Näin aurinkopaneelit kannattaa suunnata pohjoisessa

Pohjoisissa olosuhteissa aurinkopaneelit kannattaa suunnata katolla kaakkoon tai etelään 28 asteen kulmassa, ilmenee Oulun yliopiston tutkimuksesta.

Oulun yliopistossa on tutkittu aurinkosähköjärjestelmien suorituskykyä pohjoisissa olosuhteissa. Pohjoisessa aurinkoenergian tuotantoon vaikuttavat huomattavasti vuodenajat, Auringon korkeus, maantieteellinen sijainti, lämpötila ja lumen määrä.

Vaikutuksia tarkasteltiin katolle eri suuntiin ja kaltevuuksiin asennetuilla aurinkopaneeleilla. Mittauksia otettiin 15 minuutin välein, ja dataa kerättiin yli kahden vuoden ajan osana Vinay Shekarin väitöstyön tutkimusaineistoa.

– Mittaustuloksista selviää riippumatonta tietoa aurinkoenergian hyödyntämisen optimoimiseksi pohjoisilla alueilla. Tuloksia voidaan käyttää myös esimerkiksi kaavoituksen ja rakentamisen suunnittelussa, sanoo Oulun yliopiston professori Eva Pongracz.

Matala kulma parantaa vuosituottoa

Tutkimus tehtiin 40 aurinkopaneelilla, jotka olivat monokiteisiä piipaneeleja. Näistä 12 paneelia oli katolla 23–46 asteen kallistuskulmassa ja 12 paneelia seinällä pystysuorassa eli 90 asteen kulmassa. Kaikki paneelit oli suunnattu etelään. Tällä järjestelmällä tutkittiin kallistuskulman vaikutuksia.

Kahdeksan paneelia oli asennettu 40 asteen kallistukseen ja kahdeksan pystysuoraan. Sekä kallistetut että pystysuorat paneelit suunnattiin kaikkiin kahdeksaan pää- ja väli-ilmansuuntaan. Tällä karusellijärjestelmäksi kutsutulla tavalla tutkittiin Auringon suunnan vaikutusta tuotantoon.

– Mittausdatamme pohjalta voidaan todeta, että kun koko vuoden tuottoa halutaan maksimoida, aurinkopaneelit kannattaa asentaa katolle kaakkoon tai etelään. Toiseksi paras on idän suunta Auringon radan ansiosta, ja kolmanneksi paras on lounaan suunta, sanoo Shekar.

– Suosituksemme on myös, että paneelit kannattaa asettaa matalaan, 28 asteen kulmaan perinteisen 43–48 asteen kulman sijasta.

Matalampi 28 asteen kulma vähentää varjostusta ja parantaa noin kolme prosenttia vuosittaista tuottoa 45 asteen kulmaan verrattuna.

Lumesta heijastumista kannattaa hyödyntää

Keväällä lumesta heijastuvan auringonvalon vaikutusta aurinkopaneeleihin kannattaisi Shekarin mukaan tutkia enemmänkin.

– Maalis-huhtikuussa lumisen kevään aikana pystysuorat, etelään suunnatut seinäpaneelit pystyivät tuottamaan yhtä paljon energiaa kuin 28 asteen kulmaan kallistetut paneelit kesä-heinäkuussa, vaikka päivänvaloajat ovat lyhyemmät.

Kuitenkin koko vuoden ajan etelään suunnatut, 28 asteen kulmaan kallistetut kattopaneelit tuottivat 20 prosenttia enemmän energiaa kuin 90 asteen kulman seinäpaneelit. Kesän pitkät päivät tuottivat myös piikkejä energiantuotantoon. Touko-heinäkuussa paneelit tuottivat lähes kaksi kolmasosaa koko vuoden tuotannostaan.

Eva Pongraczin mukaan vuoden kokonaistuotannon näkökulmasta paras ratkaisu on todennäköisesti matala, kesän tuotantoa optimoiva kallistus.

– Emme myöskään suosittele hybridiasennustapaa, jossa osa paneeleista asennetaan eri suuntiin.