Miltä ensimmäinen Aurinkovirta-voimala näyttää nyt?

Aurinkovirta lähti etenemään vuonna 2013 nimellä “Yhteistilaus”. Tämän jälkeen “yhteistilaus”-konsepti on kaapattu mitä erilaisimpiin tarkoituksiin oli kyse sitten huijarimaisesta aurinkovoimaloiden ovelta-ovelle kaupasta tai eurooppalaisesta koronarokotteiden ostosta.

Mikään näistä kopioista ei ole kuitenkaan ymmärtänyt että tämä “yhteis” tarkoittaa Aurinkovirran konseptissa oikeasti yhdessä tekemistä ja osaamisen ja tietojen vaihtoa ryhmän kesken, ei hampaat irvessä kilpailuttamista eikä sitä että kaikki tapahtuu yhteen yhdessä nipussa tehtävään tilaukseen ja kilpailutukseen niputtamalla.

Ensimmäisen voimalan tarina

Aurinkovirta on muuttunut matkan varrella sitä mukaa kun tilanne on kehittynyt ja on opittu uutta. Ensimmäisenä vuonna oli kyse 20 aurinkosähkövoimalan vapaaehtoisprojektina toteutusta tempauksesta. Halusimme ystäväni Petrin kanssa nähdä aurinkosähköllä toimivan Suomen. Nyt tuotantokapasiteettia on Suomeen rakennettu muutama sata megawattia ja 3MWp+ / 10.000+ aurinkosähköpaneelia suoraan Aurinkovirran yhteydessä. Yhteistilauksesta on sittemmin kehittynyt Aurinkovirta, Purotokka Oy ja Vesa-Matti Puron oma kokoaikainen työ, jossa on mahdollisimman paljon säilytetty yhdessä tekemisen henkeä ja tietojen vaihtoa. Jokainen voimalatyömaa opettaa lisää. Uusi osallistuja saa näin 400+ tähän saakka valmistuneen voimalan opit käyttöönsä.

Rantala 48

Ensimmäinen Aurinkovirta-voimala on nimeltään Rantala 48 tilan nimen mukaan.

Ensimmäisen Yhteistilaus-voimalan hankki nyt jo edesmennyt Eero Kaijansinkko Lemiltä. Voimalan tilaamisen aikana hän oli itse jo pyörätuolissa, mutta muut parikymmentä osallistujaa kokoontuivat Lemille vahvistettuna kymmenkunnalla LUT-yliopiston teekkarilla sähkö-, ympäristö- ja energiatekniikan osastoilta. Mukana oli myös erään länsi-rannikolla toimivan AMK:n aurinkosähköopettaja. Nykyään 82 vuotias isäni ruuvasi ensimmäisen ankkuripultin Lemin aaltopeltikattoon 21.5.2013.

Paikalla olleiden teekkarien johdosta Aurinkovirran toimintaa kritisoivat kilpailijat levittivät alkuaikoina Aurinkovirrasta vähättelevää ”teekkarit katolla” mielikuvaa, vaikka kyse on omakotitalorakentamista vastaavasta toiminnasta, jossa jokainen rakentaa itse. Teekkarit vaan sattuivat olemaan kutsuttuina paikalle ensimmäisellä työmaalla auttamassa pyörätuoliin joutunutta osallistujaa. Itse halusin näyttää aurinkosähkövoimalan rakennusvaiheet käytännössä tulevaisuuden päättäjille, jotka sillä hetkellä opiskelivat alaan liittyvillä LUT-yliopiston osastoilla.

Vakiintuneita aurinkosähköyrityksiä harmitti, että kun he myivät yksittäisi pieniä voimaloita, uusi tekijä tuli alalle ja aloitti heti kerralla kahdestakymmenestä 5-9kWp voimalasta ja oli voimakkaasti esillä tiedotusvälineissä. Myöhemmin Aurinkovirta on hyväksytty osaksi Suomen aurinkosähkökenttää ammattimaisena tekijänä.

