Turun yliopiston tutkimusryhmä selvitti aurinkosähkön arvoa tavalliselle kuluttajalle. Taloudellisesti kannattavinta aurinkopaneelien omistajalle oli kuluttaa itse mahdollisimman paljon aurinkopaneelien tuottamaa sähköä. Katon suuntaisista asennuksista etelää kohti asennetut paneelit olivat vielä kannattavimpia, mutta taloudellinen ero muihin asennussuuntiin kaventunee tulevina vuosina sähkön hinnan kehityksestä johtuen.

Tuoreessa tutkimuksessa analysoitiin erilaisia skenaarioita siitä, kuinka paljon taloudellista arvoa erilaiset aurinkosähköjärjestelmät tuottavat omakotitalossa asuvalle kuluttajalle.

Tutkimuksessa vertailtiin esimerkiksi aurinkosähkön oman kulutuksen ja sähköverkkoon myynnin kannattavuutta. Tarkastelussa huomioitiin talon lämmitysratkaisut, kuluttajan sähkösopimus sekä mahdollisuus hyödyntää aurinkosähköä lämpimän veden tuottamiseen.

Tarkastelussa havaittiin, että kannattavinta kotitalouksille oli kuluttaa itse mahdollisimman paljon tuotettua aurinkosähköä. Verkkoon myydyn sähkön tuoma lisäarvo oli vähäinen.

Jokainen itse kulutettu kilowattitunti säästää kuluttajan laskusta sähkön hinnan lisäksi myös siirtomaksun sekä verot, kun taas sähköverkkoon myydystä kilowattitunnista hyvitetään vain veroton sähkön hinta. Tämän takia itse kulutettu aurinkosähkö tuottaa kuluttajalle paljon suuremman arvon kuin sähköverkkoon myyty sähkö.

– Omakotitalon aurinkosähköjärjestelmää suunniteltaessa ratkaiseva tekijä on siis mahdollisuus kuluttaa itse mahdollisimman paljon tuotettua aurinkosähköä. Tarkastelussamme esimerkiksi mahdollisuus käyttää aurinkosähköä käyttöveden sekä vesikiertoisen lämmityksen vaatiman veden lämmittämiseen nosti oman kulutuksen osuuden lähes sataan prosenttiin. Aurinkosähkön myynti verkkoon tuo merkittävää taloudellista lisäarvoa vain harvoin, kuten energiakriisin aikaan nähtyinä poikkeuksellisen korkeiden hintojen tunteina, kertoo materiaalitekniikan yliopisto-opettaja Sami Jouttijärvi tiedotteessa.

Tutkimuksessa vertailtiin myös aurinkopaneelien asennusten suuntauksen vaikutusta paneelien tuottamaan arvoon.

Rakennuksen suuntaus vaikuttaa merkittävästi katon suuntaisesti asennettujen aurinkopaneelien vuosituotantoon. Etelää kohti asennettujen paneelien vuosituotanto on isompi kuin itä-länsisuuntaisesti asennetuilla yksipuoleisilla paneeleilla. Tutkimuksessa tarkasteltujen sähkön hintojen (vuodet 2019 ja 2022) perusteella eteläsuuntainen asennus on ollut myös taloudellisesti kannattavinta.

Eteläsuuntaisten paneelien tuotantohuippu osuu kuitenkin keskipäivään, jolloin kulutus on yleensä vähäisempää. Tutkimuksessa havaittiinkin, että etelään suunnattujen paneelien omistajat myivät suuremman osan tuottamastaan sähköstä verkkoon päivällä ja joutuivat ostamaan enemmän sähköä aamulla ja illalla, mikä tasoitti kuluttajan saamaa taloudellista hyötyä eri tavalla suunnattujen aurinkopaneelien välillä. Esimerkiksi kun 45 asteen kulmaan kallistetut paneelit oli suunnattu etelän sijasta kohti itää ja länttä, vuosituotanto oli 23 prosenttia pienempi, mutta tuotetun sähkön taloudellinen arvo parhaimmillaan vain 12 prosenttia pienempi. Itse kulutetun aurinkosähkön määrä kilowattitunteina oli lähes sama. Molempien systeemien nimellisteho oli neljä kilowattia.

Tutkijoiden mukaan tämä taloudellinen ero kaventunee entisestään lähivuosina.

– Aurinkovoiman nopea lisääntyminen Suomessa laskee sähkön hintaa keskipäivällä, jolloin itää ja länttä kohti suunnatut aurinkosähköjärjestelmät, jotka tuottavat enemmän sähköä aamulla ja illalla tulevat nykyistä kannattavimmiksi. Mikäli sähkön hinta kesäisin keskipäivällä on tulevaisuudessa matala lisääntyvän aurinkoenergiatuotannon takia, etelää kohti suunnatut paneelit tuottavat vain vähän taloudellista arvoa, vaikka vuosittainen energian tuotanto onkin suurempi kuin itää ja länttä kohti suunnatuilla paneeleilla, kuvailee materiaalitekniikan professori Kati Miettunen.

Pystyyn asennetut, itä-länsi -suuntaiset kaksipuoleiset aurinkopaneelit, saavuttavat tuotantohuipun aamulla ja illalla, mikä sopii hyvin yhteen sekä tyypillisen kotitalouden sähkön kulutuksen että sähkön päivän sisäisen hintavaihtelun kanssa.

– Tutkimuksessamme tällaisilla paneeleilla oli yhdeksän prosenttia suurempi vuosituotanto verrattuna etelään suunnattuihin, 45 asteen kulmaan kallistettuihin paneeleihin. Itse kulutetun sähkön suhteellinen osuus oli molemmissa tapauksissa lähes yhtä suuri. Näin pystysuuntaisten, kaksipuoleisten paneelien tuottaman aurinkosähkön taloudellinen arvo oli 7–11 prosenttia etelää kohti suunnattujen, yksipuoleisten paneelien tuottamaa arvoa suurempi, riippuen talon sähkönkulutuksesta ja sähkösopimuksesta, kertoo Jouttijärvi.

– Tällaiset pystyyn asennetut paneelit ovat tuotannon kannalta ideaalisia, mutta sopivien asennuspaikkojen löytäminen rakennetussa ympäristössä on merkittävä haaste, sillä paneelit ovat hyvin haavoittuvaisia sekä idästä että lännestä tulevalle varjostukselle, Jouttijärvi toteaa.

Turun yliopiston Aurinkoenergiamateriaalit ja -systeemit -tutkimusryhmä (SEMS, Solar Energy Materials and Systems) tutkii aurinkoenergiaa ja aurinkoenergiaa tuottavien järjestelmien integrointia energiajärjestelmään. Tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa juuri Pohjoismaiden olosuhteisiin sovellettua tieteellistä tietoa liittyen aurinkosähkön arvoon tavalliselle kuluttajalle. Tutkimusta rahoittivat Suomen Kulttuurirahasto, Emil Aaltosen säätiö, Suomen Akatemia ja Strategisen tutkimuksen neuvosto.

Vertaisarvioitu tieteellinen artikkeli on julkaistu Applied Energy -lehdessä.

Aamuset-kaupunkimedia (AKM)