Aurinkopaneelit

Aurinkopaneeli on useista yksittäisistä aurinkokennoista kasattu järjestelmä, joka muuttaa auringon valosäteilyä sähköksi. Aurinkopaneelit ovat usein osa laajempaa aurinkosähköjärjestelmää, joka voidaan asentaa useisiin eri käyttökohteisiin niin yksityiskäyttöön kuin laajempiin kokonaisuuksiinkin.

Kun aurinkopaneeleiden avulla rakennetaan aurinkosähköjärjestelmä, voidaan energiaa tuottaa järkevästi. Aurinkosähköjärjestelmään kuuluu paneeleiden lisäksi yleisesti invertteri, akku, johdotukset sekä joskus säätimet, joiden avulla paneeleiden asentoa voidaan säädellä esimerkiksi vuorokauden- tai vuodenajan mukaan parhaimman mahdollisen sähkötehon tuottamiseksi.

Aurinkopaneelit luokitellaan niiden tuottaman sähkötehon mukaan standardiolosuhteissa. Yksittäisen aurinkopaneelin tuottama teho vaihtelee 100 watista 500 wattiin riippuen vallitsevista olosuhteista. Aurinkopaneeleiden hyötysuhde vaihtelee useimmiten noin 10 prosentista 20 prosenttiin. 10 prosentin hyötysuhteella toimiva paneeli vaatiii kaksinkertaisen pinta-alan 20 prosentin paneeliin verrattuna saman sähkötehon tuottaakseen.

Aurinkopaneeleita käytetään perinteisten mökkiasennusten lisäksi myös monessa muussa eri käyttökohteessa. Aurinkopaneeleilla voidaan saada virtaa esimerkiksi kannettavalle tietokoneelle, puhelimelle tai avaruusasemalla. Tämä artikkeli ja sivusto käsittelee aurinkopaneeleita kuitenkin näkökulmasta, jossa aurinkopaneeleita asennetaan ja käytetään energiantuotantoon tavallisen sähköverkon tapaan normaaliin elämiseen.

Toimintaperiaate

Aurinkopaneelit tuottavat sähköenergiaa auringon säteilystä. Suurin osa aurinkokennoista ja näin ollen myös aurinkopaneeleista hyödyntää sähköntuotantoon joko monikiteistä piitä tai ohutkalvoa. Yksittäiset kennot on yhdistetty toisiinsa ja muodostavat näin ollen aurinkopaneelin.

Aurinkopaneeleita rakennettaessa otetaan huomioon kennojen suojaus esimerkiksi kosteudelta ja sääilmiöitä. Suurin osa aurinkopaneeleista ei taivu, mutta myös taipuvia ohutkalvosta valmistettuja aurinkokennoja on saatavilla.

Aurinkokennot voidaan kytkeä toisiinsa joko rinnan tai sarjan, riippuen siitä, minkälaista käyttöä varten aurinkopaneelia käytetään. Sarjaankytkentää käytetään halutun loppujännitteen saamiseksi, kun taas rinnankytkentää tarvittavan virran saamiseksi. Samassa aurinkopaneelissa on usein rinnan ja sarjaankytkettyjä kennoja.

Suorituskyky ja elinikä

Aurinkopaneeleita voidaan luokitella moneen eri kokoluokkaan niiden sähköisten ominaisuuksien perusteella.Tärkemmät attribuutit aurinkokennossa ovat sen teho (P, yksikkönä W), jännite sekä hyötysuhde.

Teho kertoo sähköteknisesti sen, kuinka paljon tehoa aurinkokenno pystyy tuottamaan. Suurempi teho mahdollistaa suuremman kulutuksen ja nopeamman akuston latauksen. Usein teho on se, mitä katsotaan ensimmäisenä aurinkopaneelia ostettaessa, mikä onkin järkevää sopivan aurinkopaneelijärjestelmän valitsemiseksi.

Jännitettä tarvitaan erityisesti silloin, kun aurinkopaneelia käytetään lataamaan suoraan akkua. Tämän avulla voidaan tietää, minkä jännitteistä akkua aurinkopaneeli on suunniteltu lataamaan. Vaikka tämä ei kerro täysin tarkkaa tietoa paneelista, voidaan sen avulla nopealla vilkaisulla todeta, ovatko laitteistot yhteensopivia keskenään.

Hyötysuhteella tarkoitetaan sitä, että kuinka paljon auringon säteilystä voidaan muuttaa varsinaiseksi sähköenergiaksi. Parhaimmat aurinkopaneelit pääsevät kokonaisuudessaan hieman yli 20 prosentin hyötysuhteeseen, mutta varsinkin kuluttajakäyttöön suunnatut edullisemmat mallit eivät pysty tähän samaan. Tällä on varsinaisesti merkitystä vain siinä, että huonomman hyötysuhteen omaavat mallit ovat pinta-alaltaan vastaavasti suurempia saman sähkötehon tuottamiseksi.

Aurinkopaneelien tulee kestää lämpöä, kylmyyttä, tuulta sekä sadetta useiden vuosien, jopa vuosikymmenien ajan. Monet monipii-rakenteisten kennojen valmistajat antavat aurinkopaneeleille kymmenen vuoden toimintatakuun, jona aikana suorituskyky pysyy 90 % sisällä alkuperäisestä. Useimmiten tavallisten aurinkopaneelien suorituskyky laskee vuodessa noin 0,5 %, joten saadun tehon määrä ei tipu kovin radikaalia vauhtia, jos ei huomioida paneelien eliniän viimeisiä vuosia.

Hinta

Aurinkopaneelien hinta riippuu suuresti siitä, että kuinka suuri tilauserä on kyseessä. Sähköntuottajat saavat aurinkopaneeleita kuluttajia edullisemmin käyttöönsä.

Lisäksi Suomen sääolot heikentävät aurinkopaneelien hinta-tehosuhdetta. Suomen valoisuuden ollessa etelässä noin Iso-Britannian tasolla, voidaan arvioida että myös hinta-tehosuhde pysyy suurinpiirtein samana.