Aurinkovoiman osuus energiajärjestelmässä kasvaa – kotitalouksien kannattaa käyttää oma aurinkosähkönsä itse

Teollisen mittakaavan aurinkovoima on Suomessa ison läpimurron kynnyksellä: tällä hetkellä suunnittelu- ja luvitusvaiheessa on aurinkovoimahankkeita yhteensä 26 000 megawatin edestä.

– Vaikka vain osa näistä hankkeista toteutuisi, nykytilanteeseen verrattuna hyppäys on suuri. Vuoden 2025 lopussa Suomen aurinkovoimakapasiteetti oli noin 1500 megawattia. Suurin osa tästä kapasiteetista on pienvoimaloissa, eli pääosin kotitalouksien katoilla, kertoo materiaalitekniikan yliopistonlehtori ja tutkija Sami Jouttijärvi Turun yliopistosta.

Turun yliopiston ja Aalto-yliopiston tutkijat selvittivät, miten aurinkovoiman tuotannon mittava lisääntyminen vaikuttaa sähkön hintoihin ja siihen, onko kotitalouksien jatkossa kannattavaa tuottaa omaa aurinkosähköä.

Tutkimuksessa selvisi, että jo 500 megawatin lisäys Suomen aurinkovoimakapasiteettiin heikentää aurinkosähkön tuotannon kannattavuutta kotitalouksissa. Osassa tutkituista tapauksista tämä johti siihen, että tuotetun aurinkosähkön arvo olisi pienempi kuin aurinkopaneeleihin vaadittu investointi.

Aurinkosähkön tuotanto on kuitenkin tulevaisuudessakin kannattavaa, jos sen saa käytettyä suurelta osin itse.

– Kotitalouksissa aurinkosähkön itse käytetyn osuuden maksimointi on kriittisen tärkeää, Jouttijärvi sanoo.

Sähköllä lämmittäjä hyötyy eniten

Tutkijat havaitsivat, että kodin lämmitystapa vaikuttaa selkeästi siihen, kuinka kannattavaa aurinkosähkön tuotanto on tulevaisuuden sähkönhinnoilla. He vertailivat kannattavuutta suurella määrällä erilaisia sähkönkulutusprofiileja, jotka perustuivat Vakka-Suomen Voiman toimittamaan kulutusdataan.

Yleisimmät sähkönkulutusprofiilit olivat:

• kotitaloudet, joilla ei ole sähkölämmitystä (vuosikulutus 3000–7000 kWh),
• kotitaloudet, jotka käyttävät suoraa sähkölämmitystä (vuosikulutus 15 000–25 000 kWh) ja
• kotitaloudet, joilla on käytössään lämpöpumppu (vuosikulutus 10 000–14 000 kWh).

Tutkimuksessa todettiin, että omasta aurinkosähkön tuotannosta hyötyvät eniten kotitaloudet, jotka lämmittävät kotejaan sähköllä, koska tällaisessa tilanteessa suurempi osa tuotetusta aurinkosähköstä tulee hyödynnettyä itse. Hyöty kasvaa entisestään, jos aurinkosähköä pystyy käyttämään käyttöveden lämmitykseen. Myös oman aurinkosähkön tuotannon yhdistäminen lämpöpumppuun oli melko kannattava ratkaisu.

Matalamman vuosikulutuksen kotitaloudet ovat tutkijoiden mukaan puolestaan alttiimpia tuottojen kannibalisaatiolle, sillä ne eivät todennäköisemmin saa kaikkea aurinkosähköä käytettyä itse, vaan myyvät suuremman osan sähköstä verkkoon.

– Jotta omasta aurinkosähköstä saisi itselleen suurimman taloudellisen hyödyn, olisi hyvä tähdätä siihen, että mahdollisimman suuren osan tuotannosta, vähintään 50 prosenttia, saisi käytettyä itse, Jouttijärvi sanoo.

Itään ja länteen suunnattu järjestelmä tuottaa hyvin

Lisäksi tutkijat tarkastelivat, millaista merkitystä erilaisilla aurinkosähköjärjestelmän suunnitteluun liittyvillä valinnoilla, kuten paneelien suuntaamisella tiettyyn ilmansuuntaan, on taloudellisen hyödyn näkökulmasta.

Tutkijat vertailivat neljän kilowatin kokoisia aurinkosähköjärjestelmiä, joissa paneelit oli suunnattu 40 asteen kulmassa joko etelään tai itään ja länteen. Kolmas vaihtoehto oli kaksipuoliset, pystyyn asennetut paneelit, jotka osoittivat itään ja länteen.

Tutkimuksessa kannattavimmaksi järjestelmäksi nousi viimeisenä mainittu paneelijärjestelmä yhdistettynä suoraan sähkölämmitykseen.

–  Itään ja länteen suunnattu järjestelmä tuottaa sähköä aamuisin ja iltaisin, eli silloin, kun useimmissa kotitalouksissa on suurin tarve sähkölle. Tällä asennuksella voi varmistaa, että pääsee käyttämään mahdollisimman paljon itse tuotettua sähköä. Lisäksi, kun aurinkovoima yleistyy ja painaa sähkön hintaa alas keskellä päivää, tuotannon painottuminen aamuun ja iltaan tulee  taloudellisesti kannattavammaksi, Jouttijärvi sanoo.

Turun yliopiston Aurinkoenergiamateriaalit ja -järjestelmät -tutkimusryhmässä (SEMS) tehty tutkimus tuottaa tietoa aurinkosähkön kannattavuudesta sen tuottajille ja käyttäjille. Tutkimusta tehdään etenkin Turun yliopiston vetämässä RealSolar-hankkeessa, jota rahoittaa Suomen strategisen tutkimuksen neuvosto.