Aurinkolämpöjärjestelmä: koko ja suunnittelu

Periaatteessa mikä tahansa katto sopii aurinkolämpöjärjestelmälle. Katon kaltevuuden ja suuntauksen on kuitenkin oltava oikea. Etelään suuntautuva kattopinta muodostaa hyvän perustan, ja sen pitäisi olla varjostamaton. Auringon matalasta asennosta johtuvia vähäisiä aamu- tai iltahäviöitä voidaan sietää. Muuten asennus on mahdollista sekä tasakatoille että harjakatoille. Viessmannin aurinkolämpöjärjestelmä voidaan kuitenkin asentaa myös suoraan rakennuksen julkisivuun.

Suomen laki sallii aurinkokeräinten ja -paneelien asennuksen ilman kunnan myöntämää toimenpide- tai rakennuslupaa. Poikkeuksena ovat rakennukset,  jotka ovat suojeltuja ja joilla on ympäristönsuojelusääntöjä. Lisäksi aurinkopaneelien ja -keräimien osalta toimenpidelupa tarvittaisiin lähtökohtaisesti vain silloin, kun kyse on kaupunkikuvaan tai ympäristöön merkittävästi vaikuttavan aurinkopaneelin tai -keräimen asentamisesta tai rakentamisesta. Jos olet epävarma tarvitsetko toimenpidelupaa, ota yhteyttä asiasta vastaavaan toimistoon ennen ostopäätöstä.

Aurinkokeräimet keräävät energiaa aina, kun auringonsäteet osuvat niiden pintaan. Talvella aurinko on luonnollisesti alempana horisontissa eli auringonpaistetuntien määrä on myös pienempi talvella, sekä marras-joulukuussa hyvin vähäinen.

Tämä on aina otettava huomioon ennen aurinkolämpöjärjestelmän asentamista. Viessmannin aurinkokeräimissä on useita asennusvaihtoehtoja. Jos kattoasento on epäsuotuisa, julkisivuasennus voi olla ratkaisu. Tällöin asennuspaikaksi on kuitenkin valittava se julkisivun osa, joka altistuu päivän aikana eniten auringolle. Periaatteessa keräinten kaltevuutta ja keräinpintojen kokoa voidaan säätää niin, että myös talvella saadaan verrattain merkittävä tuotto. Aurinkolämpöjärjestelmä ei voi kuitenkaan olla ainoa lämmitysjärjestelmä talvella Suomessa vaan loput energitarpeesta täytyy tuottaa muilla energiamuodoilla.

Aurinkolämpöjärjestelmän vaatima huoltotyö on vähäistä verrattuna muihin lämmitysjärjestelmiin. On kuitenkin suositeltavaa teettää vuosittainen tarkastus. Tarkastuksessa tarkastetaan esimerkiksi järjestelmän paine ja pumput. Lisäksi pääkomponentit olisi tarkastettava silmämääräisesti 3-5 vuoden välein. Tässä tarkastuksessa urakoitsija ei tarkastele ainoastaan keräimiä vaan myös kaikkia muita putkistoja, liittimiä ja muita osia.

Aina kun lämmitysjärjestelmä täytetään, keruupiiriin johdetaan ilmaa. Lämmönsiirtoaine syrjäyttää tämän ilman suurelta osin. Pieni osa jää ja on myös itse väliaineessa, mutta vapautuu vasta korkeammissa lämpötiloissa. Keruupiirissä oleva ilma aiheuttaa melua ja voi vaikuttaa merkittävästi aurinkokeräinten asianmukaiseen virtaukseen. Toisin kuin muissa lämmitysjärjestelmissä, järjestelmää ei ole mahdollista ilmata sen korkeimmassa kohdassa (eli keräimen kohdalla) sen ollessa toiminnassa. Sen sijaan käytetään ilmanpoistoventtiileitä, jotka avataan tai suljetaan joko manuaalisesti tai automaattisesti. Niiden olisi sijaittava mieluiten virtauksessa ja ennen kaasupullon sisääntuloaukkoa.

Aurinkolämpöjärjestelmän puskurisylinteri voi aurinkoisempina kuukausina kyllästyä niin, ettei se enää kykene imemään lämpöä keräimistä. Tarjonta ylittää kysynnän. Jos ohjausyksikkö kuitenkin havaitsee tämän, se keskeyttää aurinkokierron ajoissa. Lämpötilan pysähtyminen on aurinkolämpöjärjestelmän normaali toimintaprosessi - aurinkoneste alkaa haihtua noin 140-150 celsiusasteen lämpötilassa. Paine järjestelmässä nousee edelleen kasvavan tilavuuden vuoksi, ja keräinneste pakotetaan kalvopaisunta-astiaan (DEV). Keräimiin jää vähän tai ei lainkaan nestettä. Ne täyttyvät uudelleen vasta, kun lämpötila laskee. Aurinkonesteen tiivistymisen seurauksena järjestelmän paine laskee jälleen ja väliaikaisesti DEV:hen varastoitunut neste virtaa takaisin. Jos lämpöä tarvitaan, aurinkolämpöjärjestelmä käynnistyy uudelleen. On tärkeää, että aurinkolämpöjärjestelmä on suunniteltu pysähtymistä varten ja että sitä huolletaan säännöllisesti. Näin voidaan tarkistaa keräinnesteen kunto, sillä prosessi voi vaikuttaa siihen.

Aurinkoenergian osalta mielenkiintoinen kysymys on se, kuinka suuri osuus todellisuudessa on hyödynnettävissä olevasta auringon säteilystä. Absoluuttisesta 1367 W/m²:n säteilytasosta (aurinkovakio) maanpinnalle saapuu maapallon ilmakehän ansiosta enintään noin 1000 W/m². Sitä osaa säteilystä, joka osuu maahan, kun taivas on kirkas, kutsutaan suoraksi säteilyksi. Jos auringonvalo kulkee pilvien läpi, se hajoaa ja sitä kutsutaan hajasäteilyksi. Hajasäteilyn ja suoran säteilyn summaa kutsutaan globaali säteilyksi.

Auringon kattavuus kuvaa lämmöntuotantoon tarvittavan energian ja hyödynnettävissä olevan aurinkolämmön suhdetta. Mitä suurempi on auringon kattama osuus, sitä pienempi on tavanomaisen järjestelmän tuottama energiamäärä. Auringon kattavuuden laskentaperusteena on aina kunkin lämmöntuottajan vuodessa tuottama lämpömäärä (eikä sen teho).

Hyötysuhde kuvaa säteilytetyn energian ja hyödynnettävän aurinkolämmön suhdetta. Korkeat lämpötilat ja pitkät tyhjäkäyntijaksot vähentävät hyötysuhdetta. Hyötysuhde vaikuttaa suoraan keräinjärjestelmän ominaissaantoon. Se kertoo, kuinka paljon käyttökelpoista lämpöä aurinkolämpöjärjestelmä voi tuottaa vuodessa keräinpinta-alan neliömetriä kohden. Pääsääntöisesti mitä suurempi on ominaissaanto, sitä korkeampi on järjestelmän hyötysuhde.