Esittelen tässä artikkelissa Ouluun 2023 rakennetun aurinkosähkövoimalan osallistujien valokuvien avulla. Projekti itse asiassa alkoi jo syksyllä 2022, mutta 2022 aurinkosähköosien toimitusten haasteiden takia varsinaiseen rakentamiseen päästiin vasta 2023 keväällä. Tällä hetkellä aurinkosähkövoimalan osien saatavuus on hyvä ja toimitukset tapahtuvat jälleen ilman viiveitä.
Tämän aurinkovoimalan tekniikka käsittää seuraavat komponentit:
- SMA Sunny Tripower 5.0 -kolmivaiheinvertteri
- Schletter-kiinnitysteline profiilipeltikatolle
- 6mm2 PV1-F -tyyppinen tasajännitekaapeli
- 19 x Heckert NeMo 4.1 80M 390 -aurinkosähköpaneelit, yksikidepaneeli
Voimalan aurinkopaneeliston kokonaisteho on 7410Wp, johon invertteri on mitoitettu ilman laajennusvaraa. Invertterin mitoitus tapahtuu hyväksyttävää vuosituotannon leikkausta vertaillen. Voimalassa käytettiin Heckertin suurivirtaista (17A) ja pienijännitteistä (25V) suurempien voimaloiden paneelia osallistujan toivomuksesta.
Kun itse katsoin valokuvat ensimmäistä kertaa läpi niin kaksi ensimmäistä mietettä, jotka niistä tulivat päähäni olivat seuraavat. Nämä valokuvathan ovat kuin asennusohje, niin tarkasti eri asennusvaiheista oli otettu kuvia. Nyt on onnistuttu voimalaprojektin ja aurinkosähkövoimalan kanssa lähes 100%:sesti.
Ideointi ja suunnittelu
Ennen aurinkosähköprojekin toteutusvaihetta on aina ideointivaihe, jossa Aurinkovirta-osallistuja kertoo millaista voimalaa hän on ajatellut, miksi hankkii aurinkosähkövoimalan ja millaisella budjetilla ja aikataululla ollaan liikkeellä. Voimalan voi rakentaa joko heti valmiiksi, tehdä sen kahdessa osassa tai jakaa voimalaprojektin useamman vuoden ajalle.
Olen aikaisemmin kirjoittanut paljon ideointi- ja suunnitteluvaiheesta ja keskityn tässä artikkelissa osallistujan kuvasarjan mukaisesti kiinnitystelineen rakentamiseen ennen alumiiniprofiilien asennusta. Aurinkovoimalan suunnitteluun kuuluu aina, kun voimala tehdään asianmukaisesti, kiinnitystelineen lujuuslaskenta, jolla varmistutaan, ettei kattoa vahingoiteta, teline kestää, aurinkopaneelit kestävät kiinni telineen päällä ja telineessä ei käytetä liikaa eikä liian vähän osia. Suunnitteluun kuuluu myös aurinkopaneelien ja invertterin mitoitus sekä näiden sovitus toisiinsa. Paneeleita on erilaisia, eikä jollakin paneelilla toteututtua rakaisua voi yleistää kaikkiin nyt myytäviin aurinkopaneeleihin. Kokenut suunnittelija osaa auttaa oikean aurinkopaneelin valinnassa.
Projektin valmistelut
Projektin alkuvaiheessa Aurinkovirta kehoittaa Aurinkovirta-osallistujia harkitsemaan ja suunnittelemaan miten aurinkosähkövoimalaprojekti tehdään turvallisesti. Yleensä tämä tarkoittaa kunnollisten telineiden rakentamista aurinkovoimlaprojektin tueksi. Turvallisuuden lisäksi nämä telineen nopeuttavat katolla tehtävää projektia yleensä siten, että aikaa kuluu puolet ilman telineitä tehtävään projektiin verratuna. Suomen lainsäädäntö kieltää henkilönostimen käytön siten, että sillä nostetaan samaan aikaan ihmistä ja aurinkopaneelia.
