Aurinkovoimala ja kattoremontti sopivat yhteen

Asuinkerrostalojen kattojen kantavuus on useimmiten riittävä aurinkovoimalan asennukseen. Aurinkopaneelien aiheuttama lisäkuorma tasakatolla on keskimäärin 30 kiloa neliö­metriä kohti ja harjakatolla noin 15 kiloa neliötä kohti. Ero selittyy sillä, että harja­katoilla paneelien telinerakenne on yksinkertaisempi. Kuva: Ari Korkala

Taloyhtiön kattoremontti on otollinen aika asentaa katolle aurinkovoimala. Remonttia suunniteltaessa on otettava huomioon aurinkopaneelien vaateet, oli sitten kyse tilatarpeesta tai katon kantavuudesta.

Aurinkovoimalan suosion ennakoidaan kasvavan edelleen myös asuinkerrostaloissa. Yhä houkuttelevammaksi paneelien asentamisen tekee aurinkosähkön hyvitys­laskentamalli, jota jo muutama verkko­yhtiö tarjoaa lain asetusmuutoksen tultua voimaan 1. tammikuuta 2021. Hyvityslaskentamallissa katolta saatavasta sähköstä hyötyvät myös asunnot, kun sillä tähän saakka on katettu lähinnä kiinteistösähkön kulutusta.

Aurinkovoimalan asentaminen kattoremontin yhteydessä on varteenotettava vaihtoehto. Kun ne toteutetaan yhtä aikaa, voidaan paneeleihin varautua jo saneerausta suunniteltaessa.

Aurinkovoimalan asentaminen kattoremontin yhteydessä on varteenotettava vaihtoehto. Kun ne toteutetaan yhtä aikaa, voidaan paneeleihin varautua jo saneerausta suunniteltaessa. Kuva: Vesa Voitto Sakari

Kantavuus usein riittävä

Aurinkopaneelien rakennustekniikkaan diplomityössään perehtynyt tuoteryhmäpäällikkö Krista Jaatinen Heleniltä kertoo kiinnostuksen aurinkopaneeleihin kasvaneen taloyhtiöissä.

Kun aurinkovoimalan hankintaa aletaan suunnitella, on tarpeen selvittää katon kantavuus. Asuinkerrostalojen kattojen kantavuus on useimmiten riittävä ja tuottaa Jaatisen mukaan harvoin ongelmia.

– Asuintaloissa on kantavia rakenteita suhteellisen tiheästi verrattuna esimerkiksi isoihin varastorakennuksiin tai halleihin, joissa on pitkät jännevälit.

Katon kantavuuden voi tarkistaa esimerkiksi rakennepiirustuksista.

– Jos katon kantavuudesta ei löydy tietoa, kannattaa mitoituslaskelma teettää ammattilaisella eli rakennesuunnittelijalla. Usein kuulee sanottavan, että katon kestäessä lumikuorman se kestää paneelitkin. Se ei kuitenkaan riitä, vaan kantavuus on pystyttävä osoittamaan muilla tavoin.

Kantavuuden mitoitukseen vaikuttaa lumikuorman lisäksi paneelien paino. 

– Aurinkopaneelien aiheuttama lisäkuorma tasakatolla on keskimäärin 30 kiloa neliö­metriä kohti ja harjakatolla puolet vähemmän eli noin 15 kiloa neliötä kohti. Ero selittyy sillä, että harja­katoilla telinerakenne on yksinkertaisempi eikä lisäpainoja tarvita, koska paneelit kiinnitetään mekaanisesti lappeen suuntaisesti.

Katon kantavuuden lisäksi aurinkosähköjärjestelmän suunnittelussa otetaan huomioon muun muassa tuuliolosuhteet. Tämä onkin Krista Jaatisen mukaan osoittautunut aurinkosähköjärjestelmälle usein isommaksi haasteeksi kuin sen tuoma lisäkuorma.

