Aurinkovoimaloiden sähkösuunnittelu ja -asennus vaatii ammattitaitoa, jotta aurinkovoimala on turvallinen ja asennus voidaan tehdä kustannustehokkaasti. Myös aurinkovoimalan tasasähköpuolen asennukset vaativat urakointioikeutta pienjännitesähköasennuksiin. Asennustyötä tekevän yrityksen urakointioikeuden voi tarkistaa TUKESin julkisesta rekisteristä. Aurinkovoimalan suunnittelun tärkeimpänä lähtökohtana Solarigossa on, että järjestelmä ei vaikuta kiinteistön normaaliin toimintaan tai aiheuta vaurioita kiinteistölle tai sen ympäristölle. Suunnittelu on syytä tehdä huolellisesti, sillä järjestelmän täytyy kestää yli 30 vuoden käyttöikä Suomen vaihtuvissa olosuhteissa.
Voimalakoon määrittäminen ja komponenttien valinta
Aurinkovoimalan suunnittelun alkaessa voimalan koko määritellään kiinteistön sähkönkulutuksen ja asennukseen sopivan pinta-alan mukaan. Tässä vaiheessa haetaan myös tarvittavat rakentamisen luvat, selvitetään rakenteiden kantavuus ja suunnittelussa noudatetaan saatuja ohjeita ja mahdollisia rajoitteita. Esimerkiksi kattoasennuksissa on mahdollista, että paneeleja voidaan sijoittaa vain tietylle alueelle katolla tai tietyn verran. Seuraavaksi valitaan voimalalle sopivankokoinen invertteri tai invertterit. Kustannustehokkuuden näkökulmasta invertterit kytketään sopivan täyteen aurinkopaneeleja niin, että paneelien huipputeho on noin 20 % suurempi, kuin invertterien nimellisteho. Monet invertterimallit on suunniteltu kestämään jopa 50 % ylimitoitettua paneelitehoa ja ainoa haitta paneelitehon ylimitoittamisesta on, että invertteri rajoittaa kokonaistehontuotantoa silloin, kun paneelit tuottavat tehoa enemmän, kuin invertterin nimellistehon verran. Suomessa paneeleista saadaan vain harvoin ulos niiden täysi huipputeho, jolloin invertterin rajoittava vaikutus kokonaistehontuotantoon ei ole niin merkittävä.
Valitun invertterimallin maksimivirran perusteella selvitetään, onko kiinteistön sähkökeskuksessa riittävän suuria keskuslähtöjä käytettävissä. Tehokkaimmat tavalliseen 400 voltin sähköjärjestelmään liitettävät invertterit tarvitsevat n. 200A keskuslähdön. Tarvittaessa kiinteistöön voidaan tehdä sähkökeskukseen laajennus tai erillinen aurinkosähkökeskus. Useimmissa kohteissa löytyy riittävät keskusvaraukset.
Aurinkovoimalan komponenttien sijoittaminen
Seuraavaksi määritetään aurinkovoimalan komponenttien sijoittelu. Huomioitavana ovat invertterien, käytettävissä olevien kaapelireittien, sähkökeskuksen ja paneelien sijainti. Koko järjestelmän suunnittelussa pyritään huomioimaan yhtenäinen kokonaisuus niin, että AC ja DC kaapeloinnit ovat mahdollisimman lyhyitä, mikä laskee kustannuksia ja tehohäviöitä. Myös aurinkopaneelit pyritään sijoittamaan mahdollisimman yhtenäiseksi kokonaisuudeksi. Toisinaan kattoasenteisten paneelien layoutissa on tehtävä kompromisseja sopivan asennuspinta-alan tai rakennekestävyyden vuoksi.
Komponenttien sijainnin ja kaapelien reitityksen perusteella määritetään tarvittavat kytkinlaitteet, kaapelien mitoitus ja maadoitukset voimassa olevien sähköasennusstandardien mukaisesti. Lopullisessa suunnittelussa tehdään piirikaavio, maadoituskaavio ja paneelikentän sijoittelu- ja johdotuspiirustus, joiden perusteella asennus tehdään. Tässä vaiheessa sähkösuunnittelu on tehty ja voimala on asennusta vaille valmis. Asennuksen jälkeen suunnitelmat tarkennetaan vielä loppupiirustuksiksi, sekä lisätään tehdyt muutokset myös kiinteistön alkuperäisiin sähköpiirustuksiin. Aurinkosähköjärjestelmän käyttöönottotarkastus ja dokumentointi tehdään niitä koskevien standardien mukaisesti.
Laadukkaan ja turvallisen asennustyön varmistaminen
Aurinkovoimalan sähkötöiden kokonaisuudesta vastaa sähkötöiden johtaja, jonka lakisääteisenä velvoitteena on vastata yrityksen sähköasennustoiminnan turvallisuudesta ja lakien ja säädösten mukaisuudesta. Lisäksi varsinaista asennustyötä tekevässä tiimissä on työnaikainen sähköturvallisuuden valvoja, joka on asennuskohteessa läsnä ja valvoo sähkötöiden tekemisen turvallisuutta, sekä sähköasennusten laatua ja ohjeidenmukaisuutta. Nimellisvirraltaan yli 35A järjestelmille tilataan myös 3. osapuolen varmennustarkastus.
Aurinkovoimaloiden sähköasennuksessa tärkeintä on varmistua asennustyötä tekevien henkilöiden pätevyydestä ja perehdytyksestä, sillä tyypillisimmät viat aurinkovoimaloissa johtuvat inhimillisistä asennusvirheistä. Perehdytämme asentajamme huolellisesti ja huolehdimme kaikkien asentajien ammattitaidosta ja sähkötyöturvallisuus- ensiapu- ja työturvallisuuskoulutusten voimassaolemisesta.
Kirjoittaja on Solarigo Systemsin sähkötöiden johtaja, sähkötekniikan insinööri Arttu Yliaho. Artulla on vankka kokemus sekä aurinkosähköjärjestelmien asennuksesta että sähkösuunnittelusta.
