Talo kuluttaa energiaa aurinkosähkö- ja säätöjärjestelmien asentamisen jälkeen ihan samalla tavalla kuin aikaisemminkin.
”Mutta kun pitää käyttää ostosähköä on sen käyttö optimoitu. Käytetään sitä kaikkein edullisinta tuntia. Tarkoitus ei ole säästää sähköä, vaan euroja”, toteaa Pentti Ristmeri.
”Sähköstä maksettu hinta putosi automatiikkaohjauksen ansiosta viime vuonna 38 prosenttia verrattuna edellisen vuoden hintaan. Ohjauksella voidaan päästä 30-40 prosentin hinnan laskuun. Muutaman kympin komponentit täyttävät hyvin paikkansa.”
”Viimeinen sähkölasku, joka piti maksaa oli maaliskuun lasku, eikä sekään kovin monta kymppiä ollut. Sen jälkeen ei ole tarvinnut maksaa sähköstä mitään. Päin vastoin, sähköyhtiö on maksanut minulle. Tällä viikolla tuli lasku, jonka loppusumma oli noin -30 euroa, eli sen verran yhtiö maksoi minulle. Se jää säästöön odottamaan ensimmäisiä sähkölaskuja. Käytännöllisesti katsoen maaliskuusta alkaen mennään reilut kahdeksan kuukautta vuodesta maksamatta sähköstä mitään.
”Siirtomaksu maksetaan vain siitä energiasta joka ostetaan. Sitä maksetaan vain talvikuukausilta. Vuonna 2023 maksoimme Carunalle 486 euroa.”
Myydyn sähkön tuottoa Helen maksoi Ristmerin tilille vuonna 2023 yhteensä 180 euroa. Kun talon sähköenergialasku oli samassa ajassa 363 euroa, maksettavaa jäin vain noin 180 euroa.
Ostosähkön 7 700 kilowattitunnin lisäksi katon aurinkosähköjärjestelmä tuottaa noin 8 000 kilowattituntia vuodessa. Määrästä meni viime vuonna myytäväksi noin 2 500 kilowattituntia.
Vaikka tarkoituksena on kuluttaa mahdollisimman suuri osa paneelien tuottamasta sähköstä, sitä tulee niin paljon, ettei pariskunta saa kulutettua kaikkea.
Ohjausyksikkö lukee ja ohjaa
Toimiva ohjausyksikkö lukee paneeleista tulevaa tehoa ja ohjaa sitä mukaa sähkön käyttöä.
”Kesäisin sitä kuluu pääosin lämminvesivaraajaan ja sähköauton lataukseen”, Pentti Ristmeri kertoo.
”Lämminvesivaraajalla on puolijohdereleet, jotka mahdollistavat sen, että ne voi kytkeä vaikka sekunnin välein päälle. Pystyn säätämään paneeleista tulevaa tehoa yhden kilowattitunnin resoluutiolla.”
Talvisin, kun paneelit eivät tuota mitään, järjestelmä lukee pörssisähköä ja kytkee lämmityksiä päälle halvimpien hintojen mukaan.
”Kun talossa on varaava sähkölämmitys, on jokseenkin ihan sama mihin vuorokauden aikaan lämmitykset ovat päällä.”
”Lämmitykset ovat päällä tunnin kerrallaan, mutta kun myynnin varttinetotus tulee voimaan, täytyy sekin ottaa huomioon. Sähkön kulutus ja tuotanto lasketaan yhteen taseselvitysjakson 15 minuutin ajalta. Verkkoon tuotetusta sähkön määrästä vähennetään asiakkaan oma kulutetun sähkön määrä. Saa nähdä miten hinnat ihan oikeasti muuttuvat 15 minuutin sisällä, tuskin paljon mitenkään.”
perusteella, optimoidaan koko ajan niiden mukaan.
Myös ilmalämpöpumppu on kytketty mukaan lämmitysjärjetelmässään.
”Sen lämpötila-asetusta muutetaan sääennustuksen ja sähkön hinnan perusteella, optimoidaan koko ajan niiden mukaan.”
Aurinkopaneelit on jaettu kahteen osaan, autokatoksen katolla olevat on suunnattu kaakkoon ja talon katolla olevat lounaaseen.