Kun yhden aurinkopaneelin teho on 340 piikkiwattia ja Suomen säteilyolosuhteissa aurinkovoimala tuottaa sähköä vuodessa keskimäärin 900 kilowattituntia per piikkikilowatti, 30 aurinkopaneelin voimala tuottaa aurinkosähköä vuodessa noin 9180 kilowattituntia. Kuva: Helen, Santtu Hänninen

– Tuulen vaikutus on suuri lähellä merta sijaitsevien korkeiden, yli viisikerroksisten rakennusten tasakatoilla. Rakennuksen katolle seinää pitkin nouseva tuuli luo pyörteitä katon reunoille ja aiheuttaa nostetta telineissä oleviin aurinkopaneeleihin. Tuulen vaikutus pitää laskea tarkasti paneelialuetta suunniteltaessa ja sijoittaa paneelit siten, että voimakkaimmat pyörteet eivät niihin yllä. Joihinkin tasakattokohteisiin ei aurinkovoimalaa ole voitu toteuttaa, koska perinteinen kelluva asennus ei ole suurten tuuli­kuormien vuoksi riittävän turvallinen, ja katteen huonon kunnon vuoksi aurinkovoimalan telineiden kiinnitys mekaanisesti bitumin avulla ei ole ollut mahdollista. 

– Suunnittelijoiden apuna ovat mallinnusohjelmat. Näillä voidaan laskea optimaalisesti, kuinka monta paneelia, minne suuntaan ja mihin paikkaan katolla ne kannattaa asentaa, Jaatinen toteaa. 

Paneelien sijainti katolla  

Saadakseen aurinkopaneelijärjestelmästä parhaan hyödyn irti pitää paneelit sijoittaa itä-etelä-länsi -akseleille. Auringonvaloa pitää olla tarpeeksi saatavilla, joten pohjoisen puolelle paneeleja ei kannata asentaa.

Paneelien tilantarpeeseen vaikuttaa kattomuoto. Tasakatolla yksi paneeli vie tilaa keskimäärin kolme neliömetriä ja harjakatolla lähes puolet vähemmän eli noin 1,7 neliötä.

– Tasakatolla aurinkopaneeli asennetaan keski­määrin 15 asteen kulmaan, jolloin sen taakse syntyy varjo, eikä paneeleja siten voida sijoittaa peräkkäin. Harjakaton kallistus on noin 45 astetta ja paneelit voidaan asentaa lappeensuuntaisesti vierekkäin, Krista Jaatinen sanoo.

Kerrostalokohteissa katolle asennetaan useimmiten vähintään 30 paneelia riippuen siitä, miten paljon katolla on tilaa, mikä on kohteen sähkönkulutus kesäpäivinä ja mikä on tehon tarve. Yhden aurinkopaneelin teho on 340 piikkiwattia ja näin ollen aurinkovoimalan kokonaisteho on 10,2 kWp eli piikkikilowattia. Piikkikilo­watti kertoo aurinkopaneelien tuottaman sähkö­tehon, kun lämpötila on 25 astetta ja auringon säteilyn voimakkuus on yksi kilowatti neliötä kohden. Suomen säteilyolosuhteissa aurinkovoimala tuottaa sähköä vuodessa keskimäärin 900 kilowattituntia per piikkikilowatti, joten 30 aurinkopaneelin voimala tuottaa aurinkosähköä vuodessa noin 9180 kilowattituntia. 

Paneelien sijoituspaikkaa suunniteltaessa pitää ottaa huomioon rakennusta ympäröivät puut ja muut rakennukset, että nämä eivät varjosta aurinkopaneelikenttää. Yleensä tätä ongelmaa ei ole korkeissa asuinkerrostaloissa.