Ensimmäisenä harjoituspäivänä käytössä oli turvavaljaat, mutta jo heti seuraavana päivänä turvavarusteita oli parannettu kypärillä. Seuraavana vuonna kun toiminta kehittyi niin yhteisillä opetustyömailla ei enää tehty töitä ilman kunnollisia rakennustelineitä, jotka nekin ovat parantuneet vuosi vuodelta.

Tätä ensimmäistä voimalaa rakennettiin kaikkiaan kolme kokonaista ja kaksi puolikasta päivää plus sähköasennukset, jotka teki paikallinen sähköurakoitsija, jonka juuret ovat paikallisella yliopistolla. 24 paneelin voimalaan saatiin siis kulumaan noin 300-350 henkilötyötuntia, kun nyt 24 aurinkopaneelin telineen rakentamiseen ja aurinkopaneelien asentamiseen menee 24 tuntia, kun homma osataan.

Tämän ensimmäisen voimalan rakentamisessa oli mukana vanha yhteishenki ja yhdessä oppiminen ja oleminen. Talkoopäivänä emäntä tarjosi parasta hernekeittoa mitä ole ikinä syönyt.

Ensimmäinen asennus alkaa olla ankkuripulttien osalta valmis. Tämän työmaan jälkeen työturvallisuuden takia kunkin rivin alumiiniprofiili asennetaan heti pulttirivin asentamisen jälkeen

Miltä Rantala 48 voimala näyttää nyt?

Miltä tämä Rantala 48 voimala näytti 2013 ja miltä se näyttää nyt.

2013

Ensin miltä voimala näytti vuonna 2013. Vuonna 2013 uusi voimala muodostui aitan katolle asennetuista yhteisteholtaan 5,04kWp tehoisen 24 x Heckert NeMo 54P 210 -aurinkosähköpaneelin paneelistosta ja yhdestä SMA Sunny Tripower 5000TL -invertteristä. Kiinnitysteline oli 2-kerroksinen IBC Solarin valmistama IBC TopFix 200 -teline.

Alkuperäinen aurinkosähkövoimala heti aurinkopaneelien katolle asentamisen jälkeen kuvattuna.

Aurinkovoimalan asentamisen jälkeen paikallinen jakeluverkkoyhtiö kävi lisäämässä sähkötolppaan varoituksen takajännitteestä. Näiden varoitus lisääminen mittauskeskukseen – ja ryhmäkeskuksiin on asiakkaan vastuulla.

Varoitus takajännitteestä mittauskeskuksen viereisessä sähkötolpassa.

2021

Kävin eilen 5.3.2021 eli kutakuinkin 8 vuotta ensimmäisen osan rakentamisen jälkeen katsomassa mitä voimalalle kuuluu, otin valokuvia, tarkistin silmämääräisesti että kaikki oli kunnossa ja mittailin eri paneelistojen virtoja etsien ongelmia. SMA Sunny Home Manager 1.0 pohjainen mittaus- ja ohjausjärjestelmä vaati paperiliittimellä suoritetun uudelleenkäynnistyksen jatkaakseen taas toimintaansa.

Seinäpaneelisto aitan seinässä

Satavuotiaan aitan päätyyn on muutama vuosi sitten rakennettu alkuperäisen osallistujan haluama seinäpaneelisto Value Oyj:n aurinkosähköpaneeleista. Paneelit ovat lainassa valmistajalta.

Kymmenen Valoe Oyj:n tyylikkäästä mustasta paneelista rakennettu seinäpaneelisto on kytketty samaan invertteriin alkuperäisen katolla olevan paneeliston kanssa. Näin samassa invertterissä on noin 7,5kWp aurinkopaneelistot.

Aitan katon aurinkosähköpaneelit

Alkuperäinen 100 vuotiaan aitan katolle rakennettu paneelisto voi edelleen hyvin. Paneeliston alla on 2-kerrosteline. Kiinnitysteline oli 2-kerroksinen IBC Solarin valmistama IBC TopFix 200 -teline.

