Aurinkosähkökatto

Tuli mieleeni, jotta voisiko jotenkin hyödyntää pohjoistaivasta lämpönieluna, jolla jäähdyttäisi aurinkopaneeleita; normaalistihan paneelien takapuolet osoittavat maata, seinää tai kattoa kohti, jolloin nämä jonkun verran lämpenevät ja pahimmassa tapauksessa muodostavat lämpimän mikroilmaston joka hillitsee ilmavirtauksia, jotka veisivät lämmön pois.

Oheisen kuvan rakenteessa paneelien takapuoleltaan säteilemä lämpö heijastetaan lämpöeristeen alumiinipinnan kautta kattopeltiin, joka absorboi lämmön peltiin ja säteilee edelleen pohjoistaivaalle. Kun katon lape on riittävän jyrkkä, ei aurinko lämmitä (suoraan) peltiä, vaan lämpö saa vapaasti karata taivaalle. Hahmotelmallani tavoittelen paneelien hyötysuhteen parantamista enemmän sitä että paneeleita voisi käyttää suoraan yläpohjan katteena minimoiden talon rakentamisen työmäärää ja alentaa kokonaiskustannuksia. Teräksiset kattoristikot lienevät jonkun verran puisia kalliimpia, mutta tähän varmaankin parhaiten soveltuvia (eivät eristä ja varaa lämpöä, eivät blokkaa lämpösäteilyä samassa määrin, mahdollistavat tehokkaan maadoituksen eivätkä pala). Vaan liekö alumiiniteipattu ALU-PIR passeli yläpohjaeriste passeli tarkoitukseen? Kestääkö raoista mahdollisesti tihkuvaa vettä tai peltien kondensoimaa vettä (jos vaikkapa pellin lämpötila laskee alle ulkoilman lämpötilan tehokkaan lämmön poissäteilyn takia)? Entä konsepti ylipäätään: voisiko toimia?

Nyt on menty merta edemmäs kalaan. Jos aurinkopaneelien ja katon väliin jättää vaikkapa  30 cm:n raon, niin jäähdytys tapahtuu ns. normaalilla tavalla, eikä ehdottamiasi kalliita rakennelmia tarvita ollenkaan.

Kalleintahan tuossa olisi alumiinipintainen polyisosyanuraatti-eristelevytys, kun uuden rakentamisesta on kysymys ja aurinkopaneeleita halutaan reilusti. No okei, en ole pyytänyt tarjousta teräksisistä kattoristikoista enkä tässä joskus niiden hintoja netistä etsiessäni niitä löytänyt, joten voi olla, että maksavat paljon enemmän kuin olen kuvitellut, mutta muutoin kaiken järjen mukaan rakenne olisi halvempi kuin tavanomaiset yläpohjan toteutustavat. Toki tuollaisen suunnitteluttaminen ja rakennuttaminen ensimmäisten toteutusten osalta maksaisi uutuusextraa, mutta jos tuon kaiken tekisi itse (eikä työajalleen laske tolkuttomasti arvoa) tai joku firma innostuisi noita rakentamaan, niin hinnat laskisivat.

Etuna olisi myös katon parempi huollettavuus, kun paneelien ja katteen väliin ei voisi kertyä mitään eikä paneeleita tarvitsisi poistaa katon huollon takia.

Hyvä huollettavuus on tietenkin plussaa. Tosin minulla on ollut aurinkopaneeleita kolmessa kiinteistössä ja neljällä eri kattokaltevuudella, eikä koskaan ole kertynyt mitään poistettavaa paneelien ja katteen väliin. Juuri kukaan ei varmaan asenna/asennuta paneeleita katolle, joka olisi huollon tarpeessa. Paneelit itseasiassa suojaavat kattoa sään rasitukselta ja osaltaan vähentää huollon tarvetta. Lisäksi havaitsin, kun olin asentanut paneeleita rintsikan etelälappeelle, että ne suojasivat auringon porotukselta. Makuuhuoneen lämpö putosi helteillä kolmisen astetta aiempaan verrattuna, ja se oli tuntuva viilennys. Toki lämpöä riitti makkarissa reilusti vielä paneelien asentamisen jälkeenkin.

Kiitoksia kommenteistasi. Tuo oli minulle uutta, että on saatu noin selvä lämpötilan alenema sisätiloissa aurinkopaneelien varjostuksen ansiosta. Ilmeisesti tuossa kohteessa yläpohjan eristevahvuus oli nykyisin vaadittavaa tasoa huomattavasti ohuempi?

Aurinkopaneeleilla mainostetaan yli 20 vuoden käyttöikää, joten tyypillistä kattoa joutunee kunnostamaan tuolla aikaa vähintään kerran. Tätä ei juurikaan tuoda esille paneelikauppiaiden taholta, mutta kannattaisi kuitenkin ottaa huomioon ylimääräisen työn kustannukset kun paneelit otetaan väliaikaisesti alas. Toki aivan uuden talon tai vasta kunnostetun katon tapauksessa voinee kattoremontin ja paneelien uusiminen olla järkevää samaan aikaan.