”Näin saadaan paneeleista tuotto heti kun aurinko nousee siihen saakka kun aurinko taas painuu horisontin taa. Näin saan hyödynnettyä hyvin tämän nykysuuntauksen missä sähkön hinta näyttää popsahtavan ylös aina aamupäivän ensimmäisten tuntien aikana ja toinen pompsahdus tulee illalla.”
”Aurinkopaneeleista saa yleensä parhaan hyödyn, jos sähköstä käyttää mahdollisimman suuren osan itse. Paneelien tuotanto toisaalta vaihtelee jatkuvasti, minkä vuoksi tuotannon tehokas hyödyntäminen ei ole ihan yksinkertaista.”
Pentti Ristmerin näkemyksen mukaan ylijäämäsähköä ei kannata panna talteen omaan akkuun. Hän tekee työkseen energiavarastoja sähköautojen käytetyistä akuista.
Optimointi myös hinnan mukaan
”Akkupaketti maksaa liikaa, etkä saa talveksi kokoon sellaista energiavarastoa, jota voisit joka päivä käyttää, kun paneelit eivät tuota talvella mitään. Pitäisi olla myös jokin tuuligeneraattori. Kesäisin pystyisi toki yöllä käyttämään akkuun päivällä kertyneen sähkön. Mutta tämänkin kokoisen talon sähkönkulutus on 4-5 kWh yössä, joten ei siinä juuri mitään säästä. Varsinkin, kun sähkön hinta on kesällä hyvin alhainen. Sähkönsiirtomaksu olisi siinä suurin säästö.”
Ristmerin järjestelmä on nyt optimoitu myös sen mukaan, milloin sähkö hinnan mukaan kannattaisi myydä tai käyttää.
”Tein kesällä muutoksen ohjausjärjestelmän ohjelmistoon siten, että kun se aikaisemmin kytki lämminvesivaraajan vastuksia heti päälle kun paneelien tehontuotto sen vain salli niin nyt se ottaa myös huomioon hintatiedon. Eli korkeimmilla sähkönhinnoilla myydään sähköä ja halvemmilla tunneilla saatu energia pyritään käyttämään itse. Näin järjestelmä optimoi käyttöä myös hinnan perusteella.”
”Eli käytännössä, kun sähkön hinta on ollut poikkeuksellisen korkea aamupäivisin, kuten se nyt tässä nyt on ollut, ei laiteta lämminvesivarajaa päälle, vaan sähkö myydään. Kun sähkö on edullista iltapäivällä laitetaan lämminvesivaraaja päälle silloin.”
”Tein hintaoptimoinnin heinäkuussa, joten sen vaikutuksesta ei vielä ole kovin tarkkaa käsitystä. Katsoin elokuun tiedot sähkönmyyjän palvelusta ja ostosähköä elokuulta kertyi noin 275 kWh ja hintaa tälle oli kertynyt 4 euroa. Eli ostohinta oli hieman alle 1,5 c/kWh. Elokuun sähkölasku oli noin -30 euroa, jossa oli siis myös hyvitetty tuo ostettu sähkö. Sähkön kokonaiskulutus elokuulta oli hieman yli 800 kWh:a joten säästöä kertyi siirtomaksun osalta 550 kWh:n verran noin 40 euroa. Tämä on laskettu 7,7 c/kWh päivätariffin mukaan, kun aurinkosähköä tulee vain päivällä. Lisäksi en siis maksanut myöskään mitään tuosta 550 kWh:n käytetystä sähköstä, joten siitä säästöä tulee vielä noin 10 euroa lisää. Se on laskettu elokuun tilastosta 1,554 c/kWh. Elokuu olikin poikkeuksellisen halpa sähkökuukausi”, Ristmeri toteaa.
2000-luvun alun talo
Ristmerit rakennuttivat kaksikerroksisen 170-neliöisen omakotitalonsa Vihdin Nummelaan 2000-luvun alussa. Jo ennen säätöjärjestelmää ja aurinkopaneeleita ilmalämpöpumpun avustama kulutus oli 14 000 kilowattituntia, mikä sekin on vähän. Tavallinen saman ikäinen ja kokoinen omakotitalo kuluttaisi energiaa vähintään 20 000 kilowattituntia. Vähäkulutuksellisen talon täytyy siis olla myös hyvin rakennettu ja sähkön käytön säästeliästä.