– Enemmän hankaluuksia tuottavat talo­teknisiin järjestelmiin kuuluvat laitteet kuten ilmanvaihtokoneet ja savunpoistoluukut. Niistä syntyy varjostuksia, ja ne sijaitsevat useimmiten katolla pitkin ja poikin, jolloin paneeleille ei löydy tarpeeksi isoa yhtenäistä aluetta, Jaatinen toteaa.

– Jos kattoremontissa on mahdollista vaikuttaa taloteknisten laitteiden sijaintiin, ne olisi hyvä sijoittaa katon pohjoiseen reunaan. Eteläpuoli jäisi siten aurinkopaneeleja varten vapaaksi.

Harjakaton kallistus on noin 45 astetta, ja paneelit voidaan asentaa lappeensuuntaisesti vierekkäin. Aurinkopaneeleja ei saa kiinnittää räystäs­rakenteisiin, vaan ne on asennettava yläpohjan kantavalle osalle. Kuva: Maria Godfrida, Pixabay

Aurinkopaneeleja ei saa kiinnittää räystäs­rakenteisiin, vaan ne on asennettava nimenomaan yläpohjan kantavalle osalle. Vaikka teknisesti olisi mahdollista hajasijoittaa aurinko­paneelit, se ei ole taloudellisesti kannattavaa. Parasta on, jos paneeleille löytyy katolta yhtenäinen alue. Katolla joudutaan tekemään myös huoltotoimia, joten esimerkiksi katto­kaivoille pitää on esteetön pääsy. 

Palotekniset seikat pitää ottaa huolella huomioon paneeleja asennettaessa. Savunpoistoluukkujen ympärillä täytyy olla metrin verran tilaa, jotta luukku pääsee aukeamaan. Samoin paneelikenttien välissä on oltava tilaa liikkua. 

Koska kyseessä on sähkölaitteet, on muutoinkin syytä muistaa paloturvallisuus aurinko­voimalan toteutuksessa.

– Laadukkaalla suunnittelulla ja asennuksella lisätään turvallisuutta, Jaatinen korostaa.

Kiinnitysjärjestelmä joka katteelle

Aurinkopaneelit asennetaan katolla telineisiin, jotka on valmistettu yleensä alumiinista tai metalliseoksesta. Aurinkopaneelit voidaan asentaa pääsääntöisesti kaikille katemateriaaleille. Paras kate aurinkopaneelien asennuksen kannalta on konesaumapeltikatto, jonka saumaan telineet kiinnitetään puristusliittimin.

Tasaisella bitumikatolla käytetään kelluvaa asennusta, joka on edullinen asennustapa ja jossa kattoon ei myöskään tarvitse tehdä reikiä. Telineprofiilien alle laitetaan yksi tai kaksi kerrosta vahvikebitumia eli niin sanotut tassut, jotka parantavat katon kestävyyttä. Kelluva-asennuksessa käytetään betonipainoja. Nämä pitävät telineet paneeleineen kunnolla paikallaan.

Tiilikatolla tyypillinen tapa on asentaa tiilen väliin telinekiskoja varten kiinnikkeet, jotka ovat kiinni kattotuoleissa tai ruoteissa. Tämä on muihin verrattuna hitaampi tapa, koska tiiliä on irrotettava ja laitettava takaisin paikalleen.

Telineprofiilit on hyvä asentaa vesien juoksu­suuntien eli kattokaatojen suuntaisesti. Jos se ei ole mahdollista, pitäisi kattopinnalla makaavien profiilien alle laittaa erilliset telineprofiilien levyiset muovimatot ja jättää muovimattojen väliin aukkoja muutaman metrin välein, joista vesi pääsee kulkemaan.  

– Telineet ja kaapelit eivät saa haitata vesien luonnollista kulkeutumista tai estää vesien poistumista katolta, Krista Jaatinen toteaa.

Jos kattoremontissa on mahdollista vaikuttaa taloteknisten laitteiden sijaintiin, ne olisi hyvä sijoittaa katon pohjoiseen reunaan. Eteläpuoli jäisi siten aurinkopaneeleja varten vapaaksi, Helenin Krista Jaatinen sanoo.