Kun 2013 en vielä tiennyt kuinka hyvin saksalaiset suunnitelmat oli tehty, telineeseen lisättiin rakennusvaiheessa yksi ylimääräinen vaakaprofiili ja sen tuomat ankkuripultit. Teline on näin ollen ”pomminkestävä”.

100 vuotiaan aitan kierrätetyllä alumiinikatolla on 2-kerrosteline ja sen päällä 24 kpl 54 kennoista Heckert NeMo 54P 210 -aurinkosähköpaneelia.

Kuinka monta aurinkopaneelistoa mahtuu yhteen valokuvaan? Sopivasta paikasta, nyt lumessa kahlaamalla, olisi samaan kuvaan saanut kaikki 5 tämän tilan aurinkopaneelistoa.

Nykyinen järjestelmä muodostuu 66 eri tehoisesta ja kahden valmistajan aurinkopaneelista. Yhteensä paneelien teho on 16370Wp eli 16,37kWp. Sähköverkkoon liittymisen invertteriteho on 5kVA + 3kVA + 3kVA = 11kVA. DC:AC -suhde on täten 1,49:1.

Tähän kuvaan on saatu mukaan tilan viidestä aurinkopaneelistosta kolme.

Aitan katon ja seinän voimaloilla on yhteinen invertteri. Tämän invertterin malli on SMA Sunny Tripower 5000TL ja sen valmistus on jo lopetettu noin pari vuotta sitten.

Vuonna 2013 SMA Sunny Tripower 5000TL -invertterin kansi oli keltainen, jos se oli ostettu IBC Solar -brandillä.

Invertterin ketjujen toiminta tuli tarkastettua Fluke 325 -pihtivirtamittarilla.

Mittaushetkellä katon paneeliston virta oli 3,78A.

Itään suunnattu maateline

Tämä kohde on palvellut vuosien kuluessa yhteisenä kehitysalustana aurinkosähköosaamiselle. Seuraavassa kuvassa on 10 paneelin maatelineet idän suuntaan. Kallistus on 30 astetta. Näiden paneelien tarkoitus on napata aamuaurinko sähköksi. Tämän maatelineen paneelit ovat lainassa ns. Kaveria Jätetä -projektiin mukaan lähteneiltä Aurinkovirta-osallistujilta.

Itään suunnatun maatelineen 10 kpl Heckert NeMo 60P 255 – monikidepaneelia.

Länteen suunnattu maateline

Samaan invertteriin itäpaneeliston kanssa on kytketty länsipaneeliston 10 kappaletta Valoe Oyj:n 250W aurinkopaneelia. Taustalla vanha päärakennus, jonka katolle aurinkopaneeleita alunperin ehdotettiin, mutta osallistuja ei halunnut että näin vaikeaan paikkaan niitä asennetaan. Paikka sinänsä olisi ollut loistava, koska talon edessä etelään on useamman sadan metrin leveä avoin peltoaukea.

Länteen suunnatun maatelineen 10 kpl Value Oyj:n 250W – monikidepaneelia.

Kahden maatelineen yhteinen 3kVA SMA Sunny Tripower 3.0 -invertteri on sijoitettu ulos vanhan päärakennuksen päätyyn. Osana tämän sijoituspaikan tarkoituksena on testata SMA Tripower 3.0 – 6.0 ja 8.0 – 10.0 -laitteiden kestävyyttä ulkoasennuksessa Suomessa. Laitteilla on IP65 luokitus ja ilmastoluokka, joka sallii asennuksen -25C ulkolämpötilaan asti. Nykyään suosittelen invertterin asennusta sisätilaan, joko puolilämpimään, lämpimään, kylmään ja viimeisenä ulos, tässä järjestyksessä.

Myös itä- ja länsipaneeliston virrat tuli tarkastettua pihtivirtamittarilla. Länsipaneelisto tuotti iltapäivällä kuvanottohetkellä neljä kertaa itäpaneelistoa enemmän, joka oli jo siirtynyt varjoon.