Talon rakentamisen aikoihin sähkömarkkinat vapautettiin eli sähköä alettiin ostaa ja myydä sähköpörssissä. Suomessa sähkö oli siitä lähtien muutamaa hetkeä lukuun ottamatta hurjan halpaa yli 20 vuoden ajan.
Sähkölämmitys oli monen rakentajan valinta, koska energia oli edullista.
”Mietin kyllä jo joskus aiemmin, miten pörssisähkön hintaa voisi hyödyntää, mutta ei siinä oikein ollut mitään järkeä, kun kiinteähintaisen sopimuksen sai alle neljällä sentillä kilowattitunti. Pörssisähkön hinta myös vaihteli melko vähän.”
2,5 vuotta sitten tilanne muuttui. Pentti Ristmeri havahtui jo alkutalvesta, ennen Venäjän hyökkäystä Ukrainaan, että sähkön hinta oli kallistunut. Hinnan vaihtelu oli myös lisääntymässä, koska entistä suurempi osa sähköstä tuotettiin tuulivoimalla. Navakalla tuulella sähkö oli todella halpaa. Kylmällä ja tyynellä säällä hinta nousi usein moninkertaiseksi.
Ristmeri tilasi kotinsa katolle aurinkopaneelit juuri ennen kuin niiden hinnat alkoivat kivuta nopeasti keväällä 2022. Katolla on nyt noin kahdeksan kilowattipiikin aurinkosähköjärjestelmä.
Kevään 2022 kuluessa Ristmeri alkoi myös miettiä tosissaan sähkönkäytön säätöjärjestelmää, jolla hän saisi parhaat tehot irti paneeleista ja sähköpörssin edullisista hinnoista. Säätöjärjestelmä on nyt käytössä toista vuotta.
Automaation tarkoitus on, ettei sinun tarvitse itse huolehtia asiasta.
Sähköstä maksettu hinta putosi automatiikkaohjauksen ansiosta viime vuonna 38 prosenttia verrattuna edellisen vuoden hintaan.
Älykästä latausta
Ristmerin autokatoksessa on älykäs sähköauton latauslaite, joka osaa itse hakea pörssisähkönsä.
”Siihen voi laittaa rajat, vaikka että ladataan vain kun sähkön hinta on alle 1 sentin kilowattitunnilta ja päästään hyödyntämään edulliset sähkönhintatunnit”, Pentti Ristmeri kertoo.
”Voin kytkeä sen myös järjestelmään siten, että se energia mitä paneeleista tulee, ohjataan tarvittaessa autoon.”
Laturi oli Ristmerin mukaan yllättävän edullinen.
”Itävaltalainen Go-e Gemini maksoi 500 euroa. Siinä saa säätää tehoa 11 portaan verran 1,4 kWh:sta 11:kWh:iin. Siinä on runsaasti erilaisia ominaisuuksia, joista ei Suomessa tarvita. Sille voi myös määritellä tehoarvon, jollet halua ladata akkua täyteen saakka.”
”Laturi sopii myös yhteiskäyttöön, se lukee kymmentä eri tägiä, eli kymmenelle eri käyttäjälle saa raportin kuinka paljon on käytetty sähköä. Vaikka sillä voikin ladata vain yhtä autoa kerrallaan.”
Kolmen komponentin säätöjärjestelmä
Huippuunsa viritetty säätöjärjestelmä ei ole vaatinut isoja investointeja, ja samoja ideoita voi toteuttaa kuka tahansa pörssisähkön käyttäjä. Säätöjärjestelmä muodostuu kolmesta eri laitteesta.
Yksi niistä on noin viisi kertaa viiden senttimetrin kokoinen piirilevy, josta sojottaa rivi piikkejä ja pikkuruisia peltilaatikoita. Levy on oikeastaan pieni tietokone, joka säätöjärjestelmää ohjaa. Orange Pi -merkkinen laite maksaa noin kolmekymmentä euroa. Kyseessä on varaosa, käytössä oleva identtinen laite on kytketty sähkökaapin sisään.
Ristmeri kertoo, että tärkeää on I/O-liitinten eli levyssä näkyvien piikkien määrä. Mitä enemmän niitä on, sitä useampia releitä eli sähköisiä kytkimiä laite pystyy ohjaamaan.
