Sähköä taivaalta – näin sujui aurinkopaneelijärjestelmän asennus sähköttömälle kesämökille

90 watin aurinkopaneeli on melko huomaamattoman kokoinen, mutta riittää tuottamaan valaistuksen ja kännykän latauksen tarvitseman virran seuraavan aurinkoisen päivän aikana. Kuva: Tapio Vesterinen

1990-luvun alussa rakennetun kesämökin käyttöaste jatkoi laskuaan vuosi vuodelta. Syysiltojen pimeyden ja öljylamppuihin ja kynttilöihin perustuvan valaistuksen vuoksi saunominen kävi työlääksi. Sisätiloissa kynttilät ja lyhdyt toimivat jotenkuten, mutta ulkovalojen toteuttaminen osoittautui turhan haastavaksi.

Sähköliittymä jäi mökin rakentamisen aikaan hankkimatta, sillä vaihtoehtoina olisi ollut tuolloin erämaajärven maiseman pilaava ilmakaapeli vastarannalta tai kuukiviä maksanut kahden kilometrin sähkölinja päätien varresta.

Ratkaisu valaistusongelmaan löytyi aurinkopaneelista, joiden hinnat ovat viime aikoina laskeneet varsin kohtuulliselle tasolle. Aurinkosähköjärjestelmän rakentamiseen päätettiin ryhtyä agraarinäkökulmasta. Valmiit asennuspaketit kun sisälsivät lähinnä kalliita säädettäviä telineitä ja muutaman metrin johtoa. Paneeli akkuineen ja säätimineen hankittiin autotarvikeliikkeestä, kaapelit sähkötukusta ja valaisimet sieltä mistä sopivasti saatiin.

Pienen aurinkopaneelijärjestelmän asentaminen on sallittua ilman sähköasennuslupia, kunhan järjestelmää ei liitetä sähköverkkoon. Yleensä toimenpide- tai rakennuslupiakaan ei tarvita pienimuotoisissa asennuksissa, mutta käytännöt on hyvä selvittää etukäteen oman kunnan rakennusviranomaisilta.

Koska projektin kanssa ei pidetty kiirettä, järjestelmä koekasattiin konehallin työpöydälle yhden syksyn ja talven ajaksi. Näin muodostui toimiva testialusta erilaisten valaisimien kokeiluihin ja epäilykset järjestelmän toimivuudesta hälvenivät jo etukäteen.

Koska valaistuksen tarve painottuu hämärään loppukesään, hankittiin järjestelmään 100 ampeeritunnin veneakku. Veneakku on muutoin sisuskaluiltaan vastaava kuin vapaa-ajan akku, mutta se kestää lisäksi 60 asteen kallistuksen. Samaa akkua käytetään valaistuksen lisäksi myös sähköperämoottorin voimanlähteenä, minkä vuoksi akun on hyvä kestää myös siirtelyä ja veneeseen retuuttamista.

Perinteistä starttiakkua ei parane käyttää pitkäaikaisesti aurinkopaneelijärjestelmissä, sillä starttiakut on suunniteltu antamaan lyhytaikaisesti hyvin suuria virtoja ja valaistusjärjestelmäkäytössä akun syväpurkautuminen saattaa tuhota akun hyvinkin nopeasti.

Aurinkopaneeli asennettiin päiväauringon puoleiselle rantakalliolle siten, että kaapelivetoa oli lataussäätimelle mahdollisimman lyhyen matkan. Paneelin optimaalinen kallistuskulma on Suomessa 35–45 astetta, mutta 30–60 asteen välimaastossa sähköntuotto poikkeaa kuitenkin vain muutamia prosentteja optimista.

Keskikesällä aurinko paistaa korkealta, keväällä ja syksyllä matalemmalta. Paras vaihtoehto olisi säätää kallistuskulmaa vuodenajan mukaan, mutta tässä tapauksessa paneeli asennettiin kiinteästi noin 45 asteen kulmaan.

Järjestelmän hermokeskukseksi rakennettiin kaappi, johon asennettiin lataussäädin, akku ja sähkökytkennät sulakkeineen. Järjestelmään hankitun lataussäätimen suurin latausvirta on 10 ampeeria, joten 10 ampeerin sulake valittiin myös päävarokkeeksi.