Rintsikan lisäsiipi, jonka katolle paneelit tulivat on rakennettu 1993. Eristevahvuus on 200 mm. Se täytti silloiset vaatimukset, koska rakennuslupa tuli.
Aurinkopaneeleille luvataan yli 20 vuoden käyttöikää, tosin hitaasti alenevalla tuotolla.
Mielenkiintoista on nykyisten rakennusmateriaalejen käyttöiät. En tiedä onko materiaalejen valmistajat vai vakuutusyhtiöt saaneet ne poljettua niin alhaisiksi. Keksitty termi tekninen käyttöikä ja se on vedetty todella alas.
Esimerkiksi nykyisessä talossani (rakennettu 1977) ja jonka olen omistanut pari vuotta, lähes kaikkien rakennusmateriaalien tekninen käyttöikä on mennyt jo ajat sitten. Vesikatto on alkuperäinen, 42 vuotias ja ei juuri uudelle häpeä, ei vuoda, ei ole ruostunut. Pelti tosin on paksumpaa, kuin nykyisin asennettavat. Hyvässä maalissa, toiseen kertaan maalattu. Uskon katon olevan timmissä kunnossa vielä parinkymmenen vuoden jälkeenkin. Viemäriputket ovat alkuperäiset Upon muoviputket, oranssit väriltään joita silloin tehtiin. Leiman mukaan valmistettu 1976, tekninen käyttöikä ohitettu aikoja sitten, mutta epäilen, että käyttövuosia on vielä paljon edessäpäin. Patteriverkosto on myöskin alkuperäinen ja putket on piiloitettu lattioiden ja seinien sisään. Käyttöikää niilläkin on vielä jäljellä. Jos alkavat vuotamaan, ei niistä hirveätä vesivahinkoa pääse syntymään, koska vesitilavuus kuitenkin on pienehkö. Käyttövesiverkosto ei ole alkuperäinen, koska vuodon sattuessa on mahdollisuus selvästi suurempiin vesivahinkoihin. Joka tapauksessa joudun maksamaan korkeita vakuutusmaksuja, koska materiaalien tekninen käyttöikä on saavutettu jo ajat sitten.
Katto-, putki-, salaoja-, ja ties mitä kauppiasta on täällä laukkonut ja maalailleet uhkakuviaan totaalisesta tuhosta, joka taloani ja ilmeisesti myös minua odottaa. Enpä ole heidän höpinöilleen juuri korvaani lotkauttanut.
Ja sitten loppuhuipennukseen. Jätevesijärjestelmä on myöskin alkuperäinen. Se toimii, kuten se kuuluisa junan vessa. Kuitenkin joudun sen uusimaan tänä vuonna, koska eduskunta on niin viisaudessaan päättänyt. Yhteiskunta rankaisee minua, koska en ole tarpeeksi vanha ja asun pohjavesialueella, rantatontilla. Umpisäiliö lienee ainoa hyväksyttävä. Se asennettuna kustantanee 15 - 20 kiloeura sekä säiliön tyhjennykset muutaman viikon välein. Rahaa menee, vaan maailma tuskin pelastuu.

virtuaaliharri sanoi:

Aurinkopaneeleilla mainostetaan yli 20 vuoden käyttöikää, joten tyypillistä kattoa joutunee kunnostamaan tuolla aikaa vähintään kerran.

Klikkaa laajentaaksesi...

Mikä on tyypillinen katto?

Konesaumakatto pärjäili hyvin ilman huoltoja 32 vuotta, sitten meni vaihtoon kun (lähes) tasakatto muutettiin harjakatoksi. Pelteissä ei vikaa. Vähän maalia irtoillut, mutta sinkkitys hyvässä kunnossa.

Talkootöinä 60-luvulla valetut betonitiilet pestiin ja pinnoitettiin ensimmäisen kerran toissa vuonna.

Nykyisessä talossa katolla Ormaxin tiilet, eikä 11 vuodessa ole tapahtunut mitään muuta kuin musta väri vähän haalistunut tumman harmaaksi.

Raksaaja sanoi:

Mikä on tyypillinen katto?

Klikkaa laajentaaksesi...

Pitäisi varmaankin käyttää varovaisemmin sanaa tyypillinen kun ei omakohtaista tai tutkittua tietoa asiasta ole, mutta tuossa Ympäristöministeriön "leimoilla" varustettu dokumentti, jossa vesikatteiden kunnossapitojaksoksi annetaan 5–15 vuotta ja tarkistusväleiksi 1–5 vuotta.

