprofiilien tulee kestää mm. aurinkopaneelien paino kattokiinnikkeiden välinen matka, esim. kattotuolien 600, 900 tai 1200 mm väli tai saumatun peltikaton saumojen 475, 525 tai 540 mm väli tai näiden kaksinkertainen etäisyys. Alumiiniprofiileilla on kattomateriaalista riippuva maksimipituus, jonka jälkeen profiili tulee katkaista lämpölaajenemisen hallitsemiseksi. Lämpölaajenemisen hallinta tarkoittaaa sekä katon suojaamista telineen aihuttamalta rasitukselta että itse kiinnitystelineen suojaamista lämpölaajenemisen vaikutuksilta.

Lue lisää profiileista: https://aurinkovirta.fi/profiilit

Aurinkopaneelit kiinnitettään alumiiniprofiileihin ylhäältä päin aurinkopaneelikiinnikkeillä, jotka ovat pieniä puristimia. Nämä sallivat aurinkopaneelien pienen liikkeen lämpötilojen vaihdellessa, joka on tärkeää. Aurinkopaneelikiinnikkeet kiinnittyvä profiilissa olevaan yläuraan. Tämän yläuran muoto vaihtelee valmistajalta toiselle ja sen pitää olla yhteensopiva aurinkopaneelikiinnikkeiden kanssa.

Kiinnitystelineen kolme kerrosta näkyvillä: alimmaisena alumiininen peltikattopuristin (ja puristimen profiiliin kiinnittävä osa), keskimmäisenä alumiiniprofiili ja päällimmäisenä aurinkopaneelia profiilia vasten puristava aurinkopaneelikiinnike. Asennus on tässä viimeistelty alumiiniprofiilien päissä olevilla muovitulpilla.

Kiinnitysteline kokonaisuutena on CE-merkitty rakennustuote, joka koostuu sekä kiinnitystelineen osista että niiden käyttöön liittyvästä lujuuslaskennasta.

Hintatilastoja

Schletter -kiinnitystelineen hinta-arvioita viime vuoden toteutuneiden kohteiden ja niiden hintakeskiarvojen perusteella:

  • Profiilipeltikatto, jyrkkä: 51 eur/paneeli
  • Konesaumattu pelltikatto, 60 eur/paneeli
  • Lukkosaumakatto, 60 eur/paneeli
  • Tiilikatto, 89 eur/paneeli

Yo. hinnat ovat alv 0% ja niihin lisätään 24%, jonka saat kertomalla verottoman hinnan 1,24:llä.

Kiinnitystelineen hinta muodostuu telineen rakentamisessa käytettävien osien määrästä x kunkin osan yksikköhinnasta. Tällä tavalla kunkin telineen hinta on läpinäkyvä, eikä mielivaltaisesti keksitty. Ylläolevat luvut ovat tämän vuoden esimerkkihinnoista koottuja keskiarvohintoja, kun kiinnitetään alumiininvärisellä kehyksellä varustettuja aurinkopaneeleja.


Hinta poikkeaa tästä, jos esim. 2-kerroskiinnityksessä on jouduttu lisäämään kokonainen yksi vaakarivi ja sen kiinnikkeet vaikka kyse on ollut parin kiinnikkeen vajeesta tai jos profiilin hukkapaloja ei ole käytetty hyväksi.

Kiinnitystelineen valinnan historiaa

Saksalainen Schletter-kiinnitysteline valittiin Aurinkovirta-yhteistilauksen käyttöön eräässä suuryrityksessä toimivan ammattilaisen 2014 alussa antaman vinkin perusteella, jonka jälkeen telinettä ensin kokeiltiin parin vuoden aikana, ensimmäisenä vuonna yhdessä ja toisen vuoden kahdessa yhteistilauksessa yhä useammassa kohteessa. Tämän kokeilun perusteella huomattiin Schletter-telineen olevan aikaisemmin käytössä ollutta IBC Solar TopFix 200 -telinettä laadukkaampi. Tässä vaiheessa myös muiden telineiden ominaisuuksia osattiin arvioida eikä Scletteriä laadukkaampaa yhtä monipuolista telinettä ole tullut vielä vastaan. Vuonna 2018 tiilikatoille kokeiltiin myös K2 Systemsin valmistamaa kiinnitystelinettä, hinta oli edullisempi, K2:n vahvin koukku on tehty Schletterin vahvinta koukkua paksummasta teräksestä, mutta telineen laatu ei kokonaisuudessaan yllä Schletterin tasolle.

Muut telinetyypit

Harjakatolle tulevien telineiden lisäksi käytetään tasakattotelineitä, seinätelineitä, kiinteitä maatelineitä sekä 1-akselisia ja 2-akselisia aurinkoa seuraavia telineitä (englanniksi 1-axis and 2 axis solar tracker). Näiden materiaaleina käytetään myös tavallista terästä, galvanoitua terästä, perustuksina osaksi betonia ja itse rakennettaessa myös puuta.

Tasakattoteline

Tasakattotelineet ovat yleensä loivaan kulmaan asennettuja tai jopa katon suuntaisia ja suunnattu joko itään ja länteen tai etelään. Usein tasakattotelineet ovat katon päällä ja ne pidetään paikallaan kivi- tai betonipainoilla. Tasakattotelineitä voidaan käyttää katoilla esim. 6 asteen kaltevuuteen saakka riippuen telinetyypistä.

Tasakattotelineitä LUT:n katolla.

Seinäteline

Seinätelineissä aurinkopaneelit ovat joko pysty- tai vaakasuorassa ja niiden takana on samat alumiiniprofiilit, kuin kattokiinnityksessä. Profiilien kiinnitys seinään vaihtelee.

Lue lisää seinätelineistä artikkelista: https://aurinkovirta.fi/rakentaminen/seinatelineet/seinapaneelisto-kuivurin-seinaan-lemilla/

Aurinkopaneelien seinäasennus hyvin aurinkoisella eteläseinällä kuivurin seinässä.
Aurinkopaneelien seinäasennus Lemillä satavuotiaan aitan seinässä.

Maateline

Maatelineet ovat voivat olla esim. itse rakennettuja puutelineitä alumiiniprofiilien kanssa (suositeltavaa) tai ilman, teetettyjä tai itse tehtyjä metallitelineitä tai tehdasvalmisteisia metallitelineitä.

Lue lisää maatelineistä sivulla: https://aurinkovirta.fi/maateline/

Viiden aurinkopaneelin itse tehty maateline, joita voidaan rakentaa vierekkäin haluttu määrä.

Aurinkoa seuraava teline

Aurinkoa seuraavat telineet voivat olla 1-akselisia tai 2-akselisia telineitä. Nämä ovat näyttäviä, mutta nykyään edullisempaa on tehdä kaksi kertaa suurempi kiinteä aurinkosähkövoimala, kuin mekaanisesti liikuttaa aurinkopaneeleita. Kaksiakselinen teline saattaa tuottaa 40-60% enemmän kuin kiinteäasenteinen aurinkosähkövoimala.

Alla olevan kuvan pelkkä teline on maksanut yli kymppitonnin, tällä hinnalla saa nykyään yli 60 tehokasta aurinkosähköpaneelia. Tällaiset telineet ovat ajalta 10-20 vuotta sitten, kun aurinkopaneelien hinta oli 2-4 kertainen nykyisiin paneelihintoihin verrattuna.

Aurinkoseuraajan asennus meneillään Taipalsaarella.

Tämä sivu on päivitetty 20.2.2024.