Off-grid järjestelmän hankinta

Onko tarkoituksenasi hankkia aurinkopaneelit mökille?

Aurinkopaneeli mökille tai aurinkosähköjärjestelmä mökille

Osiosta löydät tietoa mökkisähköjärjestelmien mitoituksesta, hankinnasta, komponenteista ja käytöstä.

Tutustu esimerkiksi

Mökkisähköpaketin hankinta

Olet tullut oikeaan paikkaan, osiosta löydät vastaukset yleisimpiin kysymyksiin liittyen off grid aurinkosähköjärjestelmiin.

Aurinkosähkön kannattavuus off grid järjestelmissä

Onko aurinkosähköjärjestelmän hankinta taloudellisesti kannattavaa? Vastaus riippuu paljon vaatimuksista joita asetat sähköjärjestelmälle. Yleisesti voidaan sanoa että mikäli sähkönkäyttösi on vähäistä, on aurinkosähköjärjestelmä yleensä huomattavasti edullisempi ratkaisu kuin sähköliittymä.

Tehdään pieni laskuesimerkki. Mikäli sähköliittymän verkkoyhtiön kuukausimaksu on 30,00 €/kk, maksaa sähköliittymän olemassaolo siis 360 euroa vuodessa, ilman edes sähköenergian, siirron ja verojen kustannusta mukaan laskettuna. Aurinkopaneelien elinikä on helposti yli 20 vuotta, litiumakkujen yli kymmenen vuotta. Mikäli aurinkosähköjärjestelmän hinta jaettaisiin kymmenelle vuodelle, olisi 3600 € hintainen järjestelmä edullisempi ratkaisu kuin sähköliittymä tässä korottomassa esimerkissä.

Esimerkki on karkea, eikä huomioi sähköenergian hintaa tai sähköliittymän perustamiskustannuksia, jotka tietenkin kääntävät tilannetta vielä enemmän aurinkosähköjärjestelmien eduksi.

Aurinkosähköjärjestelmillä on yksi selkeä heikkous ja se on matala sähkön tuotanto talviaikaan. Sen takia sähköön perustuvia lämmitysjärjestelmiä (sähkölämmitys, lämpöpumput) ei ole yleensä järkevää toteuttaa aurinkosähköllä. Jos kuitenkin pärjäät ilman sähkölämmitystä, voi aurinkosähköjärjestelmällä toteuttaa käytännössä kaikki kodin ja kesämökin sähkön käytön vaatimukset.

Off-grid järjestelmän sähköntuotanto

Sähköntuotantoa voit arvioida tarkemmin tapauskohtaisesti osiossa Off-grid järjestelmän mitoitus.

Kuten ylläolevassa kappaleessa mainitaan, aurinkosähköjärjestelmän sähköntuotanto vaihtelee voimakkaasti vuodenajasta riippuen. Keskikesällä tuotanto on suurimmillaan, ja vastaavasti talven pimeimpinä päivinä tuotanto on erittäin vähäistä - tilanteen yleensä kruunaa vielä paneelien päälle talviaikaan kertyvä lumi, joka vie aurinkosähkön tuotannon käytännössä nollaan joulu-tammikuussa.

Mikä on off-grid järjestelmän mitoituskulutus?

Jotta off-grid järjestelmän ostaminen olisi mahdollisimman helppoa asiakkaillemme, olemme mitoittaneet paketit valmiiksi tietyn suuruiselle jatkuvalle sähkönkulutukselle mökkeilykaudella, eli mitoituskulutukselle. Mitoituksen tarkoitus on siis antaa ajatus siitä minkälaisessa jatkuvassa sähkönkäytössä minkäkin kokoinen off-grid järjestelmä toimii. Mitoitus ei kuitenkaan ole kiveen hakattu totuus järjestelmän suorituskyvystä. Alla esimerkkinä on simuloitu 1640Wp, 500Ah/24V, 230V mökkisähköpaketti akuston varaustila esimerkkivuoden aikana, kun järjestelmää puretaan jatkuvalla mitoituskulutuksella 2,4 kWh/vuorokaudessa (20% varjostushäviö, 2019 säädata, Mikkeli, 45 astetta, suuntaus etelään). Esimerkki vastaa siis sitä että kohteessa olisi jatkuvasti päällä kylmälaitteet ja muu sähkönkäyttö, kuten valaistus, laitteiden lataukset, vesipumppu jne. joista yhteensä kertyy mitoituskulutuksen verran vuorokaudessa.