Paneelitelineiden ja sähkökaapelien lisäksi katolla ei yleensä ole muuta aurinkosähkö­järjestelmään liittyvää. Tasakatoilla johdot tuodaan kootusti sähköarinoilla kattoa pitkin, jotta vältetään niiden vaurioituminen esimerkiksi lumenpudotuksessa.

– Katolta kaapelit viedään seinän kautta alakerran sähkökeskukseen, joten katolle ei tarvitse tehdä läpivientejä. Järjestelmään liittyvä invertteri sijaitsee taloyhtiön teknisissä tiloissa. Paloturvallisuutta ajatellen pääkytkin pitäisi asentaa lukitsemattomaan tilaan, että palokunta pääsee esteittä katkaisemaan virran. 

Paneelien tulevaisuus näyttää kirkkaalta

Krista Jaatinen arvioi aurinkopaneelien suosion kasvavan entisestään paitsi hyvityslaskentamallin myös ympäristöarvojen vuoksi. Lisäksi yhtenä tekijänä on sähkön kulutuksen kasvu taloyhtiöissä, joihin sähköautojen latauspaikat tekevät tuloaan.

Paneelien hinnat ovat viime vuosina laskeneet ja tehot kasvaneet. Tulevaisuudessa aurinko­paneelit tulevat olemaan osa rakennusmateriaalia.

– Katemateriaali itsessään voi olla aurinko­paneeli. Näitä on jo maailman markkinoilla, mutta Suomessa yleistyminen vienee aikaa, koska niiden on täytettävä rakentamismääräysten katemateriaaleille asettamat vaatimukset, Krista Jaatinen arvioi.

Aurinkovoimaloista entistä tehokkaampia

Taloyhtiöiden kasvanut kiinnostus aurinkovoimalaa kohtaan näkyy myös Motivassa. Asiantuntija Teemu Kettusen mukaan Motivan neuvontaan on tullut alkuvuodesta aikaisempaa enemmän yhteydenottoja lainsäädännön mahdollistaessa hyvityslaskentamallin.

Aurinkosähkö on investointi, joka antaa asunto-osakeyhtiöstä edistyneen kuvan: taloyhtiössä pystytään tekemään päätöksiä ja ottamaan käyttöön uutta tekniikkaa, Motivan Teemu Kettunen sanoo.

– Asetuksen mukaan sähköverkkoyhtiöt voivat tarjota taloyhtiöille hyvityslaskentapalvelua. Siirtymävaiheen jälkeen eli vuoden 2023 alussa tämän on tarkoitus tulla kaikkien taloyhtiöiden saataville kantaverkko Fingridin datahubin kautta. Hyvityslaskennalla on todennäköisesti iso merkitys aurinkosähköjärjestelmien kasvavaan suosioon taloyhtiöissä, Kettunen toteaa. Potentiaalia löytyy, sillä nykyisin aurinko­voimala on asennettu ainoastaan muutaman sadan taloyhtiön katolle.

Hyvityslaskentamalli nostanee taloyhtiöiden aurinkosähköjärjestelmien kokoa.

– Mitoituksessa voidaan ottaa huomioon myös huoneistojen sähkönkulutus, kun tähän saakka se on tehty kiinteistösähkön mukaan. Näin ollen aurinkovoimalan taloudellinen merkittävyys kasvaa ja kannattavuus paranee.

Kettunen korostaa, että aurinkosähköjärjestelmän suunnittelussa kannattaa käyttää asiantuntijaa. Jokainen aurinkosähköjärjestelmä on tapauskohtainen.  

