Tärkeimmät asiat mitä aurinkosähköstä pitää tietää
SARYn järjestämä seminaari marraskuun lopussa oli todellinen tykitys ammattilaisten tarvitsemaa tietoa aurinkosähkön kaavoitukseen, luvitukseen, asentamiseen ja turvallisuuteen liittyvää tietoa.
Aurinko menestyy ja pitkin vuotta olemme kuulleet ja nähneet miten yhä uusia ja entistä suurempia aurinkovoimahankkeita lähtee liikkeelle.
Globaali kasvu ja Swansonin laki
Seminaarin ensimmäisessä puheenvuorossa SARYn puheenjohtaja Markus Andersén kertoi aurinkosähkömarkkinoiden kehittymisestä maailmalla ja Suomessa.
SARYn puheenjohtaja Markus Andersén avasi seminaarin ja kertoi aurinkosähkön asennusmäärien globaalista kehittymisestä ja kattavuudesta.
Vuonna 1976 aurinkopaneelien hinta oli noin 100 USD per watti (Wp). Swansonin lain mukaan paneelien hinta laskee 20% aina kun tuotantomäärä tuplautuu. Tämä laki näyttää pitävän varsin hyvin paikkansa, kun hinta oli vuonna 2019 laskenut noin 99,6% verrattuna vuoteen 1976.
Vuosittainen asennusmäärä on kasvanut siten, että vielä vuonna 2000 paneelien hinta oli noin 5 USD/Wp ja asennusmäärä noin nolla GWp. Vuoden 2022 asennusmäärä oli 240 GWp, josta Kiina ylivoimaisena veturina 106 GWp:n asennusmäärällä. Mittakaavaa kuvannee, että 1 GWp tarkoittaa 2,5 miljoonaa 400 Wp paneelia.
Vasta parikymmentä vuotta sitten aurinkosähkön vuotuiset asennusmäärät nousivat gigawatteina esitetyllä käyrällä nollaa suurempiin lukemiin.
Kiinan jälkeen EU:ssa asennettiin vuonna 2022 38,7 GWp ja USA:ssa 18,6 GWp. Henkeä kohden lasketun, vuoden 2022 lopussa asennetun kokonaiskapasiteetin johtava aurinkomaa on kuitenkin Australia lukemalla 1 166 Wp/capita. Seuraavina Alankomaat, 1 040 Wp/cap ja Saksa 807 Wp/cap. Esimerkiksi naapurissamme Virossa määrä on 596 Wp/cap. Suomessa on vielä varaa kiriä lukemasta 84 Wp/cap. Marraskuuhun 2023 mennessä asennettu määrä Suomessa oli arviolta 150 Wp/cap.
Markkina Suomessa jakautuu selkeästi kahtia mittarin sisäpuolisiin (alle 2 MVA) ja suuriin (yli 2 MVA) voimaloihin. Pientaloasennusten määrä vuoden 2023 lopussa on noin 90 000 ja suurten puistojen kehitys jatkuu vilkkaana. Rakennusvaiheessa on noin 10 suurta voimalaa, luvitusvaiheessa yli 60 ja esiselvitysvaiheessa ties kuinka monta. 14.11.2023 Energiaviraston voimalaitosrekisterissä oli toki vasta kahdeksan yli 1 MWp laitosta.
Ympäristöministeriön opasaineisto-hanke
Hallitusohjelman mukaan aurinkovoimainvestointeja pitää edistää maankäytön kannalta sopiville paikoille. Ympäristöneuvos Sanna Andersson kertoi YM:n asettaman ohjausryhmän toiminnasta – opasaineisto hankkeesta – jonka tarkoituksena on edistää sujuvampaa suurten hankkeiden rakentamista.
Maankäyttö on hyvin monitahoinen asia ja ohjausryhmässä on mukana lukuisia tahoja, kuten YM – alueidenkäyttö & YVA, TEM, ELYt, Kuntaliitto, Energiateollisuus ja useita muita sidosryhmiä. Kysymyksiä ovat esim. Ilmastonmuutos, huoltovarmuus, energiaomavaraisuus, sähkön kulutus ja -hinta sekä paljon muuta.
Suurten aurinkovoimaloiden rakentaminen on lähtenyt liikkeelle hyvin nopeasti, joten pohdittavaa riittää niin ympäristövaikutusten kuin lainsäädännön osalta. Onko voimala rakennus vai rakennelma? Tarvitaanko lupa vai kaava? Asemakaava vai yleiskaava? Tuulivoimakaava? Energiakaava?
Nimby (not in my backyard) on tunnettua vastustusta tuulivoiman kohdalla ja näköjään sama asia toistuu aurinkosähkössä, joka aina häiritsee jotakuta.
Soveltuvuus alueille, joille tuulivoima ei sovellu; pohjavesialueille, joille geoenergia ei sovellu; alueille, joille ei voi rakentaa muuta? Viimeksi mainitusta ovat ainakin moottoriteiden laidat ja voimajohtokadut jo todettu soveltumattomiksi. Sähkön siirron ja/tai varastoinnin osalta on myös huomioitava, että 50 MW laitos tarvitsee 110 kV:n voimajohdon ja 250 MW laitos 400 kV:n liitynnän.