Kuvaajasta nähdään että akuston varaustila pysyy helmikuun puolesta välistä lokakuun puoleen väliin yli 50% varaustason (maaliskuussa on yksi pudotus 50% varaustason alle). Ongelmia sähkön riittävyydestä tälläisellä käytöllä siis ei tule yllämainitulla ajanjaksolla. Käytännössä kuitenkaan sähkönkäyttö ei ole jatkuvasti tasaista 2,4 kWh/vrk, vaan sähköä käytetään ennenkaikkea tarpeen mukaan.

Entä jos asiakas haluaa käyttää off-grid aurinkosähköjärjestelmää myös myöhään syksyllä tai talvella? Talvisin kylmälaitteita ei yleensä ole juuri tarvetta käyttää, jos elintarvikkeiden säilytykseen löytyy muita vaihtoehtoja. Alla on esitetty järjestelmän akun varaus mikäli sähköä käytetään vain 0,25 kWh/vrk - kuvastaa siis esimerkiksi pientä talvikäyttöä, jolloin sähköä tarvitaan vain välttämättömään valaistukseen tai kännykän lataukseen. Mikäli paneelit pysyvät lumettomina, järjestelmä pystyy toimittamaan kymmenesosan (0,1 x mitoituskulutus) mitoituskulutuksesta vuoden läpi.

Vastaavasti kesällä sähköä on saatavilla huomattavasti enemmän kuin mitoituskulutus kertoo. Pitkät sadejaksot rajoittavat sähkönkulutusta kesäisin, mutta 3,5 kWh/vrk on mahdollista maaliskuun lopusta syyskuun puoleen väliin. (Eli 1,5 x mitoituskulutus). Aurinkoisina päivinä 5,0 kWh/vrk:kaan ei ole ongelma (2,0 x mitoituskulutus).

Ylläolevilla esimerkeillä yritetään kuvata off-grid aurinkosähköjärjestelmille luontaista ominaisuutta Suomen olosuhteissa. Sähkön tuotanto, ja siten käytettävissä oleva energiamäärä vaihtelee voimakkaasti vuodenajasta riippuen. Valitettavasti talvella tuotanto on erittäin pientä. Kesällä taas sähköä on saatavilla runsaasti. Vaikka jotkut toimijat mainostavat mökkisähköpaketeitaan ympärivuotiseen käyttöön soveltuvina, totuus on valitettavasti se että talvisin aurinkosähkön tuotanto on erittäin pientä. Tällöin suuremmista off-grid järjestelmäpaketeistamme löytyvä mahdollisuus aggregaatilla lataamiseen on tärkeä ominaisuus.

Miten aurinkosähköjärjestelmä mökillä toimii?

Off grid järjestelmissä aurinkopaneelit tuottavat sähköä, joka syötetään lataussäätimen kautta akustoon. Akusto tarvitaan jotta sähköä on käytettävissä myös yöaikaan ja auringon mennessä pilveen. Akusto myös mahdollistaa suurempien kuormien käyttämisen, kuin mitä pelkkä aurinkopaneelisto pystyisi syöttämään. Akusto onkin yleensä järjestelmän kallein osa, ja valitettavasti toistaiseksi myös kaikkein nopeiten kuluva osa järjestelmää.