Mittaushetkellä länsipaneeliston virta oli 4,15A. Kuvassa keskellä mittarin oikealla puolella törröttää invertterin WLAN-antenni ja sen oikealla puolella Phoenix Contactin valmistama 5-napainen AC-liitin.
Mittaushetkellä itäpaneeliston virta oli enää 0,98A.

Kuivurin seinän seinäpaneelisto

Vuonna 2019 järjestelmää laajennettiin viimeisimmän kerran kahdellatoista vanhan kuivurin mahtavalle eteläseinälle asennetulla 12:sta Heckert NeMo 60M 315 -yksikidepaneelilla. Tämän paneelisto invertteri asennettiin kuivurin tiiliseen nykyisin käyttämättömään öljypoltinhuoneeseen.

Etelään suunnatun seinätelineen 12 kpl Heckert NeMo 60M 315 – yksikidepaneelia.

Telineen potentiaalintasaus tai kansanomaisemmin maadoitus tehdään kytkemällä telineen metalliosat kiinteistön pääpotentiaalintasauskiskoon joko 6mm2 tai 16mm2 kuparijohtimella, tässä tämän rakennuksen potentiaalintasauskiskon kautta.

Aurinkopaneelien kehykset ja telineen metalliosat kytketään telineen alumiiniprofiilien kautta tässä 16mm2 keltavihreällä (kevi) johtimella potentiaalintasauskiskoon. Tässä asennuksessa kytkentä profiileihin on jätetty näkyviin paneelien alle profiilin päihin, jotta liitännän pääsee tarkistamaan myöhemmin. Mikään ei estäisi piilottamaan tätä liitosta viimeisen, tässä alimman, yleensä katoilla ylimmän aurinkopanelin alle, jolloin asennus näyttäisi siistimmältä.

Telineen potentiaalintasaukseen tarkoitettu 16mm2 kevi on jätetty näkyviin telineen alle funktionalismin hengessä.

DC-kaapelit tulee suojata kunnolla. Tässä DC-kaapelit on vedetty yhdessä 16mm2 kevin kanssa samaan 25mm alumiiniseen suojaputkeen koko matkan paneelistolta ylijännitesuojalle / invertterille ilman katkoksia putkessa.

DC-kaapelit on vedetty yhdessä 16mm2 kevin kanssa samaan 25mm alumiiniseen suojaputkeen.
SMA Sunny Tripower 3.0 3-vaiheinvertteri. Invertterin oikealla puolella on Phoenix Contactin valmistama DC-ylijännitesuoja.

Allaolevassa kuvassa on SMA Sunny Tripower 3.0 -invertteri kuvattuna alaviistosta. 3.0 malli on SMA Sunny Tripower -malliston pienitehoisin 3-vaiheinvertteri.

Invertterin eri liitännät nähtynä alaviistosta. Vasemmalta oikealle: DC-kaapelit, RS485-liitäntä, Ethernet-liitin tulpan alla, WLAN-antenni, AC-liitin ja invertterin maadoitusliitin. Kuvassa näkyvät käyttämättömät DC-liittimet tulee tulpata.
Mittaushetkellä eteläseinän seinäpaneeliston virta oli 7,17A.

Valmiiksi koteloitu Phoenix Contactin DC-ylijännitesuoja on sähköasentajan toimesta nopea asentaa SUNCLIX-liitinten ansiosta.

Aurinkosähköjärjestelmä tulee suojata ylijännitesuojin paikoissa jotka ovat avolinjan päässä tai joissa muuten on aikaisempina vuosina esiintynyt sähkölaitteiden ukkosvaurioita. Kun suojaukseen ryhdytään, niin SMA:n ohjeiden mukaan tällöin on suojattava kaikki langalliset liitännät, tässä DC- ja AC-puolet, kuten on tehty.

Phoenix Contactin valmistama DC-ylijännitesuoja.