Usein unohdetaan, että rakennuksen omistaja on oletusarvoisesti vastuussa myös avaimet-käteen aurinkovoimala -projektien työturvallisuudesta, jos asiasta ei ole erikseen toimitussopimusta tehdässä kirjallisesti sovittu (pitää sopia ainakin, että toimittaja on pääurakoitsija ja pääurakoitsija ottaa kirjallisesti sovitusti vastattavakseen rakennustyömaan työturvallisuudesta huolehtimisen). Työturvallisuuteen huolehtimiseen kuuluu, ettei ilman rakennustelineitä ja kaiteita tehdä katolla hommia, kaikillä työntekijöillä on suojavarusteet (turvakengät, huomioväritys, kypärä, kuulosuojaimet, suojalasit, turvavaljaat- ja köysi, käsiteen ym. ym.I) päällä ja niitä käytetään ja että työskentely tapahtuu muutenkin turvalliselta.
Tässä projektissa rakennettiin räystään levyiset rakennustelineet. Telineissä on kaiteet ja ns. potkulaudat. Telineen on tuettu kaatumista vastaan. Jätän kotitehtäväksi miettiä miten työturvallisuutta olisi vielä voitu parantaa näitä telineitä muuttamalla.
Telineiden tueksi rakennettiin kalteva taso, jolla paneelit voitiin nostaa ylös. Toisinaan kaltevan tason päällä käytetään kelkkaa, jossa paneeli vedetään ylös. Tässä huomattiin, että paneeli oli helpointa työntää yhden henkilön avulla ylös, joka otti ylhäällä paneelin vastaan.
Kiinnitystelineen rakentaminen
Kiinnitystelineen rakentaminen alkaa aurinkopaneeliston mittojen tarkistamisella ja näiden mittojen merkitsemisellä katolle. Tällöin tiedetään mihin kohtaan kattoa aurinkopaneelisto sijoittuu. Tässä vaiheessa tarkistetaan, että etäisyydet räystäisiin ja harjaan ovat kunnossa. Etäisyys lumiesteeseen on kunnossa. Ja paloviranomaisten vaatimukset paneeliston mitoille ja etäisyyksille otetaan huomioon. Poikkeuset parhaaseen käytäntöön verrattuna tehdään harkiten ja paikallinen tilanne tarkistaen.
Profiilipeltikatolla Schletter käyttää 12mm tai 10mm paksuja rosterista valmistettuja ankkuripultteja, jotka ruuvataan suunnitelman mukaiseen ruuvaussyvyyteen kantavaan puuhun, joka voi olla joko kattotuoli tai kattotuoliin sivuun kiinnitettävä lisäpuu. Alla olevassa kuvassa etsitään kattotuolin paikkoja ja merkataan pystylinjaa linjalangan ja teippimerkkien avulla. Yleensä tässä vaiheessa harjapelti on irroitettu, jonka avulla nähdään kattotuolin yläpää. Myös pellin alimmainen ruuvi voidaan irrottaa, jos se helpottaa kattotuolin alapään löytämistä.
Seuraavaksi suunnitelman ja asennusohjeiden avulla on löydetty vaakasuora linja, johon ankkuripultit asennetaan. Tässä laitetaan pienmpi teippi aikaisempien kahden teippimerkinnän väliin siihen kohtaan mihin vaakasuora linjalanka näyttää teippirivin tulevan. Ankkuripultit pyritään asentamaan vaakasuoran ruodelaudan ja kattotuolin tai lisäpuun risteyskohtaan. Ruodelauta tuo lisätukea ankkuripultille sen paksuuden verran.
Linjalangan osoittama kohta siirretään suorakulmalla pellin pintaan ja tuleva ankkuripultin paikka merkitään siihen tussilla. Tässä tehdään tarkkaa työtä. Teipin vasen reuna osoittaa kattotuolin tai lisäpuun keskikohdan.
Pistepuikolla merkitään äskeisen tussimerkinnän kohtaa pieni kuoppa, johon kohta porataan.
Pistepuikolla tehtyyn reikään porataan ensin noin 5mm alkureikä. Joissakin kattorakenteissa reiän avulla voidaan varmistaa, että ollaan oikeassa kohdassa. Reikä helpottaa kartioporan tai reikäsahan keskiterän pysymistä oikeassa paikassa.
Joissakin tapauksissa vintiltä voidaan käydä katsomassa tuliko 5mm reikä oikeaan paikkaan. Jos reikä on väärässä paikassa niin joskus se jää myöhemmin porattavan 16mm reiän sisään. 5mm reikä on helppo paikata hieman paksummalla peltikattoruuvia muistuttavalla 6-7mm paksulla paikkausruuvilla.