Myymme kahdenlaisilla akuilla varustettuja järjestelmiä: Lyijyakuilla ja litiumakuilla. Lyijyakut edustavat perinteistä, vanhaa ja luotettua teknologiaa. Lyijyakun etuna voidaan pitää matalampaa hankintahintaa. Miinuspuolena on hyvin korkea akun paino, virranantokyvyn heikkeneminen akuston tyhjentyessä, sekä pienehkö käyttösyklien kesto ja siten lyhyempi elinikä. Litiumakut edustavat taas uutta akkuteknologiaa joka on kevyt, virranantokyvyltään loistava, ja kestää tuhansia käyttösyklejä. Toistaiseksi litiumakut ovat hankintahinnaltaan hieman kalliimpia kuin vastaavat lyijyakut, mutta pidempi elinikä tekee niistä edullisempia koko käyttöiän aikana.

Lataussäädin hallitsee akkujen latausta, ja sillä on tärkeä rooli mm. akuston eliniän kannalta. Mikäli akut ovat täynnä, lataussäädin lopettaa latauksen estäen akkujen ylilatautumisen. Lisäksi osassa lataussäätimiä on mahdollisuus kuormien kytkentään lataussäätimen kautta, tällöin saadaan toteutettua akuston eliniän kannalta tärkeä alijännitesuojaus - eli suojataan akusto ylipurkautumiselta.

Mökkisähköjärjestelmiä voidaan toteuttaa joko matalajännitteisinä 12V tai 24 V tasavirtajärjestelminä, tai mukaan voidaan lisätä invertteri, joka muuttaa akuston tasajännitteen 230V vaihtovirraksi, vastaavasti kuin kotona saa sähkötöpselistä.

Tarvitsenko mökille invertteriä?

Invertteri on erinomainen varuste mökin aurinkosähköjärjestelmään, koska sen tuottamalla sähköllä pystyy käyttämään tavanomaisia kodin sähkölaitteita, kuten tietokoneen laturia, normaaleja mobiililaitteiden latureita, tavanomaisia kylmälaitteita, sähkötyökaluja, televisiota, viihde-elektroniikkaa, keittiölaitteita, kahvinkeitintä jne jne.

Valitse invertteriksi aito siniaaltoinvertteri, vältyt monelta harmilta. Monissa kaupoissa myydään ns. modifioituja siniaaltoinverttereitä eli kanttiaaltoinverttereitä. Nämä ovat yleensä siniaaltoinvertteriä edullisempia laitteita, mutta hintana on huono kuormankestokyky ja huonon sähkönlaadun aiheuttamat ongelmat erilaisten laitteiden käytössä. Esimerkiksi useat laturit kuumenevat epänormaalisti kanttiaaltoinvertterien tuottamalla sähköllä, ja esimerkiksi tietokoneet, televisiot ja viihde-elektroniikka ei välttämättä toimi ollenkaan kanttiaallolla.

Mikäli sähkönkäyttötarpeesi on pientä, esimerkiksi valaistus ja matkapuhelimen lataus, et tarvitse järjestelmääsi invertteriä. Tällöin sinun tulee hankkia laturit ja valaisimet toimimaan suoraan akkujännitteellä (12V tai 24V). Tällöin on käytettävä ns. autolatureita.

Mökin aurinkosähköjärjestelmän talvisäilytys

Suomen leveysasteilla talvi on pitkä ja pimeä ajanjakso, jolloin aurinkopaneelien tuotanto on erittäin pientä. Mikäli talvi on runsasluminen, voi aurinkopaneelien päällä olla paksu lumipatja monta kuukautta, jolloin sähköntuotanto on melko tasan 0 Wh. Useimmat järjestelmän komponentit eivät tästä ole moksiskaan, aurinkopaneelit kestävät lumikuormat oikealla kiinnitysjärjestelmällä helposti, lataussäädin ja invertteri sietävät hyvin jännitteettömänä oloa, mutta huolta aiheuttaa akusto. Varsinkin lyijyakut ovat herkkiä säilytyksestä, sillä lyijyakku pitäisi aina säilyttää täydessä varaustilassa. Litiumakku voidaan säilyttää myös 50 % varaustilassa. Akuston liiallinen tyhjeneminen talviaikaan on siis estettävä, miten tämä toteutetaan?

