Aurinkosähkö
Aurinkosähköjärjestelmiä käytetään sähkön tuottamiseen alueilla, joilla ei ole käytössä sähköverkkoa tai asennettuna rakennuksiin tuottamaan sähköä suoraan sähköverkkoon. Aurinkosähkö on hiljaista ja päästötöntä eikä järjestelmissä ole liikkuvia, kuluvia osia. Huoltoa ei käytännössä juuri tarvita. Auringonpaiste on aurinkosähköjärjestelmän ainoa polttoaine.
Aurinkosähköjärjestelmän ytimenä ovat aurinkokennot, jotka muuttavat auringon säteilyn tasavirtasähköksi. Teknologiaa kutsutaan photovoltaicsiksi tai lyhyesti PV:ksi. Sarjaan asennettuina aurinkokennot muodostavat aurinkopaneelin. Aurinkopaneeleista tehdään järjestelmäkokonaisuuksia kunkin tarpeen mukaisesti.
Verkkoonkytketyissä aurinkosähköjärjestelmissä aurinkopaneeleista muodostettu paneelisto syöttää tasavirtaa vaihtosuuntaajaan, joka syöttää sähköä vaihtovirtana eteenpäin sähköverkkoon. Kaikki oman kulutuksen ylittävä tuotanto siirretään sähköverkkoon.
Useimmissa verkkoonkytkemättömissä järjestelmissä aurinkopaneelit syöttävät tasavirtaa akustoon lataussäätimen kautta. Kulutuslaitteet saavat sähköä akustosta tarpeen mukaan. Mikäli tarvitaan vaihtosähköä, vaihtosuuntaajaa voidaan käyttää jännitetason nostamiseen ja tasavirran muuntamiseen vaihtovirraksi. Joissakin verkkoonkytkemättömissä järjestelmissä ei ole akustoa vaan kulutuslaitteet on kytketty suoraan aurinkopaneeleihin. Tällaisia laitteita ovat mm. vesipumpu ja tuulettimet.
Aurinkosähkö kehitettiin 1950-luvulla avaruusalusten käyttöön. Vielä tänä päivänä aurinkosähköä käytetään vastaavalla tavalla sateliittien tarvitseman sähkön tuottamiseen. Teknologiaa kehitettiin edelleen 1970- ja 1980-lukujen aikana ja toimiala kasvoi tarjoamaan ratkaisuja myös maanpäällisiin sovelluksiin. Viimeisten vuosien aikana kehitys on ollut nopeaa ja kustannusten lasku dramaattista. Toimialan keskimääräinen kasvu on ollut viimeisen kymmenen vuoden aikana yli 40% vuodessa. Rakennuksiin asennetuista ja verkkoon sähköä syöttävistä aurinkosähköjärjestelmistä on tullut arkipäivää.
Aurinkosähköä ei pidä sekoittaa aurinkolämpöön, jossa auringonpaistetta hyödynnetään veden lämmittämiseen. Tämä on kaiken kaikkiaan täysin eri teknologia.
Itsenäinen järjestelmä
Itsenäisiä aurinkosähköjärjestelmiä käytetään siellä missä sähköverkkoa ei ole, sähköverkko on epäluotettava tai siihen liittyminen ja sen käyttäminen on liian kallista. Tällaiset järjestelmät on varustettu lähes poikkeuksetta akustolla, johon sähköenergiaa varastoidaan.
Itsenäisissä järjestelmissä on yksi tai useampia aurinkopaneeleita asennettuna kohti aurinkoa sekä akusto sähkön varastointia varten. Järjestelmä voi olla iso tai pieni kuormasta riippuen. Päivällä aurinkopaneelit tuottavat riittävästi energiaa kulutustarpeisiin sekä akuston lataamiseen. Yöllä kulutustarpeet hoidetaan akustosta. Aurinkopaneelien koko ja määrä riippuvat siitä paljonko sähköä päivittäin tarvitaan. Lataussäädin on välttämätön estämään akuston ylilatautuminen, ylikuumentuminen, akkuveden vähentyminen sekä akuston eliniän tarpeeton lyheneminen.
1 Aurinkopaneeli 2 Lataussäädin 3 Sulakerasia 4 Akusto 5 Kuorma
Verkkoonkytketty järjestelmä
Sähköverkkoon kytketyissä järjestelmissä aurinkopaneelien tuottama tasavirta muutetaan vaihtosuuntaajalla vaihtovirraksi, joka syötetään normaaliin sähköverkkoon. Aurinkopaneelit voidaan asentaa joko uudiskohteisiin tai jälkikäteen rakennusten katoille tai seiniin. Ne voidaan asentaa myös maahan. Verkkoon kytkettyjen järjestelmien koot vaihtelevat pienistä kotitalousjärjestelmistä suuriin aurinkovoimaloihin.
Kaupallisten ja julkisten rakennusten sähkönkulutus ajoittuu tyypillisesti hyvin yhteen aurinkosähköjärjestelmän tuotannon kanssa. Tämä tarkoittaa sitä, että sähkö voidaan kuluttaa suurelta osin samassa rakennuksessa kuin missä se tuotetaan. Kulutuksen ylittävä sähkö voidaan syöttää sähköverkkoon. Aurinkosähköjärjestelmä siis vähentää rakennuksen sähköntarvetta tai jopa ylittää sen. Mikäli sähköverkko on epäluotettava, aurinkosähköjärjestelmään voidaan liittää akusto turvaamaan sähkönsaanti myös sähkökatkojen aikana.
1 Aurinkopaneelit
2 Kytkentärasia
3 DC kytkin
4 Invertteri
5 AC kytkin
6 Energiamittari
7 Jakorasia
8 Verkkoon liityntä