Valaistuksessa käytettyjen led-valojen hyvä puoli on niiden hyvin pieni virrankulutus, mistä johtuen valaistuksen osalta pärjättiin 3 ampeerin varokkeilla. Varmuuden vuoksi järjestelmään asennettiin päävirtakatkaisijaksi myös rele, jonka avulla kaikki sähköt saadaan katkaistua yhdestä valokatkaisijasta.

Lataussäätimen ja kuorman väliin asennettiin sähkön kulutusmittari, jolla energiankulutusta ja latausvirran riittävyyttä voidaan arvioida. Paneeliksi valikoitui hinta–laatusuhteeltaan järkevä, noin 120 euron hintainen 90 watin monikidepaneeli. Teoreettinen virran maksimituotto paneelille on hieman yli 5 ampeeria, johon ei kuitenkaan Suomessa käytännössä koskaan päästä.

Mökin sisällä johdotukset toteutettiin normaaleilla, tosin ruskeanvärisillä MMJ-kaapeleilla. Siirtymä oleskelutilan puolelta saunatiloihin tehtiin 5-napaisella kaapelilla, lyhyemmät vedot taasen 3-napaisella. Jännitehäviöiden minimoimiseksi kaikki käytetyt kaapelit olivat 2,5-neliömillisiä.

Mökkiin kului 3-napaista kaapelia lähes täyden kelan, eli 50 metrin verran, 5-napaista käytettiin vajaat 10 metriä. Naulakiinnikkeitä naputeltiin seiniin hieman yli 200 kappaletta.

Johtojen vedot pyrittiin toteuttamaan mahdollisimman huomaamattomasti. Esimerkiksi ulkovalojen kaapelit tuotiin erikseen porattujen reikien sisään ikkunan verhouslautojen välistä. Koko projektissa tarvitsikin porata vain kolme reikää hirsiseiniin.

Koska MMJ-kaapelit on suunniteltu vaihtovirtajärjestelmiin, kaapeleiden väritykset eivät sovi suoraan tähän käyttötarkoitukseen. Johtoja asentaessa pyrittiin toimimaan mahdollisimman johdonmukaisesti, eli suojamaajohdinta pyrittiin käyttämään mahdollisuuksien mukaan maadoitusjohtimena.

Virtojen ollessa pieniä 3-napaisella kaapelilla voidaan toteuttaa kaksi eri virtapiiriä samalla kaapelilla, kun käytetään samaa maajohdinta. Näin saatiin esimerkiksi ruokapöydän päällä olevat omasta katkaisijastaan kytkettävät valot ja tiskipöydän päällä oleva jatkuvaa virtaa nauttiva valaisin johdotettua yhdellä kolminapaisella kaapelilla.

Pehmeämpien autosähkökaapeleiden kanssa työskentelyyn tottuneelle oli yllättävän haastavaa keksiä jakorasioiden asentamisen niksi. Rasian sisällä olevien johtimien päät sai ruuvata sokeripalaan vaikka kuinka tiukasti yhteen, mutta aina toinen kaapeli pomppasi pois liittimestä, kun komeus painettiin rasian sisälle.

Ratkaisuksi selvisi onneksi nopeasti johtimien taivuttelu tai katkaiseminen saman mittaiseksi, jotta johtimien jännitykset eivät kiskaise johdinta irti niiden asennon muuttuessa.

Nykyaika tuo helpotusta myös aurinkosähköjärjestelmien valaisinten valintaan. Siinä, missä vuosikymmen tai kaksi sitten jouduttiin käyttämään joko kalliita erikoispolttimoita tai auton parkkilyhtyjä, on nyt kympillä saatavilla normaaliin E27-kantaan sopivia 12 voltin jännitteellä toimivia led-lamppuja.

Niiden ansioista valaisimina voidaan käyttää vaikkapa muodista poistuneita jalkalamppuja tai kaupasta löytyviä uutuustuotteita. 4-wattinen polttimo kuluttaa vain noin 0,3 ampeeria virtaa ja vastaa valoteholtaan 40 watin hehkulamppua.

Saunatiloissa pukuhuone valaistiin kattopaneeliin porattuihin 32-millisiin reikiin asennetuilla 3 watin led-spoteilla. Yllätys oli suuri, kun kolmen valaisimen taktiikalla valoa todettiin olevan liikaa melko pieneen pukuhuoneeseen. Keskimmäisen lampun poistamisella liiasta kirkkaudesta onneksi päästiin eroon.

Ulkovalo tilattiin kokeeksi kiinanmaalta ja lopputulokseen oltiin tyytyväisiä. Reilun vitosen hintainen, perinteiseltä ”rosvovalolta” näyttävä 10-wattinen ledivalo valaisee parkkipaikan riittävän laajalti olematta kuitenkaan liian kirkas.

