Seinäpaneelisto kuivurin seinään Lemillä

Aurinkovirta on tähän saakka pääasiassa tarkoittanut aurinkosähkövoimalan aurinkopaneeliston rakentamista katolle lappeen suuntaisesti. Suurin osa yli 300 Aurinkovirta-osallistujien rakentamista aurinkosähkövoimaloista löytyy katoilta.

Syynä miksi katolle kannattaa rakentaa on erityisesti:

  1. katolta löytyy yleensä kiinteistön aurinkoisin paikka, ja
  2. katolta löytyy tyhjää käyttämätöntä tilaa jonka koko on yleensä sopivassa suhteessa omakotitalon sähkönkulutuksen kanssa yhteensopivan aurinkopaneeliston vaatimaan tilaan.

Kun asiaa tutkitaan tarkemmin löytyy joukko tätä tukevia syitä, jotka ovat ainakin tähän saakka tukeneet katolle rakentamista:

  1. katolle aurinkopaneeleita asennettaessa tarvitaan kunnollinen kiinnitysteline, joiden hankkiminen Aurinkovirran kautta on ollut yksinkertaista ja edullista,
  2. osallistujan talo on aurinkosähkövoimalan kallein osa, joten paneeliston asentamisella sen rakenteita tai jälleenmyyntiarvoa ei kannata rikkoa tai alentaa,
  3. aurinkopaneelien lappeensuuntainen asentaminen katolle ei normaalisti vaadi rakennusvalvonnan lupaa,
  4. katto toimii valmiina telineenä eli alentaa teline- ja asennuskustannuksia, ja
  5. ennen 2019 kevättä SMA:lla ei ollut tarjolla pienen seinän seinäpaneelistolle sopivaa 3-vaiheinvertteriä.

Katolle ja seinälle asennettu aurinkopaneelisto on yleensä kotivakuutuksen vakuutusturvan piirissä, ja tällainen aurinkosähkövoimala ei nosta kiinteistön verotusarvoa eikä siten vaikuta omistajan maksamiin kiinteistöveroihin.

3kVA tehoisen SMA Sunny Tripower 3.0 -invertterin toimitukset alkoivat keväällä 2019 uuden SMA Sunny Tripower 3.0 – 6.0 -malliston julkaisemisen jälkeen. Tämä invertteri mahdollistaa pienemmänkin paneeliston kytkemisen 3-vaiheinvertteriin, joka on lähes pakollinen monen jakeluverkkoyhtiön aurinkosähkölle vääränlaisen mittaustavan takia.

Ajatus aurinkopaneeleista seinällä elää

Vuosien 2013-2019 aurinkovirta osallistujat olivat rakentaneet ainoastaan kuusi aurinkosähkövoimalan aurinkopaneelistoa seinälle. Mikään näistä seinäpaneelistoista ei ollut osallistujan ainoa paikka aurinkopaneelistolle vaan aurinkopaneelisto oli kytketty samaan invertterin vähintään yhden katolle sijoitetun aurinkopaneeliston kanssa. Tämän takia pelkästään seinälle sijoitetun aurinkovoimalan tuotantotietoja ei ole saatavilla useammasta Aurinkovirta-osallistujan voimalasta erikseen.

Edellinen lause oli tämän artikkelin aikaisemmassa versiossa muodossa ”tuotantotietoja ei ole saatavilla Aurinkovirta-osallistujan vomalasta erikseen”. Vasta pitkän selvittelyn jälkeen huomasin, että Lohjalle on rakennettu jo 2016 se ensimmäinen ja ainoa seinän suuntainen seinäpaneelisto, joka on kiinni erillisessä invertterissä. Tästä Erkinvoima nimisestä aurinkosähkövoimalasta saadaan seinäpaneeliston tuotantotiedot ulos. Tässä kohteessa ominaistuotantoennuste on ollut noin 600 kWh/kWp tasoa eli 1 kWp paneelisto pitäisi tuottaa vuodessa 600 kWh, toteutuneet luvut ovat olleet vuodesta riippuen 650-800 kWh/kWp.

Löydät tämän voimalan tuotantotiedot 15 minuutin tarkkuudella 2016-2019 vuosilta Sunny Portal -pavelun julkiselta puolelta ”Erkinvoima” nimen avulla. http://sunnyportal.com => Publicly available PV systems ja tämän jälkeen laittamalla voimalan nimen ”PV System Name” -laatikkoon ja painamalla Search-nappia.