Tällä hetkellä opasaineiston kyselyt on toimitettu kunnille, maakuntien liitoille, ELY-keskuksille ja toiminnanharjoittajille. Vastauksia on saatu runsaasti ja ohjausryhmä on pitänyt useita kokouksia. Oppaan laatiminen käynnistyy vuoden 2024 alussa ja valmista on tarkoitus saada ensimmäisen kvartaalin loppuun mennessä.
Aurinkosähkön turvallisuus
Seuraavasta – tietoa ja standardeja pursuavasta – esityksestä vastasi STUL ry:n tekninen asiantuntija Matti Orrberg. Hänen esityksensä koski nimenomaan aurinkovoimaloiden sähkötekniikkaa.
STUL ry:n tekninen asiantuntija Matti Orrberg piti erittäin vauhdikkaan ja paljon standardeja vilisevän sähköteknisen esityksen.
Aurinkosähköjärjestelmien suunnitteluun ja toteutukseen liittyy monia yksityiskohtia, aina perustehon mitoittamisesta kaapeleiden perusasennuksiin. Toteutuksissa on otettava huomioon myös järjestelmän asennusympäristö ja sen vaikutukset niin energiantuottoon kuin asennustarvikkeisiinkin. Näihin ja lukuisiin muihin kysymyksiin antaa vastauksen ST-käsikirja 40, jonka Orrberg kertoi tulleen painosta juuri seminaaria edeltävänä päivänä. Käsikirja on laadittu aurinkosähköjärjestelmiä suunnittelevan ja asentavan henkilön näkökulmasta.
Orrbergin esitys käsitti niin paljon standardeja ja sähkötekniikkaa, ettei niihin ole tässä artikkelissa mahdollista syventyä. Seuraavassa kuitenkin joitakin nostoja.
Järjestelmän kaikki sähköä johtavat osat on maadoitettava ja sekä tasasähkö- että vaihtosähköosa on varustettava toimintakykyisillä erotuslaitteilla. Johtojärjestelmien kaapeleilla ja niiden asennustavalla on omat vaatimuksensa.
Vaikka liittimet ovat nimellisesti samaa tyyppiä, saattaa niiden rakenteessa olla valmistajien välillä eroja, joista seuraa esimerkiksi kuvan kaltainen ylikuumeneminen.
Yksi yllättäväkin vaatimus on, että tasasähköosan pistokytkimet ja liittimet on oltava samaa tyyppiä ja samalta valmistajalta. Yhdessä liitoksessa ei saa käyttää eri valmistajien tuotteita. Esimerkiksi tyypillisten MC4-liitinten pitää siis olla samalta valmistajalta yhdessä liitoksessa.
Jakokeskuksessa on riski ylikuormitukseen, kun siihen on kytketty suuria kuormia ja tehokas aurinkovoimala.
Monien muiden asioiden joukossa Orrberg nosti esille jakokeskusten ylikuormitusriskin esimerkiksi tilanteessa, jossa keskukseen on kytketty aurinkopaneelit, maalämpöpumppu ja sähköauton lataus. Sähköauton lataus ja pumpun ohjaus eivät näe keskuksen todellista kuormitusta, joten asia on ratkaistava joko keskuksen kytkentätavalla tai ylikuormitussuojilla.
Vauhdikas esitys piti sisällään todella paljon ja tärkeää asiaa ja tämän jälkeen kaikki alalla toimimme sen mukaisesti.
Aurinkosähköjärjestelmän liittäminen verkkoon
Sähkötekniikkaa sisälsi myös seuraava esitys, jossa Energiateollisuus ry:n asiantuntija Tuukka Heikkilä kertoi aurinkosähkön tulevaisuudennäkymistä ja teknisistä liittämisvaatimuksista verkkoon.
Verkkoon liittämistä tullaan myös tekemään – ja paljon – koska Heikkilän esittämässä IEA:n netto-nolla -skenaariossa vuosille 2015-2030 tulee aurinkosähkön tuotanto kasvamaan nykyisestä runsaasta 1 500 TWh:sta noin 7 000 TWh:lla vuoteen 2030 mennessä.
IEA:n arvion mukaan aurinkosähkön tuotanto tulee lisääntymään noin 7 000 TWh nykyisestä vuoteen 2030 mennessä.
Verkkoyhtiö asettaa tuotantolaitokselle tietyt edellytykset verkkoon liittämiseksi. Kysymykseen ”mitä tää verkkoyhtiölle kuuluu?”, toteaa Heikkilä vastauksena, että vesilaitostakin kiinnostaa, minkälaista vettä putkissa kulkee. Verkonhaltijalla on vastuu asiakkailleen.