Uudisrakentamisessa kannattaa ehkä pyytää tarjous myös tehtaalla kattoon valmisasennetusta ohutkalvopaneelista (esim. Virtesolar). Niissä ei tiettävästi lämpötilat samalla tavalla vaikuta tuottoprosentteihin, huoltotöiden pitäisi onnistua helpommin ja rakennerasitus on myös pienempi kuin erikseen asennettavilla. Ja tuottokaa ei niistä ilmeisesti jää paljoa jälkeen jos lainkaan. Ohutkalvopaneeleista on toki olemassa monenlaisia mielipiteitä ja omaa kokemusta ei ole, mutta niissä on selvästi omat hyvät puolensa.

Epäilemättä talon rakenteisiin integroitavaksi suunnitellut paneelit ovat koetellumpi ja siten varmempi ratkaisu. Harmillisesti noissa asiakkaalle/rakentajalle tulevat edut on hinnassa ylikompensoitu mainepuolta lukuunottamatta; noita ymmärtääkseni asennetaan lähinnä julkisiin ja kaupallisiin rakennuksiin sen verran, että asiasta voidaan kirjoittaa lehdistötiedote ja kutsua/toivoa toimittajia kirjoittamaan juttuja. Sitten on jonkun verran (toivottavasti) hyvin toimeentulevia ihmisiä, jotka periaatteellisista syistä haluavat valita tuollaiset; ja ovathan integroitaviksi tarkoitetut mallit teknisessä mielessä soveltuvin valinta talon sähkön tuottamiseen aurinkoenergialla mikäli on kysymys uusrakentamisesta tai katto on suurremontin tarpeessa.

Itse asiassa en oikein ymmärrä markkinoiden toimintaa siinä mielessä, että miksei integroitua talotekniikkaa (ml. energian tuotanto) hyödynnetä paljon nykyistä enemmän, sillä itse voin kuvitella mielessäni vesikattoelementtejä, joissa olisi aurinkokennot valmiina ja joilla vesikaton saisi kasaan muutamassa tunnissa paneeliston vaatimine sähkötöineen...

Voisiko tuon tulkita niin, että kilpailua alalle kaivataan lisää, jotta katteita saadaan tiputettua?

Hiukan tulevat rakennusvaatimuksetkin vastaan. Periaatteessa katon pitäisi kestää kävelyä ja kulumista, ja missä tahansa kohdassa 150 kg pistekuorma. Kuormankeston nyt sinänsä saa varmaan hoidettua, mutta kulutuksenkesto on hankalampi.

Toisaalta kartellifirmat saavat jo nykyäänkin rakentaa kattoja, joissa on vain huopa villakasan päällä ja jotka menevät montulle vaikka varovasti lumikengillä katolla kävelisi. Eli vaatimukset alkavat joustaa, jos on riittävän paljon hyviä veljiä takana.

Jos aurinkokaton toteuttaisi selvästi merkittynä "NO STEP" vyöhykkeenä, niin olisi jo selvästi helpompi projekti. Tasaista kuormaa paneelit kyllä kestävät vaikka sellaisenaan - liitossaumoihin vain listat, ettei mene vesi välistä. Teknisesti tuo olisi aluskatteella varustettua peltikattoa vastaava.

Aurinkoinen sanoi:

Jätevesijärjestelmä on myöskin alkuperäinen. Se toimii, kuten se kuuluisa junan vessa. Kuitenkin joudun sen uusimaan tänä vuonna, koska eduskunta on niin viisaudessaan päättänyt. Yhteiskunta rankaisee minua, koska en ole tarpeeksi vanha ja asun pohjavesialueella, rantatontilla. Umpisäiliö lienee ainoa hyväksyttävä. Se asennettuna kustantanee 15 - 20 kiloeura sekä säiliön tyhjennykset muutaman viikon välein. Rahaa menee, vaan maailma tuskin pelastuu.

Klikkaa laajentaaksesi...

Älä uusi. Laita kompostoiva vessa sisälle. Sellainen, jossa on 3 vuoden tyhjennysväli, ettei tarvitse pökäleiden kanssa askarrella jatkuvasti. Lopuille, ns harmaille vesille kelpaa nykyinen jätevedenkäsittely sellaisenaan. Mieluummin kannattaa vaikka vetää 20 000 euroa pöntöstä alas, kuin antaa se firmoille jotka tekevät lainlaatijan avulla rahaa.

LauriH sanoi:

Voisiko tuon tulkita niin, että kilpailua alalle kaivataan lisää, jotta katteita saadaan tiputettua?

Klikkaa laajentaaksesi...