Yksi ennen kuin SMA julkaisi pienen invertterin, niin lohtajalainen Aurinkovirta-osallistuja rakensi seinäpaneeliston ja ohitti aikaisemman invertterin 10 paneelin minimirajan jakamalla pneeliston leveän julkisivun kahteen reunaan, jolla seinälle saatiin mahtumaan 16 Heckert NeMo 60P 255 -aurinkosähköpaneelia. Ratkaisu jätti invertterin toisen MPPT-tulon vapaaksi noin 3-4 kWp laajennukselle toiseen, esim. aamuauringon suuntaan.

Kun SMA keväällä 2019 julkaisi uuden pienen 3kVA SMA Sunny Tripower – 3-vaiheinvertterin niin idea seinälle sijoitettavan aurinkopaneeliston rakentamisesta alkoi jälleen elää. Lemiläinen Aurinkovirta-osallistuja halusi aurinkopaneeliston seinälle tukemaan sähköntuotantoa sellaisena aikana, kun katolla oleva paneelisto on peittynyt lumen alle. Sijoituspaikaksi valikoitui komea ja aurinkoinen vanhan kuivurin punamullalla vastamaalattu eteläseinä.

Seinäpaneelien toiminta laskennallisesti

Lasketaan eteläseinälle sijoitettavan aurinkopaneeliston tuotantoennuste ja verrataan sitä etelään suuntautuvan 1:3 tai 18 asteen kallistuksen omaavan lappeen tuotantoon Lemillä. Lemi sijaitsee Lappeenrannan länsipuolella itärajan lähellä. Nämä tuotantoennusteet voidaan laskea EU-projektissa tehdyn PVGIS-laskurin avulla.

Linkin PVGIS-laskuriin ja ohjeet laskurin käyttöön ja tulosten arviointiin löydät Aurinkovirta-sivuston kautta osoitteesta: http://aurinkovirta.fi/pvgis

PVGIS-laskurilla ollaan tässä laskemassa Lemillä sijaisevan 1kWp tehoisen eteläseinälle pystysuoraan asennetun aurinkopaneeliston tuottoa. Itselläni on tapana valita laskurin tarjomista tietokannoista (PVGIS-COSMO, PVIS-ERA5, ja PVGIS-SARAH) se, joka tuottaa pienimmän ennusteen. Laskemalla 1kWp paneeliston arvon saat näppärästi vuoden ominaistuotannon, jonka avulla on helppo tehdä vertailuja erikokoisten paneelistojen kesken. Aivan yhtä hyvin voit laskea haluamasi kokoisen paneeliston vuosituotannon, jos niin haluat.

1 kWp paneeliston vuosituotanto 18 asteen katolta on: 790 kWh

1 kWp vuosituotanto eteläseinältä on: 619 kWh

Hieman lukuja pyöristäen voidaan sanoa, että kun 1 kWp tuottaa katolla 800 kWh vuodessa niin seinältä saadaan tästä 3/4 eli 600 kWh. Hienompaa kieltä käyttäen sanottaisiin tämän kattoasennuksen ominaistuotannon olevan 800 kWh/kWp ja seinäasennuksen 600 kWh/kWp. Tässä vaiheessa uskallan kolmensadan voimalan kokemuksella sanoa, että 800 kWh katolta on uskottava lukema monelle katolle, mutta 600 kWh seinältä on vielä varmistamaton hypoteesi, mitä hyvä seinäasennus voisi tuottaa. Kunnollisia lukuja seinäasennuksen tuotosta on siis parin kolmen vuoden päästä, kun tämä voimala on toiminut ainakin kaksi kokonaista vuotta.

On huomattava, että vuosituotannon tai kuukausituotannon lisäksi seinäasennus vaikuttaa aurinkosähkön tuotannon vuorokauden sisäiseen jakaantumiseen sekä aurinkosähkön tuotantoon pilvisellä säällä. Myös seinän suunta on aina otettava huomioon laskelmissa. Luotettavinta olisi simuloida seinän ja vertailussa käytettävän katon tuottama aurinkosähkö ja verrata sitä kyseisen kiinteistön tuntikohtaiseen kulutukseen.

Seinäpaneeleiden asennustavoista

Aurinkopaneelit voidaan asentaa seinälle monin eri tavoin. Tärkeää on varmistaa aurinkopaneelien jäähdyts seinällä jättämällä aurinkosähköpaneelin ja seinän väliin riittävän suuri tuuletusväli. Tällä varmistetaan optimaalinen sähköntuotto ja estetään seinän kuumeneminen.