Seuraavaksi kattopeltiin porataan suurempi reikä, johon ankkuripultin kumitiiviste tiivistyy. 12mm ankkuripultille tämä reikä on 16mm, 10mm ankkuripultille pienempi. Pyöreän reiän saa peltiin porattua ainakin joko askelporanterällä tai reikäsahalla.
Askelporanterä: https://www.puuilo.fi/kramfors-askelporasarja-3-os
Reikäsaha: https://www.puuilo.fi/magnum-reikasaha-bi-metal-16mm
Kun peltiin on saatu reikä niin kattotuolin tai lisäpuun keskelle porataan sopivan syvä reikä ankkuripulttia varten. 12mm ankkuripulttia varten reiän tulee olla halkaisijaltaan 8,5mm, 10mm ankkuripultille pienempi. Porattavan reiän tulee olla kohtisuoraan katon pitaan vasten. Käsivaralta porattaessa noin 30% reiistä porataan vinoon ja ankkuripultin joutuu suoristamaan lopussa käsivoimin. Poraus kannattaa siksi tehdä tätä varten rakennetun poraohjurin avulla. Tiilikuvioisessa kattopellissä poraohjurin tulee ottaa tiilikuvio huomioon.
Kuvassa on osallistujan itsensä rakentama ammattimaisen näköinen poraohjuri.
Ankkuripultin ruuvauksessa kannattaa käyttää voiteluaineitta, jona voidaan käyttää esimerkiksi nestemäistä mäntysuopaa. Voiteluaineen avulla heikompikin akkutyökalu jaksaa ruuvata pultin. Ankkuripultti voidaan kastaa mäntysuopapullossa. Sen jälkeen kannattaa valuttaa ylimääräinen mäntysuopa pois.
Ankkuripultti ruuvataan tämän jälkeen kattotuoliin tai sen kylkeen lisättyy lisäpuuhun. Ruuvaus voidaan aloittaa akkuporakoneella. 12mm ankkuripultin päässä on 9mm kuusikulmainen pää.
Ankkuripultin ruuvausta jatketaan joko porakoneella tai vaihdetaan loppuvaiheessa akkuiskumutterinvääntimeen tai pitkävartiseen räikkään.
Ankkuripultti ruuvataan suunnitelman ilmoittamaan syvyteen puuhun, jolloin siitä jää laskettu osuus pellin yläpuolelle näkyviin. Haluttu ruuvaussyvyys voidaan näyttää asentajalle linjalangan avulla.
Ankkuripultissa on EPDM-kumista valmistettu kumitiiviste, joka on itsessään riittävä tiiviste suoran peltikaton pellin kanssa. Jos ankkuripultin kohdalla on sellainen muoto, ettei kumitiiviste tiivisty siihen riittävästi tai jos muuten vain haluaa käyttää lisätiivistettä kumitiivisteen alle voi lisätä sellaista saumausmassa, joka massan valmistajan kanssa ei aiheuta ongelmia EPDM-kumille.
Kun saumausmassa on asennettu niin kumitiiviste viedään pellin reikään kiristämällä alinta 18mm mutteria joko ylipitkän hylsyn avulla tai kiintoavaimella.
Tässä kiristyksen lopullinen hienosäätö tehdään kiintoavaimella.
Alimman mutterin kiristämisen jälkeen massa levitetään tasaisesti.
Tässä alimman mutterin yläpintaan lisätään kierrelukitetta. Kierrelukitteen jälkeen mutteria tulisi vielä ensin löysätä ja sitten kiristää, jotta lukite menee mutterin ja pultin väliin.
Yleensä kierrelukitetta laitetaan pari tippaa pultin varteen ennen kuin alin mutteri kiristetään kumitulppaa vasten.
Näiden vaiheiden jälkeen ankkuripulttiin lisätään aikaisemmassa vaiheessa siitä poistetut kaksi ylintä mutteria. Lisätään profiilin ja ankkuripultin välinen kiinnikeosa. Näitä kiinnikeosia on useamman erilaisia ja niiden asentamista käsitellään myöhemmin eri artikkelissa. Samoin profiilien jatkamista ja niiden asentamista ankkuripultin päälle.
Turvallista asennusta kaikille!
Aurinkopanelieen asennus
Aurinkopaneelien asennukseen palaamme seuraavissa artikkeleissa, joko tätä tai jotakin muuta työmaata mallina käyttäen.