Jakeluverkkoyhtiön vaatima turvakytkin on asennettu tämän tiilirakennuksen puiseen ovenpieleen.

Katko KSM 316 -turvakytkin asennettuna puiseen ovenpieleen, johon läpivientireiät on helppo tehdä.
Kuivurin uusi maadoituskisko aurinkosähköjärjestelmää varten. Mm. kiinnitystelineen ja invertterin potentiaalintasaus yhdistetään tähän. Kuivuri yhdistettiin kiinteistön päämaadoitukseen 42m 16mm2 kuparijohtimen avulla.

Sähköliitäntä

Paikallinen sähköurakoitsija kytki invertterin saman rakennuksen ryhmäkeskukseen. Koska ryhmäkeskukseen tuli syöttö mittauskeskukselta riittävän vahvalla kaapelilla, tässä 4×6+6 MCMK -maakaapelin avulla. Vanhaa ryhmäkeskusta laajennettiin modulikotelolla, jotta vikavirtasuojakytkin, 3-vaiheinen johdonsuojakytkin ja AC-puolen ylijännitesuoja saatiin asennettua.

Modulikotelo sisältää nyt invertterin vikavirtasuojan, johdonsuoja ja ylijännitesuojan.

Ohjaus- ja mittaus

SMA Sunny Home Manager 1.0 -ohjaus- ja mittausjärjestelmän uudelleenkäynnistämisen jälkeen tuonto- ja kulutustiedot saatiin taas näkyviin matkapuhelin applikaatiossa ja Sunny Portal -palvelun webbisivulla.

Tämä paikka keskellä metsää Lemillä kaukana lähimmistä matkapuhelinmastoista on ollut haastava sijoituspaikka pilvipalveluun perustuvalle ohjausjärjestelmälle. Tosin viimeisen vuoden Teltonikan laitteet ovat toimineet nettiyhteyden järjestetämisessä hyvin.

Vanhan SMA Sunny Home Manager 1.0 kanssa käytettiin erillistä SMA Energy Meter -mittaria. Ylimmän ledin kuuluu palaa normaalitilassa vihreänä (kuten videon pysäytyskuvassa) ja ylhäältä lukien toisen ledin vilkkua vihreänä.

Vierailuajankohta oli valittu aurinkoisen sään takia juuri eiliseksi iltapäiväksi, kun aurinko paistoi kunnolla. Muutaman kerran pilven mennessä auringon eteen järjestelmä näytti myös lyhyen aikaa ostosähkön käyttöä, mutta en ehtinyt saada näistä kuvakaappausta.

Tässä kuvassa on SMA:n Sunny Portal -applikaatio iPhonessa. Vasen palkki näyttää aurinkosähkön hetkellisen tuotannon, keskimmäinen palkki talon kulutuksen (ostettu ja omaa sähköä, tässä vain omaa) ja oikea palkki näyttää verkkoon myydyn tai sieltä ostetun sähkön määrän, tässä vain myyntiä verkkoon.

Parin euron hintaisella Energy Meter -applikaatiolla, tässä iPhonelle, voi tutkia miten kulutus ja tuotanto jakautuvat eri vaiheille.

Tässä kuvassa on SMA:n ulkopuolisen kehittäjän tekemä Energy Meter -applikaatio iPhonessa. Tämän sovelluksen avulla voi tutkia miten kulutus ja tuotanto jakaantuvat eri vaiheille. Kuvanottohetkellä myyntiä on ollut kaikissa vaiheissa, yhteensä 1273,6W. Myynti on ollut pienintä, 153W, kakkosvaiheessa (L2), joten tällä vaiheella on ollut noin 450W enemmän kulutusta kuin muilla kahdella vaiheella.

Etsi tämän asennuksen virheet, jos niitä on. Yhdestä jo vihjasinkin, mutta artikkelia tehdessäni huomasin myös toisen, jonka pyydän sähköasentajaa korjaamaan. Lähetä minulle sähköpostia jos löydät tästä asennuksesta virheitä.