LUT-yliopiston seinapaneelisto pääoven viereisen rakennuksen seinässä. Paneelit on asennettu vahvasti sovelletun tasakatolle tarkoitetun FlatGrid-telineen päälle, joka on tässä nostettu seinälle pystysuoraan. Kuva on otettu 24.2.2020.

Paneelit voidaan asentaa joko pystyasentoon vaakaprofiilien päälle tai vaakasuoraan asentoon pystyprofiilien päälle. Valittuun asennussuuntaan vaikuttaa: 1) seinän koko verrattuna paneeliston kokoon tiettyyn suuntaan asennettaessa, 2) mahdollisten varjojen esiintyminen paneeliston päällä verrattuna paneelin asentoon, ja 3) käytettävissä olevien tukipisteiden sijainti pysty- tai vaakaprofiileita ajatellen. Toki seinälle voidaan rakentaa myös 2-kerrosteline, jolloin seinällä olevien kiinnityskohtien haasteet voidaan ratkaista osia lisäämällä.

Aurinkopaneelit pystysuorassa asennossa, 5 paneelia rivissä 2 riviä. Tässä asennustavassa alumiiniprofiilit ovat vaakasuoraan. Tämä on muutaman vuoden vanha asennus, joten kuvassa on vielä siniset monikidepaneelit.
Aurinkopaneelit vaakasuorassa asennossa, 5 paneelia rivissä 2 riviä. Tässä asennustavassa alumiiniprofiilit ovat pystysuorassa. Mikä pieni yksityiskohta häiritsee minua tämän telineen asennuksessa? Vastaus tämän sivun lopussa * kohdassa.

Aurinkopaneelien asennusalustana olevien alumiiniprofiilien kiinnitys voi tapahtua suraan kiinnitysadapterin avulla seinään, käyttämällä M12x200-ankkuripulttia, kiinnittämällä puinen tai metallinen apurunko seinään tai käyttämällä seinästä irti olevaa telinettä, jos itse seinää ei haluta vahingoittaa. Kiinnitystapa valitaan käytettävissä olevien seinän tukirakenteiden ja muiden seikkojen perusteella, valmista jos seinä on tällainen, tee näin -ohjeistusta ei ole ainakaan kirjallisessa muodossa.

Seinäpaneeliston sijoituspaikan harkinta

Seinäpaneeliston sijoituspaikkaa etsittiin Lemiläisen Kaijansinkon tilan alueelta useamman vuoden ajan. Suoraan etelään osoittavat kuivurin ja sen vieressä olevan autotallin seinät vaikuttivat aurinkoisilta. Kuivurin seinälle tosin tulivat isot varjot suuresta lehtikuusesta, mutta kun lehtikuusi alkoi kovassa tuleessa pudottelemaan painavia oksia viereisen autokatoksen päälle, lehtikuusi kaadettiin ja kuivurista tuli paikan aurinkoisin seinäpinta.

Seinäpaneeliston sijoituspaikkaa etsittiin ja mietittiin tilan alueelta useamman vuoden ajan. Tässä kuvassa on vielä pystyssä suuri lehtikuusi kuvan vasemmassa reunassa, joka kaadettiin 2019 alussa.

Vielä loppumetreille aurinkopaneeliston sijoittamista kuivurin ja viereisen autotallin seinien välillä mietittiin, ehkä lähinnä autotallin seinän helpomman asennuksen takia. Autotallin seinään aurinkopaneelit olisi päässyt asentamaan suoraan vaikka kuorma-auton lavalta, mutta kuivurin seinälle tarvittiin korkeat rakennustelineet.

Allaolevassa kuvassa näkyy pitkien räystäiden varjo aamupäivän auringosta. Vasemmanpuoleisen kuivurin seinään paneelit tulisivat keskelle seinää. Kuvurin seinää käytettäessa haasteena olisi jyrkkä mäki heti seinän vieressä. Oikeanpuoleista autotallin seinää käytettäessa paneelit tulsivat kahteen riviin pystysuoraan asentoon osaksi yläosan ikkunoiden pääle. Autotallin seinään asennus olisi onnistunut kuorma-auton lavan päältä matalan rakennustelineen avulla.

Aurinkopaneelien sijoituspaikkaa mietittiin loppuvaiheessa kuumeisesti.
Autotalli jää pahasti kuivurin varjoon ilta-auringossa.

Seinäkiinnitysten suunnittelu

Aurinkopaneelien sijoituspaikaksi valittiin loppujen lopuksi noin 6,5m korkea ja noin 6,5m leveä kuivurin seinä. Seinässä oli riittävästi täysin esteetöntä pintaa kunnollilsen kokoisen aurinkopaneeliston asentamiseen. Seinässä ei ollut ikkunoita, joten tämä oli suuri bonus helpottamaan asennusta.