Ruokapöydän päälle haluttiin tunnelmasyistä ledivaloa lämpimämpää valoa tuottava hehkulamppu, joka löytyi sähköliikkeestä sopivine kantoineen noin kympillä. Valo on kieltämättä miellyttävä, mutta yksi hehkulankapolttimo kuluttaa lähes yhtä paljon virtaa kuin koko mökin muu valaistus!

Yksinkertaisen aurinkopaneelijärjestelmän toteutus onnistui noin tuhannen euron kustannuksin parin tehokkaan päivän työpanoksella. Hieman yllättäen itse akku, paneeli ja lataussäädin muodostivat vain noin neljäsosan kokonaiskustannuksista. Lähes puolet kustannuksista kertyi kaapeleista ja johdoista.

Aurinkosähköjärjestelmä on kuitenkin lisännyt mökin käyttöä selvästi, sillä varsinkin syksypuolella aiemman kynttilöiden kanssa turaamisen sijaan valojen sytyttämiseen kuluu aikaa enää valokatkaisijan painalluksen verran. Riittävän suuren akun ansiosta suhteellisen pienikin paneeli riittää tuottamaan seuraavana päivänä illalla kulutetun ampeerimäärän verran sähköä.

Varoituksen sanana akku kannattaa kuitenkin tuoda mökiltä talveksi lämpimään, sillä talveksi mökkiin unohtuneen akun havaittiin kevään ensimmäisellä käynnillä pullistuneen iloisesti pilalle jäädyttyään.

Nälkä kasvaa syödessä ja tämän kesän projektina onkin sähköistää pihapiirissä olevat ulkohuusi-liiterirakennus ja saunarakennus.

12 voltin järjestelmiin saa myös ”rosvovalon” tyyppisiä ulkovaloja, joiden valoteho riittää mainiosti. 10 wattinen lamppu vie virtaa vajaan ampeerin, jonka vastineeksi saadaan miellyttävä ja laaja valokuvio. Kuva: Tapio Vesterinen

Tyyliin sopivat kupariset ulkovalaisimet 12 voltin polttimoilla tekevät mökin lähistöllä liikkumisesta mukavaa myös hämärään aikaan. Valotehoa syntyy lähes naurettavan pienellä virrankulutuksella. Kuva: Tapio Vesterinen

12 V järjestelmiin soveltuvien valaisinten tarjonta on lisääntynyt huimasti ja hinnat ovat tulleet alas. Kuvan 6,3-wattinen lediputkivalo (8,50 euroa) sopii tiskipöydän valaisuun, 3-wattinen ledispotti (6,90 euroa) uppoasennuksiin ja 6 watin ledlamppu (7,20 euroa) normaaliin E27-kantaan vaikka kattovaloksi. Kuva: Tapio Vesterinen

Paneelijärjestelmään asennettiin kulutusmittari, joka kertoo akun jännitteen ja kulloinkin akulta otettavan virran. Edelliskesänä valaistukseen ja akun lataukseen otettiin taivaalta 3,5 kWh. Kuva: Tapio Vesterinen

Lataussäädin muuttaa paneelilta paisteen mukaan vaihtuvan jännitteen 12 V akulle sopivaksi. Koko järjestelmän virta kulkee vieressä näkyvän releen läpi, jota operoidaan valokatkaisijalla. Näin koko systeemi saadaan kytkettyä irti ja vain lataussäädin ja akku jäävät toimintaan. Kuva: Tapio Vesterinen

Johtojen vedot tehtiin mahdollisimman huomaamattomasti. Valokatkaisijat asennettiin oven verhouslautoihin ja seinän toisella puolella oleville ulkovaloille vedettiin johdot ikkunan verhouslautojen takaa. Näin huomio kiinnittyy ennemmin trofeekokoelmaan kuin johtoihin. Kuva: Tapio Vesterinen

Nurkkaan tehtiin pistorasiat auton tupakansytyttimen pistokkeista, samasta pistokkeesta saavat virtansa niin lukuvalo kuin kännykkälaturikin. Kuva: Tapio Vesterinen

Saunaosaston pukuhuoneeseen asennettiin kolme kolmewattista ledispottivaloa. Lopputulos oli liian kirkas, ongelma poistunee keskimmäisen valon poistamalla. Kuva: Tapio Vesterinen