Rakennuksiin integroitavien aurinkosähköjärjestelmien hyödyntäminen Suomessa

Abstract

Uusiutuvien energialähteiden rooli sähkön tuotannossa on kasvanut ja tulee todennäköisesti kasvamaan tulevaisuudessa, kun fossiilisten polttoaineiden käyttöä sähkön tuotannossa halutaan vähentää. Aurinkosähkön tuotannon osuus kokonaistuotannosta on vielä suhteellisen pieni, mutta merkittävää kasvua osuudessa on kuitenkin ennustettu. Yksi tapa kasvattaa aurinkosähkön tuotantoa on hyödyntää rakennuksiin integroitavia aurinkosähköjärjestelmiä. Rakennuksiin integroitavien aurinkosähköjärjestelmien tarkoituksena on korvata tavanomaisia rakentamisessa käytettäviä ulkopintamateriaaleja aurinkosähköä tuottavilla materiaaleilla. Tässä työssä tutkitaan rakennuksiin integroitavien aurinkosähköjärjestelmien hyödyntämistä rakentamisessa Suomessa. Työn tavoitteena on selvittää, onko kyseisten aurinkosähköjärjestelmien hyödyntäminen mahdollista Suomessa ilmasto-olosuhteiden ja sähkön tuotannon näkökulmista.

Tutkimus toteutettiin kirjallisuusselvityksenä. Työssä tarkastellaan ensin aurinkosähkön tuotantoa ja rakennuksiin integroitavia aurinkosähköjärjestelmiä tekniikan kannalta. Työssä havaittiin, että rakennuksiin integroitavat aurinkosähköjärjestelmät voidaan jaotella katto- ja julkisivuratkaisuihin. Kattoratkaisut ovat näistä yleisimmin käytettyjä. Tämän jälkeen työssä tarkastellaan, mitä vaikutuksia Suomen ilmasto-olosuhteilla on hyödyntämisen mahdollisuuksiin ja miten rakennuksiin integroitavia aurinkosähköjärjestelmiä voitaisiin käytännössä hyödyntää. Työssä havaittiin, että Suomen ilmasto-olosuhteet luovat sekä haasteita että mahdollisuuksia aurinkosähköjärjestelmille, mutta potentiaalia käytännön hyödyntämiselle löytyy.

Tutkimus osoittaa, että Suomen ilmasto-olosuhteet tai sähkön tuotantotavat eivät aiheuta esteitä rakennuksiin integroitaville aurinkosähköjärjestelmille. Tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että rakennuksiin integroitavia aurinkosähköjärjestelmiä voidaan pitää ratkaisuna sekä aurinkosähkön osuuden kasvattamiseen kokonaissähkön tuotannosta että hyödyntämiseen lähes nollaenergiarakennuksissa. Haasteena hyödyntämiselle voidaan kuitenkin pitää materiaalien korkeita hintoja ja tunnettavuuden puutetta verrattuna tavanomaisiin ulkopintamateriaaleihin. Integroitavien aurinkosähköjärjestelmien käyttöä voi rajoittaa se, että useimmissa rakennuksissa ei omalla aurinkosähköntuotannolla voida kattaa koko rakennuksen sähköntarvetta. Sähköntuotanto on riippuvainen auringon säteilystä, joka kuitenkin puolestaan riippuu vahvasti vuorokauden- ja vuodenajasta. Suomessa sähköntarve on suurimmillaan silloin, kun aurinkosähköntuotanto on pienimmillään. Myöskään aurinkosähkön varastointi ei ainakaan pienempien järjestelmien tapauksissa Suomessa ole kannattavaa, vaan ylimääräsähkö kannattaa sen sijaan syöttää sähköverkkoon. Kuitenkin rakennuksiin integroitavilla aurinkosähköjärjestelmillä voidaan vähentää ulkopuolelta ostettavan sähkön määrää, mikä mahdollistaa käytännössä kyseisille ulkopintamateriaaleille takaisinmaksuajan.