Sähkön pientuotannon verkkoon liittämisen vaatimuksia koskeva ET:n suositus on julkaistu pari vuotta sitten. Se noudattaa eurooppalaisen standardisarjan linjoja. Olennainen uusi asia on erillinen keskitetty suojauslaite vähintään 50 kW tuotantolaitoksille. Uusi pientuotannon suositus YA 9:23 on juuri julkaistu. Myös yleistietolomake on päivitetty maaliskuussa 2023.
Heikkilän yhteenvedon tärkein viesti oli, että verkonhaltijaan kannattaa olla yhteydessä jo ennen laitteiston hankintaa ja urakoitsija on asiakkaalle arvokas tuki keskustelussa verkonhaltijan kanssa.
Aurinkosähkön paloturvallisuus
Aurinkosähköjärjestelmien määrä kasvaa, laitteistot ikääntyvät ja myös palojen määrä todennäköisesti lisääntyy. Liian usein syy palon taustalla on tee-se-itse -asennukset tai kiire ja huolimattomuus. Nämä olivat viestejä, joita Päijät-Hämeen pelastuslaitoksen Ari Holopainen korosti.
Muistutuksena hän kertoi, että tammikuussa 2023 julkaistu aurinkosähköjärjestelmien paloturvallisuusohje on ladattavissa osoitteesta: https://pelastuslaitokset.fi/julkaisu/aurinkosahkojarjestelmat. Ohjeen tarkoitus on kertoa aurinkosähköjärjestelmien omistajille, suunnittelijoille, rakentajille ja viranomaisille aurinkosähköjärjestelmien riskit ja niihin liittyvät keskeisimmät turvallisuusmääräykset.
Suuret maa-asenteiset ja entisille turvesoille rakennetut laitokset ovat uutta. Energiaomavaraisuus ja huoltovarmuus edistyvät, mutta tuovat myös uusia riskikohteita pelastuslaitoksille.
Kuivan ruohon syttyminen saattaa olla vaarana maastoon asennetussa voimalassa. Tämä vaarantaa myös pelastajien turvallisuuden.
Tulipalojen sammuttamiseen liittyy aina riskejä pelastajille ja aurinkosähköjärjestelmät tuovat lisää huolenaiheita. Pelastajien näkökulmasta paneelit – myös rikkinäiset – tuottavat aina sähköä. Korkea jännite ja pitkät kaapelit aiheuttavat vaaraa katolla liikkumiseen. Palo saattaa edetä näkymättömissä paneeleiden muodostamissa onkaloissa ja veden käytössä on huomioitava turvaetäisyydet.
Maa-asenteisissa voimaloissa saattaa maasto palaa. Niiden yhteydessä on tarpeen huomioida riittävä sammutusveden saanti, kuloheinän poistaminen ja huoltotiet.
Aurinkopaneeliasentajien koulutus
”Tekevälle sattuu” ja kun aurinkobuumi käy kuumana, saattaa asentajien osaamisessa ja huolellisuudessa olla toivomisen varaa. Aika paljon turvallisuus riippuu siitä mitä katolla tehdään. Työtehoseuran Mauri Konttila lähestyi seminaarin viimeisessä esityksessä aurinkovoimaloita rakennustekniikan näkökulmasta.
Asentajakoulutuksen taustalla on monet esille tulleet pienemmät tai suuremmat ongelmat, Suomessa ja maailmalla. Pienvoimalat asennetaan yleensä katolle, jolloin on ymmärrettävä kattotyöturvallisuus, vesikatejärjestelmät, erilaiset katot ja niiden toiminta.
Paneelien kaapelointi pitää aina kiinnittää luotettavasti. Tässä kaapelit lojuvat katon pinnalla, missä lumi ja jää voivat vahingoittaa niitä.
Omatoiminen asentaminen on mekaniikan osalta mahdollista, mutta siihenkin tarvitaan ohjeita, joiden saatavuus Suomessa on melko niukka. Paneelit on aina sijoitettava oikein ja kiinnitettävä luotettavasti. Johtoteihin ja kaapelointiin on erityisesti kiinnitettävä huomiota. Sähköasentajan puolestaan on hallittava laitteiston kytkentä, mittaus ja dokumentaatio.
TTS:n asentajakoulutuksen sisältö ja kesto vaihtelee paljon kohderyhmän perusteella. Sähköasentajille ja talotekniikan alalla työskenteleville on tarjolla 2–6 päivän kestoinen täydennyskoulutus. Alalle tuleville ja työvoimakoulutuksessa kesto on tyypillisesti 5–8 viikkoa, sisältäen työharjoittelun alan asennusyrityksessä.
Jatkossa TTS kehittää suunnittelijakoulutusta, jossa käydään läpi kaikki keskeiset asiat, kuten paneelien sijoitus, kiinnitys, rakenteiden mitoitusperusteet ja dokumentaatio. Uusia ohjeistuksia on työn alla ja jo nyt on saatavana esimerkiksi Kattoliiton julkaisu ”Toimivat katot 2022” ja RT-kortti ”Verkkoon kytketyt aurinkosähköjärjestelmät”.
Seminaarin tauolla osallistujilla oli tilaisuus keskusteluun ja tutustumiseen useiden alan toimijoiden paikalle tuomaan näyttelyyn.
