Erityisesti pohjoisissa olosuhteissa aurinkopaneelit kannattaa asentaa katolle matalaan 28 asteen kulmaan. Oulussa tehdyn yliopistotutkimuksen mukaan tämä vähentää varjostusta ja optimoi koko vuoden tuottoa kolmen prosentin verran.
Muutos perinteiseen ohjeistukseen on selkeä, sillä perinteisesti Suomessa aurinkopaneelit on ohjeistettu esimerkiksi valtion kestävän kehityksen yhtiö Motivan mukaan kallistamaan 35–45 asteen kulmaan.
– Optimaalisen kulman löytäminen on taloudellisesti tärkeää pohjoiselle alueelle, sillä jos häviämme edes yhden prosentin, menetämme samalla melko paljon energiaa, kertoo Oulun yliopiston väitöskirjatutkija Vinay Shekar.
Tutkimuksessa vahvistui myös, että paneelit kannattaa suunnata kaakon tai etelän suuntaan. Esimerkiksi keväällä lumettomina aikoina etelään suunnatut kattopaneelit tuottivat muita paneeleita 20 prosenttia ja kesällä noin 30 prosenttia enemmän energiaa.
Optimaalisinta kulmaa ja muita aurinkojärjestelmän suorituskykyyn vaikuttavia tekijöitä pohjoisissa olosuhteissa on mitattu Oulun yliopiston Linnanmaan kampuksen katolle rakennetussa kattolaboratoriossa.
Yliopistokampuksen katoilla on yhteensä lähes 900 aurinkopaneelia, josta tutkimuskäytössä on ollut kaikkiaan 40 paneelia: osa niistä on asennettu katolle 15–90 asteen kulmaan sekä tusina seinälle pystysuoraan.
Lisäksi tutkimuskäytössä on ollut muun muassa Oulun ammattikorkeakoulun kanssa yhteistyössä rakennettu karuselli, jossa sekä kallistetut että pystysuorassa olevat paneelit on suunnattu kahdeksaan pää- ja väli-ilmansuuntaan.
Kattolaboratorion avulla on kerätty dataa yli kahden vuoden ajan 15 minuutin välein.
Vuodenajat vaikuttavat
Tunnetusti aurinko pysyy talvisin pohjoisessa hyvin matalalla horisontissa, kun taas kesällä aurinko ei juurikaan laske.
Vuodenaikojen ja auringon korkeuden lisäksi energian tuotantoon vaikuttavat maantieteellinen sijainti, lämpötila ja lumen määrä.
Esimerkiksi kevättalvella seinään pystysuoraan asennetut aurinkopaneelit pysyvät lumettomina ja tuottavat parhaiten energiaa, kun aamun ja keskipäivän auringonsäteet pääsevät osumaan niihin. Kesällä asetelma ei kuitenkaan ole yhtä tehokas.
– Koska aurinkoa saadaan eniten kesän aikana, kannattaa paneelit kallistaa kesäauringon näkökulmasta parhaimpaan suuntaan, kertoo Oulun yliopiston professori Eva Pongracz.
Shekarin mukaan keväthangista heijastuvassa auringonvalossa on energiapotentiaalia, jota tulevaisuudessa kannattaisi tutkia tarkemmin.
Tähän mennessä saatujen tulosten mukaan maaliskuussa lumisen kevään aikana pystysuorat, etelään suunnatut seinäpaneelit pystyvät tuottamaan yhtä paljon energiaa kuin kesäkuussa.
Tulevaisuudessa lisää aurinkopaneeleja katoille
EU:n aurinkoenergiastrategia tulee lisäämään aurinkopaneelien asennuksia lähivuosina voimakkaasti.
Kattoaurinkosähköjärjestelmien asennus tulee pakolliseksi esimerkksi vuoden 2026 loppuun mennessä kaikkiin uusiin julkisiin rakennuksiin, joiden pinta-ala on yli 250 neliötä. Lopulta vuoden 2029 loppuun mennessä kaikissa uusissa asuinrakennuksissa tulee olla kattoaurinkosähköjärjestelmä.
Pongraczin mukaan aurinkopaneelien asennus tulisi huomioida jo kaavoitusvaiheessa, jotta kadut ja talot olisivat aurinkoon nähden parhaassa mahdollisessa suunnassa.
– Jos aurinkopaneeli ei tuota riittävästi energiaa, se on resurssien haaskausta. Hyöty kannattaa maksimoida, jos kerran investoidaan, toteaa Pongracz.
Hänen mukaansa ihmiset asentavat aurinkopaneeleja pohjoisessa koko ajan yhä enenevissä määrin. Pongracz suosittelee yhteisöjä investoimaan paneeleihin yhdessä energiayhteisönä.
– Jos samassa yhteisössä on useita taloja, paneeleita ei välttämättä kannata laittaa jokaisen katon päälle, vaan suosia niitä kattoja, jotka ovat parhaiten aurinkoon päin.