Tälle 6,5m x 6,5m seinälle olisi mahtunut pystyyn 6 paneelia vierekkäin (6,2m), paneelit korkeintaan kolmeen riviin (5,1m). Osallistujan ajatuksena oli kuitenkin lähempänä 10-12 paneelin asennus. Tämän seurauksena pyydyttyyn vaakaan asennettaviin aurinkopaneeleihin, 4 paneelia päällekkäin (4,2m) ja 3 saraketta vierekkäin (5,1m).

Kuivurin edellisvuonna maalattu seinä valikoitui aurinkopaneeliston sijoituspaikaksi. Aurinkoa riittää tässä huhtikuussa 2019 otetussa valokuvassa.

Seuraavaksi tarkastettiin kuivurin lautaseinän takaa löytyvät seinärakenteet. Huomattiin, että kuivurin seinässä on kakkosnelosta hieman paksummat pystysuorat palkit noin 900mm jaolla. Palkkien koko oli noin 60x100mm.

Kuivurin seinän palkit ovat 900mm jaolla kakkosnelosta paksumpaa puutavaraa. Näitä palkkeja käytetään tämän telineen kiinnittämiseen. Kuvassa vasemmalta neljä pystypalkkio ovat tässä asennuksessa käytössä.

Nyt siis tiedettiin, että kiinnityskohdat pystyprofiileille löytyvät seinästä 900mm välein. Heckert NeMo 60M 2.0 325 -aurinkopaneelin kiinnitys tulee tapahtua valmistajan asennusohjeen mukaan esim. min 250mm paneelin pääsystä ja max 410mm paneelin päädystä. Esim. 300mm olisi hyvä keskimääräinen kiinnityskohta. Tämä vaatisi pystypalkit 1070mm ja 622mm vuorovälein, nyt palkit ovat 900mm välein. Kun vierekkäisiä paneelisarakkeita on vain kolme, päädytään siihen, että kiinnityskohdat ovat riittävän lähellä haluttua varsinkin, kun varsinaista lumikuormaa ei ole paneelien päällä.

Heckert NeMo 60M 2.0 325 -aurinkosähköpaneelin kiinnityskohdat.

Kiinnikkeeksi harkittiin kahta Schletterin malliston kiinnikettä L-kiinnikettä (alakuvassa ylimmäinen kiinnike) ja yleisadapteri-kiinnikettä (alakuvassa alimmainen kiinnike).

Molemmat kiinnikkeet olisivat toimineet. Tässä kohteessa päädyttiin käyttämään alakuvassa alimmaista yleisadapteri-kiinnikettä. Kiinnikkeessä on 8mm reikä, josta kiinnike pultattiin seinään korialuslevyn kanssa 8×120 puuruuvilla. Tuntuma kiinnityksestä oli hyvin napakka.

Schletter L-kiinnike (ylimmäinen kiinnike) ja yleisadapteri-kiinnike (alimmainen kiinnike). Laudoituksen takana oleva palkki löydettiin seinien laudoituksen naularivien avulla.

Seinätelineen rakentaminen alkaa

Seinätelineen asennus alkaa vauhdikkaasti, kun pieni mutta tehokas talkooporukka asentaa ensimmäisen rivin yleisadapteri-kiinnikkeitä vatupassin avulla suoraan riviin halutulle korkeudelle maanpinnasta.

Alin rivi kiinnikketä asennetaan naularivien kohdalle halutulle korkeudelle maanpinnasta.

Alumiininen yleisadapteri (engl. Universal Adapter) on Schletterin 2019 alussa julkaisema uusi osa alumiiniprofiilin kiinnittämiseksi ankkuripulttiin, seinään tai muuhun kiinnityspisteeseen. Riippuen yleisadapterin tyypistä siinä on joko pyöreä reikä tai kahteen suuntaan säädön salliva aukko.

Setti yleisadpateri-kiinnikeitä odottamassa asennusta, siten, että 8mm korialuslevy ja 8x120mm puupuvi on valmiiksi kiinnikkeen 8mm reiässä. Puuruuvissa on Torx 40 -kanta, kuten lähes kaikissa Schletter-osissa.

Ensimmäinen rivi kiinnikkeitä oli saatu kiinnitettyä vain muutamassa minuutissa. Tämän jälkeen asennettiin toinen rivi kiinnikkeitä.

