Aurinkosähkö toimii hyvin lämpölaitoksien yhteydessä

UusiutuWat-hankkeen Kim Blomqvist esitteli näistä saatuja kokemuksia Lämpöyrittäjäpäivillä Joensuussa syyskuussa. Blomqvist kertoi taustana, että kiinnostusta aurinkoenergian hyödyntämiseen ilmeni alueen usean eri lämpöyrittäjän keskuudessa noin 2016.

Lämpöä vai sähköä auringosta?

Hankkeiden ja konsulttien avulla oli selvitetty aurinkoenergian integroimista hakelämpölaitoksiin. Alussa lähtökohtana oli ensisijaisesti aurinkolämpö. Aurinkolämmön osalta hakkeen korvaaminen ei näyttäytynyt kannattavalta, kun sitä verrataan hakkeen energiakustannukseen. Toisin oli tietenkin öljyn, maakaasun ja sähkön osalta. Pienen kokoluokan järjestelmät olivat kalliita tuottoon nähden, vaikkakin skaalautuessa isommaksi halvempia. Lämmön varastointi on haasteellista, eikä toisaalta lämpölaitoksilla ole tilaa merkittävälle aurinkolämmöntuotannolle. Haketta ei sinällään edes haluttu korvata muulla energialla Aurinkosähkölle nähtiin tässä kokoluokassa neljä vuotta sitten merkittävämpi arvo, sillä lämpölaitoksilla kuluu kuljettimien, puhaltimien ja muiden laitteiden käyttöön sähköä ympäri vuoden.

Toteutus yhteishankkeena

Vuonna 2017 investoitiin yhteishankintana useampaan aurinkosähkövoimalaan hakelämpölaitosten yhteyteen osana Poveria auringosta -yritysryhmähanketta. Hankkeella edistettiin aurinkoenergiaratkaisujen integrointia ja toimintamalleja aluelämpölaitoksiin. Aurinkosähköä käytetään korvaamaan hakelämmöntuotantoprosessissa kuluvaa sähköä. Aluelämpölaitoksien tasainen sähkönkulutusprofiili ja vähäiset tuntivaihtelut tekevät niistä hyvin soveltuvia aurinkosähköjärjestelmille.

Investoinnilla erityisesti arvoperusta

Syyt investoinneille aurinkosähköön riippuvat yrityksestä. Pääosin ne tehtiin ympäristö-, imago-, ja taloudellisista syistä, Blomqvist summaa. Toki aurinkoenergian käyttö hakelämpölaitoksissa nostaa uusiutuvan energian tuotannon omavaraisuutta ja energian tuotannon paikallisuutta.
– Vaikka järjestelmien vaikutus kokonaisuudessaan onkin pieni, lämpöyrittämisen profiilin nostolla sekä ”kehityksessä mukana olemisella” nähtiin olevan arvoa, kertoo Blomqvist. Isona etuna oli, että investointien kustannukset ja myös hyödyt olivat hyvin hallittavissa ja tiedossa etukäteen. Suhteellisen matalat investoinnit alensivat kynnystä lähteä kokeilemaan aurinkoenergian tuottamista. Laitteet ovat myös hyvin huoltovarmoja ja yhteishankinnalla saatiin kustannusetua. Lisäksi saatavilla oli energiatukea.

Avoimuutta etäseurannalla

Useammassa hakelämpökohteessa toteutettiin myös julkinen etäseuranta syksystä 2017 lähtien. Seurantatieto ja videot asennuksista löytyvät Energiaraitti-verkoston sivuilta. Yllätyksiä ei asennuksissa tullut. Järjestelmätkin ovat toimineet lähes poikkeuksetta hyvin. Yhdessä invertterissä raportoitin ongelma.
– Pari runsaslumista talvea on myös osunut 2017–2021 välille, eikä ole ainakaan tiedossa mekaanisia rasitusvaurioita talvien jäljiltä”, Blomqvist toteaa. Tuotanto on vuodesta toiseen ollut hyvin tasaista. Seurantakohteiden keskimääräinen vuosituotannon poikkeama on ollut 100– 300 kWh, pois lukien vähäluminen kevät 2020, jolloin lunta oli vähän ja tuotanto laski.