En osaa sanoa. Noiden integroitavien keräimien/paneelien markkinat ovat ymmärtääkseni hyvin pienet - verrattuna tavanomaisten tuotteiden markkinoihin -, joten kyllä nuo katteensa tarvitsevat eivätkä paljoa kilpailun lisääntymistä kestäisi elleivät markkinat kasvaisi rajusti ja yritykset pystyisi tehostamaan toimintaansa. Aurinkokattoelementtien esikuvana mielessäni olivat kaupallisten hallien kattojen teossa käytettävät PU- ja villaeristeiset metallispintaiset elementit, jotka suunnilleen vain nostetaan teräsrungon varaan, tiivistetään ja pellitetään(?). Ainakin Virten käyttämien CIGS-ohutkalvopaneelien luulisi pellin pinnassa kestävän vaikka kävelyä (tai sitten ei).

Solarwind myy Solitek Solid Solrif panelia joka voidaan latoa katoksi.
http://www.solarwind.fi/wp-content/uploads/2016/10/SolRif.pdf

^mielenkiintoien paneeli datojen mukaan. Maksimi teho saavutetaan kaikilla säteilytasoilla 200-1000E/m2 kun jännite on 30V.  Vai onko tämä tyypillistä paneeleille?

Taisivat nämä pari edeltävää viestiä mennä minulta aikoinaan ohi; nyt huomasin kun Google toi minut sivulle. Solitek on liettualainen aurinkopaneelien valmistaja, jolle nuo integroitavat paneelit ovat yksi tuotevaihtoehto. Tällä hetkellä sivuillaan tarjoavat Solrif-sarjasta 310 ja 320 watin paneeleita. AMADER-SYLHET näkyy myyvän tuota isompaa mallia 54,18 euron hintaan, joten ei ole hinnalla pilattu. Jännä ettei näihin BIPV (Building Integrated Photovoltaics) -tuotteisiin törmää kuin vain varta vasten etsimällä.

EDITOINTI: tuo hinta on epäilyttävän halpa, joten pitäkää varanne... Mitä integroitavat paneelit oikeasti Suomessa tai muualla EUn alueella maksavat, olisi ihan mielenkiintoista tietoa.

Katselin rakennetta ja se taitaa olla mietitty jokunen? tunti enemmän kun tavalliset paneelirakenteet
Sähköiset ominaisuudet on ihan eri asia
Jos tuo rakenne saa hyväksynnän rakennusteollisuudessa korvaamaan muut käytössä olevat pelti,tiili,huopa-katteet niin kuka estää vaihtamasta vanhassa remonttitarpeessa olevasta katosta paneelit tilalle, samaten uudessa rakennuksessa niistä saisi koko katon samaan tyyliin olevaa pintaa
Neliömetri-hinta on aika iso muttei pois-sulkeva

Näköjään Solrif-paneelien asennusohjeet ovat Ernst Schweizer AG:lta, jolla ilmeisesti patentti tuohon järjestelmään (tai sitten joihinkin sen ratkaiseviin yksityiskohtiin). Jonkun verran kuumempina integroidut paneelit joutuvat käymään, joten hyötysuhde varmasti kärsii ellei sitten kattorakenteisiin nimenomaisesti kaivata lämpöä. Paneelien johdotusten kärähtämisesta aiheutuva tulipaloriski (vai voiko paneeleissa muu osa syttyäkään?) on varmaankin tuolla asennustavalla suurempi, mutta eiköhän hallittavissa oleva huolellisella suunnittelulla ja toteutuksella.

Kuinkakohan hyvin tuollainen katto nyt sitten säteilisi lämpöä, vai onko luonnollinen konvektio tehokkaampi tapa paneelien jäähdytykseen? Peltikattoisen ulkorakennuksen katon läheisyydessä tuppaa olemaan todella kuuma, vaikka toinen lape osoittaisikin pohjoiseen. Takalappeellekin heijastuu muualta ympäristöstä lämpösäteilyä, vaikka aurinko ei sitä suoraan lämmitäkään. Ulossäteilyn viilentämä pinta saa myös aikaan konvektiota, mikä lämmittää pintaa ulkoilman lämmöllä.

Paneelien käyttö kattomateriaalina kuulostaa järkevältä.

Joskus mietin, että jos paneeleihin kohdistaisi lisää auringovaloa peileillä, saisi lisää tuottoa. Tuotto tosin nousee vain noin 30 % tuplamäärällä valoa, koska hyötysuhde laskee. Jos paneelit voisi yhdistää vaikka maalämmön keruupiiriin tai varaavaan massaan, voisi tuon lämmön ottaa talteen ja samalla tuottaa sähköä yli paneelien nimellistehon. Ja tätähän ei sitten missään tapauksessa kannata alkaa kokeilemaan. Paneelit ei kestä liiallista nimellistehon ylitystä, ja varjostuneet paneelit saattavat kärähtää, kun niihin vaikuttaa liian suuri jännite muista paneeleista. Paneelien käyttöikö lyhenee. Omalla vastuulla. Ja jotenkin nämö peilit pitäisi saada vielä seuraamaan aurinkoa.