Alin rivi yleisadapterikiinnikkeitä on asennettu seinään. Seinään on tulossa kuusi alumiinista pystyprofiilia, jotka ovat 4200mm pitkiä. Paneelisto alkaa noin 400mm kiinnikkeen alapuolelta.

Toisen rivin asennuksen jälkeen otettiin avuksi rakennusteline. Tämän avulla asennettiin kahden vierekkäisen sarakkeen kiinnikkeet…

Telineet kiinnitettiin seinään niiden kaatumisen estämiseksi. Kiinnikkeiden ja alumiiniprofiilien kiinnittäminen seinään etene kahden profiilin erissä oikealta vasemmalle.

… ja niiden päälle kiinnitettiin 4200mm pitkä alumiiniprofiili.

Alumiiniprofiilien asennus on menossa. Ensimmäinen aurinkopaneeli kiinnitettiin alakulmaan jo tässä vaiheessa, että nähtiin mitä ollaan tekemässä.
Pulttien paikat on kiinnitetty maalarinteipillä. Kahden kiinnikkeen jako on 900mm ja alumiiniprofiili kiinnittyy siihen kahdella 10mm nelikulmakantapultilla.
Kaksi 10mm nelikulmakantapulttia kytkee yleisadapterin alumiiniprofiiliin.

Tässä vaihessa asennusta huhtikuussa seinäpinnalta mitattiin 852W/m2 auringon säteilyteho. Tästä voidaan suoraan laskea, että kyseisellä hetkellä 325W aurinkopaneelista olisi saa tällöin 325W x 852W/1000W + mahdollinen lämpötilakorjaus = 277W.

Auringon säteilytehoa seinän suuntaisesti mitataan Benning Sun 2 -mittarilla. Juuri mittaushetkellä auringon säteilyteho on 852W/m2.

Paneelien asennus jatkuu tasaista tahtia. Ensin asennetaan alarivi, koska se estää aurinkopaneeleista putoamasta alas. Profiilien päissä on stopparipultit, jotka estävät alimmaista profiilin päässä olevaa aurinkopaneelin päätykiinnikettä liukumasta vaikka sen kiristysruuvi olisi auki tai aukeaisi.

Alarivin aurinkosähköpaneelit asennetaan sarake kerralla, jotta minimoidaan rakennustelineen edestakaisen liikuttelun tarve. Koska työtä tehdään talkoilla työajan jälkeen iltaisin, asennustyö tapahtuu useamman illan aikana.

Paneelien asennus jatkuu kesäillan hämärtyessä. Ensin on asennettu alarivi, koska se estää muita paneeleja putoamasta.

Paneelin asennus kesken. Kuvassa näkyy miten alumiiniporfiili kiinnittyy seinään ja miten aurinkopaneeli

Yksityskohta profiilin kiinnityksestä kuvan keskellä.

Lopuksi alumiiniprofiilien ylimmäinen aurinkopanelikiinnike asennettiin ja asennus viimeisteltiin muovisilla profiilien päätytulpilla.

Paneeliston yläosa on hulppeat 5m maanpinann yläpuolella.

12 x Heckert NeMo 60M 2.0 315 -aurinkosähköpaneelin 3780Wp paneelisto on vihdoin valmis!

Muut aurinkosähkövoimalan rakentamisen vaiheet ovat mahdollisen eri artikkelin aiheita.

Illalla kello 21 auringon jo ollessa laskussa 12 x Heckert NeMo 60M 2.0 315 -aurinkosähköpaneelin 3780Wp paneelisto on vihdoin valmis!

Uutiskirjeen lukijoiden seinäasennukset

Onko sinulla itselläsi verkkoonkytketyn aurinkosähköjärjestelmän seinäasennus? Lähetä minulle valokuvia ja pieni kuvaus asennuksesta ja anna minulle lupa mukata, käyttää ja julkaista kuvia ilman eri korvausta niin saatan esitellä asennustasi tulevissa artikkeleissa.

Onko sinulla seinäasennus, joka on kiinni invertterissä, joissa ei ole muita paneelistoja ja invertteri tuottaa tuotantotietoja nettiin? Kerro minulle tällaisesta järjestelmästä ja jaa kokemuksisi seinäpaneeliston tuotannosta muille.

Halutko itse rakentaa aurinkosähkövoimalan seinälle? Tervetuloa mukaan Aurinkovirta-porukkaan! Ota yhteyttä: https://www.aurinkovirta.fi/yhteystiedot/

* Vastaus aikaisempaan kysymykseen: Oikeanpuoleinen profiili on yläpäästään noin 10cm liian pitkä.