Aurinkosähköviljelyllä merkittävä potentiaali Suomessa

Peltoaukeat ovat otollisia aurinkopaneelien asennuspaikkoja, mutta yleisin tapa, eli laajan alueen kattaminen etelään suunnatuilla paneeleilla, estää pellon samanaikaisen käytön viljelyyn. Paneelit voidaan asentaa myös pystyasentoon, jolloin viljely olisi mahdollista, mutta tällainen ratkaisu on Suomessa vielä harvinainen.  

Turun yliopiston ja Turun ammattikorkeakoulun yhteisessä tutkimuksessa selvitettiin, olisiko aurinkosähkön tuotannon ja peltoviljelyn yhdistäminen Suomessa mahdollista niin, että se olisi viljelijöille taloudellisesti kannattavaa. Suuren mittaluokan aurinkosähköviljelyä on tutkittu aiemmin muissa maissa, mutta tämä tutkimus oli ensimmäinen, joka tarkasteli aihetta Pohjoismaissa.  

Tutkimuksen viesti on selkeä: samaa peltoa voi käyttää samanaikaisesti aurinkosähkön tuotantoon ja viljelyyn hyödyntämällä pystyyn asennettavia, kaksipuoleisia aurinkopaneeleja. Viljelijä voi saada aurinkosähköstä selkeää taloudellista hyötyä, vaikka vain pieni osa pellosta varattaisiin aurinkopaneeleille.  

– Käyttämällä vain 10 prosenttia peltoalasta pystysuuntaisiin paneeleihin, viljelijä voi Suomen olosuhteissa tuottaa noin kolmasosan siitä energiasta, jonka kokonainen pelto katettuna eteläsuuntaisilla paneeleilla tuottaisi. Paneelirivien väliin jäävällä alalla voidaan jatkaa viljelyä tavalliseen tapaan, sanoo Turun yliopiston väitöskirjatutkija Magda Szarek, joka on myös tutkimuksen pääkirjoittaja.  

Viljelijän kannattaa käyttää sähkö itse 

Tutkijat selvittivät kuinka paljon paneelirivien väliin täytyy jättää tilaa, jotta paneelit eivät varjosta viljelykasveja tai toisiaan merkittävästi.  

Varjostuksen välttämiseksi tutkimus suosittelee, että paneelirivien väliin jätettäisiin vähintään 8–10 metriä tilaa, tosin tämä riippuu hieman käytetyistä paneeleista.  

Tutkimusryhmän aiemman tutkimuksen mukaan pystyyn asennettavat kaksipuoleiset paneelit toimivat erityisen hyvin pohjoisissa olosuhteissa, jos paneelipinnat suunnataan itään ja länteen. Pohjoisessa aurinko pysyttelee kesäkuukausien aikana pitkiä aikoja matalalla horisontin tasolla, jolloin pystysuora paneelipinta hyödyntää kesäaamujen ja -iltojen auringonpaisteen erityisen tehokkaasti.  

Itä-länsi-suuntaus on erityisen hyödyllinen myös siksi, että aurinkosähkön tuotanto aamuisin ja iltaisin vastaa paremmin sähkön kulutusta. Itään ja länteen suunnattujen paneelien tuottamalla sähköllä onkin todennäköisesti parempi taloudellinen arvo, sillä näinä aikoina sähkön kulutus ja hinnat ovat korkeammalla eikä aurinkosähköä ole energiajärjestelmässä yhtä paljon kuin keskipäivän tuotantohuipun aikaan.  

Mallinnetulla 1,6 hehtaarin pellolla tällainen asennus tuotti 548 MWh aurinkosähköä vuodessa, mikä vastaa noin 45 omakotitalon sähköntarvetta vuositasolla. Tutkimusryhmä havaitsi aiemmassa tutkimuksessaan myös, että aurinkosähköstä saa parhaimman hyödyn irti, kun sen pystyy käyttämään itse, jolloin säästyvät sekä sähköenergian hinta, sähkönsiirtomaksut että myyntiverot. Pellolla tuotettu sähkö olisikin arvokkainta siinä tapauksessa, jos viljelijä saisi käytettyä sen omiin tarpeisiinsa.  

Ohra ja nurmi lisäävät auringon heijastusta

Tutkimuksessa havaittiin myös, että viljeltävillä kasveilla saattaa olla vaikutusta siihen, miten paljon aurinkosähköä syntyy. Tämä johtuu siitä, että suoran auringonvalon lisäksi aurinkosähkön tuotantoon vaikuttaa myös se, miten paljon paneelien ympärillä oleva maasto heijastaa valoa paneelipinnalle.  

Tulosten mukaan ohra ja luonnonhoitonurmi ovat kasveja, joiden kohdalla heijastus lisää aurinkosähkön tuotantoa hieman pystyyn asennetuissa paneeleissa, mutta vaikutus vuoden kokonaistuotantoon on maltillinen. Tärkein aurinkosähkön tuotantoon vaikuttava tekijä on edelleen paneelirivien välitys.  

– On myös hyvä muistaa, että aurinkosähkön tuotannon voi yhdistää myös karjan laiduntamiseen. Itse asiassa näyttää siltä, että eläimet usein nauttivat paneelien pellolle tuomasta varjosta, Szarek kertoo.  

Haasteena sääntelyn puute

Pystyyn asennettavien kaksipuoleisten aurinkopaneelien haaste piilee siinä, että ne eivät tuota sähköä, mikäli niihin osuu varjoa. Paneelien välissä pitää siis olla runsaasti tilaa, jonka vuoksi niille on haastavampaa löytää asennuspaikkoja kaupunkiympäristöstä, ainakaan isossa mittakaavassa.  

– Tästä syystä kaksipuoleisen teknologian mahdollisuuksia tutkitaan maatalouden yhteydessä. Aurinkosähkön ja maanviljelyn onnistunut yhdistäminen vaatii kuitenkin sitä, että ratkaisu tunnistetaan maataloustukien ja ympäristölainsäädännön puitteissa. Tällä hetkellä ei ole esimerkiksi selvää, miten paljon viljelyalasta saa käyttää aurinkosähkön tuotantoon ilman, että se vaikuttaa maataloustukiin, Szarek sanoo.

Tutkimus toteutettiin osana Suomen strategisen tutkimuksen (STN) rahoittamaa RealSolar-hanketta. Erilaisten aurinkosähköasennusten tutkimus pohjoiset olosuhteet huomioiden jatkuu materiaalitekniikan yksikön Aurinkosähkömateriaalit ja -järjestelmät tutkimusryhmässä, jota vetää professori Kati Miettunen.