Lisäksi Ristmerin rakentamaan systeemiin tarvitaan useampi puolijohderele. Ne maksavat noin kymmenen euroa kappale. Kokonaisuuteen kuuluu myös wifi-adapteri, jolla ohjausjärjestelmä pitää yhteyttä autokatoksen takana sijaitsevaan aurinkosähköjärjestelmään.
Laitteet eivät ohjaa itsestään mitään. Ristmeri on ladannut Orange Pin piirikortille Linux-käyttöjärjestelmän. Sitten hän on kirjoittanut itse koodin eli ohjelmiston, jonka perusteella Orange Pi ohjaa sähkölaitteita.
Koodiin on kirjattu iso määrä ehtoja, jotka liittyvät aurinkosähkön tuotantotehoon ja pörssisähkön hintaan. Esimerkiksi näin: Kun pilvi lipuu auringon eteen ja aurinkopaneeleista saatava teho vähenee, puolijohdereleet kytkevät vesivaraajalle menevää tehoa välittömästi pienemmäksi. Kun pilvi väistyy, tehot nousevat ja tapahtuu päinvastainen.
Vesivaraaja toimii kolmivaihevirralla, eli sen kolmessa johtimessa on yhtä suuri jännite. Ristmeri on asentanut jokaiselle vaiheelle oman releen. Sen ansiosta tehoa pystyy säätämään päälle ja pois yksi vaihe kerrallaan eli pienemmissä askelissa.
Kun aurinkopaneelit eivät tuota lainkaan sähköä, varaaja kytkeytyy kokonaan pois päältä. Näin aurinkosähkön teho tulee hyödynnettyä mahdollisimman täydellisesti ja minimoitua ostosähkön käyttö.
Tekstit ja kuvat: Pentti Ristmeri
lukee tehotietoa aurinkopaneelijärjestelmän invertteriltä jonka perusteella se sitten kytkee
esimerkiksi lämminvesivaraajan vastuksia päälle/pois. Toinen tehtävä sille on lukea sähköpörssin
hintatiedot joiden perusteella se ohjaa talvisin lämmityksiä päälle halvempina tunteina ja ohjaa
ilmalämpöpumpun lämpöasetusta halutuksi. Lisäksi se hakee sääennusteen, jonka perusteella päätellään
myös miten moneksi tunniksi lämmitystä tarvitaan, esim. jos sisällä on 22 astetta lämmintä ja ulkona
15 astetta pakkasta ja seuraavaksi päiväksi ennuste kertoo lämpötilan nousevan lähellä nolla astetta niin
ei ole mitään järkeä laittaa lämmityksiä päälle koko yöksi kuten perinteinen SLY-ohjausjärjestelmä tekee,
vaan riittänee kun lämmitykset kytkee päälle joksikin aikaa. Ja lisäksi ohjelmisto laskee myös auringon
nousu- ja lasku ajat jonka perusteella se sitten aloittaa tehotiedon lukemisen invertteriltä. Eli ei yritetä
lueskella turhaan yöllä kun aurinkokaan ei paista.
mekaanisen releen sijasta sen että lämminvesivaraajan vastuksia voidaan kytkeä
päälle/pois tarvittaessa vaikka sekunnin välein. Mekaaninen rele ei tätä sallisi
kovinkaan pitkään. Lisäksi puolijohderele on täysin äänetön joten sähkökeskuksesta ei
kuulu mitään naksahduksia releen kytkiessä kuormia päälle/pois. Pulijohderele
on erikseen jokaiselle lämminvesivaraajan vaiheelle, joten lämminvesivaraajan
tehoa voidaan säätää neljä portaisella säädöllä 1 kW:n tehoaskelluksella.
vieressä ja ohjausjärjestelmä taas toisessa päässä taloa kodinhoitohuoneessa olevassa sähkökeskuksessa. Näiden
väliin olisi tarvittu kaivaa noin 40 metriä kaapelia maahan joten tuo muunnin hoitaa nyt tuon kaapelin virkaa.
Se ei siis tee muuta kuin välittää tietoa läpinäkyvästi Wifi verkon ja invertterin fyysysen RS485 liitynnän välillä.
Tehotieto invertteriltä luetaan juuri tuon RS485-väylän kautta.
