Kiinnitysteline

Kiinnitysteline

Aurinkopaneelien kiinnitysteline pitää aurinkosähköpaneelit parhaansa mukaan auringossa. Kiinnitysteline voidaan asentaa joko katolle 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 ylhäältä, rakennuksen katolta. Harjakatto muodostaa luonnollisen tukirakenteen aurinkopaneelien kiinnitystelineen alle, ilman harjakattoa teline paneeleille joudutaan rakentamaan itse. 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.

Kiinnitystelineen nimen lisäksi käytetään termiä kiinnitysjärjestelmä, englanniksi sama termi on  mounting system ja saksaksi Montagesysteme. Lyhyttä termiä haettaessa voitaisiin ehkä puhua telineestä (teline).

Tällä sivulla keskityn harjakatolle tulevien telineiden esittelyyn. Erikoistapauksissa, kun katto on pahasti varjossa, haluat seinäasennuksen, tasakatto, pieni katto tai katolla on väärä kattomateriaali, aurinkopaneelit kannattaa asentaa johonkin muualle kuin harjakatolle.

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

Paneelien asento katolla – pysty tai vaaka

Paneelit voivat visuaalisesti olla katolla pysty- tai vaaka-asennossa, mutta molemmissa tapauksissa kuitenkin lappeen suuntaisesti.

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.
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, saksaksi einlagig, englanniksi 1-layer) – ja 2-kerroksinen (saksaksi zweilagig, englanniksi 2-layer tai cross rail system) kiinnitysteline. Kiinnitystelineen päämateriaalit näissä telineissä ovat ruostumaton teräs (A2) ja alumiini.

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).

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

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 rakennetta, joissa kiinnitys tehdään puisiin vaakaruoteina toimiviin palkkeihin.

Alumiiniprofiilit kiinnitetään kattokiinnikkeisiin ja aurinkopaneelit lepäävät alumiiniprofiilien varassa alumiiniprofiilien päällä. Alumiiniprofiilien tulee kestää mm. aurinkopaneelien paino kattokiinnikkeiden välinen matka, esim. kattotuolien 600, 900 tai 1200mm väli tai saumatun peltikaton saumojen 475, 525 tai 540mm väli tai näiden kaksinkertainen etäisyys.

Aurinkopaneelit kiinnitettään alumiiniprofiileihin ylhäältä päin aurinkopaneelikiinnikkeillä, jotka ovat pieniä puristimia. Nämä sallivat aurinkopaneelien pienen liikkeen lämpötilojen vaihdellessa, joka on tärkeää.

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: 49 eur/paneeli
  • Profiilipeltikatto, hyvin loiva, pieni lumikuorma: 33 eur/paneeli
  • Konesaumattu pelltikatto, 45 eur/paneeli
  • Lukkosaumakatto, 48 eur/paneeli
  • Tiilikatto, 1-kerros, 82 eur/paneeli
  • Tiilikatto, 2-kerros, 99 eur/paneeli

Esimerkkihinnat on päivitetty helmikuussa 2021 edellisuvuoden tietojen pohjalta. Hinnat ovat arvonlisäverollisia keskiarvohintoja. Olin esittänyt aikaisemmin hinnat alv 0% ja pyytänyt lisäämään arvonlisäveron itse, mutta pidän ehkä rehellisempänä esittää verolliset hinnat, joista maatilat ja yritykset voivat laskea verottomat hinnat veron poistamalla.

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 viime vuoden toteutuneiden kohteiden näistä tapauskohtaisista hinnoista 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.

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 LUT:n katolla.

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

Aurinkopaneelien seinäasennus Lemillä satavuotiaan aitan seinässä.

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

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

Aurinkoa seuraavat telineet voivat olla 1-akselisia tai 2-akselisia telineitä. Nämä ovat näyttäviä, mutta nykyään edullisempaa on tehdä hieman suurempi kiinteä aurinkosähkövoimala, kuin mekaanisesti liikuttaa aurinkopaneeleita.

Aurinkoseuraajan asennus meneillään Taipalsaarella.