Teemu Kettunen toteaa, että järjestelmien kannattavuuteen vaikuttaa niiden pitkäikäisyys. Aurinkopaneeleille annetaan tavallisesti 25 vuoden tehontuottotakuu. Se tarkoittaa, että alku­peräisestä tuotosta on 25 vuoden kuluttua jäljellä vielä 80–90 prosenttia. Aurinkosähkö­järjestelmällä voi hyvinkin olla tuplasti käyttöikää sen takaisinmaksuaikaan nähden. 

Vaikka aurinkosähköjärjestelmän hankinnassa painaisikin eniten sen taloudellinen kannattavuus, on se samalla ympäristöteko ja sen on arvioitu myös lisäävän asunnon arvoa.

– Aurinkosähkö on investointi, joka antaa asunto-osakeyhtiöstä edistyneen kuvan: taloyhtiössä pystytään tekemään päätöksiä ja ottamaan käyttöön uutta tekniikkaa. Tämä lisää positiivista imagoa, jolla on merkitystä asunnon kiinnostavuuteen, Teemu Kettunen sanoo.

Hankaluuksia aurinkovoimalan asennukseen tuottaa talo­teknisiin järjestelmiin kuuluvat laitteet kuten ilmanvaihtokoneet ja savunpoistoluukut. Niistä syntyy varjostuksia, ja ne sijaitsevat useimmiten katolla pitkin ja poikin, jolloin paneeleille ei löydy tarpeeksi isoa yhtenäistä aluetta. Kuva: Ari Korkala

Järjestelmät kehittyneet 

Aurinkopaneelien yleiseen suosion vaikuttaa paljon paneelien hinnan aleneminen. Teemu Kettunen arvioi, että hintaan saattaa olla pientä laskua edelleen luvassa, mutta todennäköisesti ei siinä määrin, mihin viime vuosina on totuttu. Teknologian kehittyminen on lisännyt paneelien tehoa.

– Piipaneeleissa on jo saavutettu teknisesti hyvä taso. Milloin tulee seuraava paneelisukupolvi, se jää nähtäväksi.

Markkinoilla aurinkopaneelien tuotekehitys menee jatkuvasti eteenpäin. Tarjolla on esimerkiksi tiilikattoon integroituva aurinkokatto. Paneelit voidaan asentaa samaan aikaan uuden tiilikatteen kanssa tai myöhemminkin, kun niille on katolla varaus valmiina. Tiilikatteelle integroidut aurinkopaneelit sulautuvat katon ilmeeseen huomaamattomasti.

Niin ikään inverttereissä ja ohjauslaitteistoissa on tapahtunut kehitystä. Älykäs ohjaus syöttää sähköä eri sähkölaitteisiin tuotannon ja tarpeen mukaan, jotta aurinkovoimalasta saadaan paras hyöty irti. Akustojen osalta odotetaan vielä seuraavaa askelta, että niiden hankkiminen olisi kannattavaa. Tulevaisuutta silmällä pitäen invertterissä on kuitenkin hyvä olla akkuvalmius.

Aurinkosähköllä parannetaan kiinteistön energiatehokkuutta. Se ei kuitenkaan yksistään riitä, jos taloyhtiö haluaa saada Asumisen rahoitus- ja kehittämiskeskus ARA:n myöntämän energia-avustuksen.

– Aurinkosähköjärjestelmä saattaa kuitenkin olla osa toimenpidekokonaisuutta, jolla saavutetaan avustukselle asetetut kriteerit. Aurinko­sähkön lisäksi voidaan muun muassa uusia ikkunat, saneerata julkisivu ja lisätä yläpohjan eristystä, Kettunen toteaa.

Hän vinkkaa aurinkosähköstä kiinnostuneille taloyhtiöille, että Motiva järjestää keväällä aiheeseen liittyvän webinaarin. Yritysten aurinkosähköjärjestelmistä antamiin tarjouksiin voi tutustua osoitteessa aurinkosahkoakotiin.fi. Tarjoukset julkaistaan sivustolla maaliskuun alussa.

Teksti: Irene Murtomäki