Varmista että akku on täyteen ladattu ennen talvea (lyijyakkujen osalta, litiumille riittää yli 50%)
Poista kaikki akkua tyhjentävät kuormat
- Sammuta invertteri
- Kytke kuormien sulakkeet pois päältä (ml. invertterin sulake)
- Irroita esimerkiksi lataussäätimien lisävarusteena toimitetut näytöt virrattomiksi.
- Sammuta akkumonitori

Nyt järjestelmä on valmis talveen. Tärkeintä talvisäilytyksessä on siis estää akuston tyhjentyminen talven aikana. Huomaa että hyvin pienetkin kuormat tyhjentävät akustoa talvikuukausien aikana, sen takia myös lataussäätimien lisävarusteet, kuten näytöt, on irroitettava. Lataussäädin jää päälle ja huolehtii akun ylläpitovarauksesta, niinkauan kun auringonvaloa osuu aurinkopaneeleihin. Voit lisäksi myös irroittaa lataussäätimen järjestelmästä, jolloin lataussäätimen omakäyttökulutuskaan ei tyhjennä akkua talven aikana. Irroita tällöin ensin aurinkopaneelit lataussäätimestä (turvakytkimestä), ja tämän jälkeen lataussäädin akustosta (automaattisulakkeesta).

Myymissämme järjestelmissä talvisäilytys on aina huomioitu käyttöohjeissa sekä järjestelmän komponenteissa. Toimitamme aina tarvittavat kytkimet joilla järjestelmän osien erottaminen onnistuu, jotta talvisäilytys on mahdollisimman helppoa käyttäjälle.

Paneelitelineet - Asennus mökin katolle, seinälle vai maatelineille

Aurinkopaneeleiden asennus katolle on usein mainio valinta, jos katon lape on sopivaan ilmansuuntaan ja lähellä ei ole varjostavia puita. Katolla paneelit ovat tyypillisesti ympäröivää maastoa korkeammalla ja siten riski varjostumiin on pienempi myös niinä kuukausina kun aurinko paistaa päivälläkin matalalta.

Kattoasennuksia on kattavasti käsitelty Kotitalousjärjestelmän hankinta sivuillamme.

Paneeleiden asentaminen seinälle on hyvä valinta etenkin, jos paneeleille on tarvetta myös talviaikaan. Tällöin paneelin päälle ei kerrostu lunta ja paneelit saavat paremmin auringonvaloa auringon paistaessa matalalta. Jos asennusteline on säädettävällä kulmalla, voidaan talveksi paneelit kääntää pystyyn seinän suuntaiseksi ja kesäksi noin 45° kulmaan.

Aurinkopaneeleiden asentamien maatelineelle voi olla paras vaihtoehto paneeleille, jos mökki sijaitsee varjoisalla paikalla tai lappeet ovat epäedullisesti suunnattu. Kesämökin ollessa vesistön ääressä, on todennäköistä, että ranta on paneeleiden kannalta parhaassa paikassa vähäisen varjostuksen vuoksi. Lisäksi maatelineen ilmansuuntaan voidaan helpommin vaikuttaa.

Maatelineistä löytyy valmiita kaupallisia ratkaisuja, mutta ne ovat usein varsin tyyriitä, joten varteenotettava vaihtoehto on rakentaa teline itse puusta. Telineen rakentamisessa tulee muistaa, että aurinkopaneeleiden kehyksiä ei tule käyttää tukirakenteena, sillä lasi tunnetusti joustaa varsin huonosti ja ei kestä vääntöä. Siksi on suositeltavaa käyttää paneeleiden asennuksessa asennuskiskoja ja niihin kiinnitettäviä paneelikiinnikkeitä. Meiltä löytyvissä ES Pro:n kiskoissa olevat kiinnityshahlot sopivat M10 kokoisille pultinkannoille, joten kiskot voidaan kiinnittää näppärästi kulmaraudoilla puukehikkoon.

Alle on koottu esimerkki neljän Astronergy 410Wp asentamisesta yhteen riviin

Esimerkki eräästä rakennemallista paneeleille:

Lähde: https://www.wevolver.com/specs...