Lumella ja varjostuksilla suuri vaikutus

Lumella on suuri vaikutus kattoasennuksiin. Mikäli lumi pysyy katolla voi maaliskuu olla kokonaan tuottamatta ja Pohjois-Karjalan tasolla joskus huhtikuun alkukin. Tämä riippuu toki myös ilmansuunnasta. Lämpölaitoksilla esimerkiksi piipun tai puiden varjostukset vaikuttavat simulaatioita voimakkaammin. Kesän kuumuus ja siitepöly vaikuttavat myös paneelien tuotantotehoon. Esimerkiksi tänä kesänä heinäkuussa tuotanto laski edellisiin vuosiin verrattuna, kun paneelit kuumenivat enemmän. Siksi asennuksessa on syytä huomioida riittävän ilmankierto paneelien takana. Yhtenä kesänä voimakas siitepöly ja sen jälkeen pitkä satamattomuus vaikutti tuottoon merkittävästi.

Enon energiaosuuskunnan hyvät kokemukset

Tuomas Heikura Enon Energiaosuuskunnasta kertoi heidän hyvistä kokemuksistaan. Enossa investoitiin Alakylän hakelämpölaitokselle 21 kWp:n aurinkosähkövoimala vuonna 2017. Kokemukset aurinkosähköstä ovat Heikuran mukaan olleet positiivisia, eikä ongelmia ole ilmennyt. Hyvät käyttökokemukset ovat innostaneet investoimaan myös toiseen voimalaan tänä vuonna. Osuuskunnan Uimaharjun laitokselle hankittiin uuden hakehalli-investoinnin yhteyteen osuuskunnan toinen aurinkosähköjärjestelmä 14,28 kWp.
– Järjestelmä on asennettu kahteen piiriin ja järjestelmään on mahdollisuus liittää myös sähkövarasto myöhemmin, Heikura kertoo. Lähienergia ja paikallisuus olivat tärkeitä valintaperusteita investoinnissa. Aurinkosähkön lisäksi huomioitiin hakkeen priimausmahdollisuus. Uuden hakehallin lattialämmityspiiriin voidaan ajaa ylijäämälämpöä hakelämpölaitoksesta. Uusiutuwat-hankkeessa tehdyssä Matti Turusen opinnäytetyössä arvioitiin pohjoiskarjalaisen lämpölaitoksen elinkaari- ja ympäristövaikutuksia. Selvisi, että aurinkosähköjärjestelmän käyttö laskisi jo valmiiksi alhaisia päästöjä (noin 22 kg/MWh GWP20 ja 20 kg/MWh GWP100) edelleen
ehkä noin 1/3:lla.

Polttopuun tuotannossakin aurinkosähköstä etua

Pohjois-Karjalassa aurinkosähköä on investoitu myös polttopuuyrittäjä Motti-Mikon tuotantolaitokselle. Tmi MottiMikko eli Mikko Jaatinen valmistaa ja myy polttopuuta Kontiolahdella valtatie 6:n varrella. Klapeja tuotetaan vakiopituuksina 30, 40 ja 50 cm pituisina. Klapit ajetaan pilkonnan jälkeen puhdistusrummun lävitse, jolloin suurin osa roskista ja kuorenpaloista erottuu pois. Tuotannossa käytetään hyväksi lämpimään kevät- ja kesäaikaan alipainekuivausta. Ympäri vuoden klapien kuivausta tehdään myös lämpökuivurilla, jossa tuore puu saadaan kuivattua 4–5 vuorokaudessa alle 20 % loppukosteuteen. Lämpökuivurin tarvitsema lämpö tuotetaan hakkeella ja pilketuotannossa syntyvällä jätesilpulla sekä sahanpurulla ja pelleteillä. Vuonna 2018 valmistuneen toisen alipainekuivaamohallin myötä kokonaiskuivauskapasiteettia pilkkeille löytyy yli 4000 heittokuution kuivaamiseksi vuosittain. Kaikki puut myydään lähiseudulla, Jaatinen kertoo.

Yrityksessä otettiin käyttöön kesällä 2019 aurinkovoimala, jonka tuottamalla sähköllä kuivaamoiden puhaltimet pyörivät päiväsaikaan. Järjestelmän nimellisteho on 12,4 kWp ja se koostuu 40 kappaleesta 310 W:n monokidepaneeleita. Polttopuun kuivurikuivaus alkaa huhtikuun lopulla ja kestää elokuun loppupuolelle, jolloin käytännössä aurinkoenergiaa on parhaiten saatavilla. Kuivureiden sähkönkulutus vuositasolla on noin 20 000 kWh ja aurinkosähköjärjestelmällä voidaan kattaa siitä noin puolet. Aurinkosähköjärjestelmälle saatiin Business Finlandin myöntämää energiatukea 25 %:a investoinnista.