TM Rakennusmaailma 1.5.2022. Teksti: Reijo Ruokanen, päätoimittaja
Henrik Grönqvist investoi lämmitysjärjestelmään, joka hyödyntää kesällä aurinko-energiaa ja varastoi sitä talveksi.
Henrik Grönqvist oli jo jonkin aikaa miettinyt, millä korvaisi vanhan hakelämmitysjärjestelmänsä. Hän näki sattumalta tv-ohjelman auringon tuottaman lämmön varasoimisesta maaperään ja kiinnostui aiheesta tosissaan, kun aurinkoenergian hyödyntämis- ja varastointijärjestelmän suomalainen toimittaja Helio-storage Oy löytyi. Yritys hoitaa koko järjestelmän toimituksen ja asennuksen: lämmön varastointijärjestelmä eli keruuputket asennetaan maahan, porakaivoihin, ja omakotitalon tai muun rakennuksen katolle asennetaan Heliostorage-aurinkokeräinkatto.
Talon ja läyttöveden lämmitykseen
Grönqvistien aurinkokeräinkattoa asennettiin yhteensä noin 250 neilömetriä: se muuntaa auringonsäteilyn käyttökelpoiseksi lämmöksi. Katon aurinkokeräimissä kiertää vesi-glykoli-seos, jonka aurinko lämmittää. Seos johdetaan lämmönvaihtimen läpi, jolloin se luovuttaa lämpöenergiaa vesivaraajaan. Varaajan vettä käytetään rakennuksien vesikiertoisen lattialämmityksen ja käyttöveden lämmitykseen.
Keväällä ja kesällä lämmin käyttövesi ja rakennusten lämmitys hoituvat aurinkokeräinkaton tuottamalla energialla. Syksyllä ja talvella käytetään savimaahan, keruupiiriin varastoitua aurinkokeräinkaton tuottamaa lämpöä sekä maaperän omaa lämpöä.
Mukana ilmastonmuutostalkoissa
“Järjestelmä on toiminut hyvin”, Herik Grönqvist kertoo.
“Viimeksi elokuussa saatiin kaikki asennukseen liittyvät työt valmiiksi ja järjestelmä käyntiin. Nyt lämmitysjärjestelmää viritetään ja optimoidaan niin, että se toimii mahdollisimman tehokkaasti. Tänä talvena hyödynnämme edellisenä kesänä varastoitua lämpöä, jonka aurinko on tuottanut. Tuntuu hyvältä osallistua tällä tavalla ilmastotalkoisiin.”
“Katon laskennallinen tuotto on vuosittain 120 MWh”, Heliostorage Oy:n toimitusjohtaja Mats Manderbacka kertoo.
Tuottoa puolet vuodesta
“Projekti alkoi pari vuotta sitten, kun asennutin kahteen maatalousrakennukseen vesikiertoisen lämmityksen”, osa-aikainen maanviljelijä Henrik Grönqvist kertoo.
Nyt aurinkoenergia lämmittää rakennuksia lähes puolet vuodesta.
“Jos kaikki menee hyvin, voin harkita uutta projektia ja laajentaa järjestelmän kattamaan tulevaisuudessa myös omakotitalomme sekä kaksi lähistöllä sijaitsevaa sukulaisten taloa.”
Grönqvistien tontin savimaassa on lähes 20 metrin syvyydessä yhteensä 450 metriä sisäkkäin, kehään asennettuja putkia. Kaikista lämpimin neste johdetaan aurinkokeräinkatolta varastoon kehän sisempiin putkiin ja haalein neste ulompiin putkiin.
“Kun aurinko on kesäisin korkealla, se lämmittää keräimet kuumiksi, jolloin lämmin neste johdetaan maavaraston ytimeen. Kun aurinko laskee ja ilma viilenee, lämpö johdetaan reunimmaisiin putkiin. Automatiikka huolehtii prosessin ohjauksesta.”
Lämpöpumppu ohjaa järjestelmää
Järjestelmä ottaa käyttöön kuulloinkin tarvittavan lämpöistä nestettä käyttöveden ja talon lämmittämiseen. Koko järjestelmää ohjaa maalämpöpumppu, jonka Henrik Grönqvist sijoitti verstaaseen.
“Se pyörii koko ajan ja pumppaa maan alta keruupiireistä lämpöisen vesi-glykoliseoksen putkia pitkin kontrollerikaappiin, joka lähettää lämpöisen nesteen vieressä sijaitsevaan lämminvesivaraajaan. Talven aikana lämpöpumppu päättää milloin lämpöä otetaan lämpövarastosta”, Grönqvist kertoo.
Järjestelmän toimintaa voi seurata reaaliajassa
Verstaassa kontrollerikaapin kyljessä on tietokoneen paikallinen näyttö, jolta voi seurata reaaliajassa järjestelmän toimintaa. Se esimerkiksi näyttää, miten lämpö on jakautunut maanalaisiin putkiin eli keruupiiriin tai mikä on keruupiirin ytimen lämpötila. Varastoitu kokonaisenergiamääräkin näkyy reaaliajassa. Tiedot voi lukea myös etänä tietokoneelta tai älypuhelimelta.
“Kontrollerikaapissa on järjestelmän aivot”, Henrik Grönqvist sanoo.
“Jos maalämpöpumpun on hankkinut jo aikaisemmin, lämmön keruu- ja varastointijärjestelmän kustannukset ovat huomattavasti alhaisemmat. Järjestelmä voi jopa tuplata maalämpöpumpun hyödyn”, Mats Manderbacka kertoo.
Omakotitaloihin ja julkisiin rakennuksiin
Heliostoragen aurinkokeräinkatto on tehty alumiiniprofiilista, jossa on absorptiopinnoite: se minimoi lämpöjärjestelyn keräimestä pois päin. Pinnoitteen päällä on noin sentin ilmarako. Päällimmäisenä katossa on polykarbonaattilasi.
“Aurinkokeräinkatto maksaa noin 200 euroa/neilö. Se on vesitiivis ja korvaa perinteisen katon. Jokainen neliö tuottaa energiaa noin 400 kilowattituntia vuodessa”, Manderbacka kertoo.
“Katon avulla varastoidaan energiaa samaan tapaan kuin ostettaisiin öljyä varastoon. Katto tuottaa energiaa tulevien vuosikymmenien aikana noin 400 kilowattituntia/neliömetri joka vuosi.”
“Omakotitalon järjestelmä maksaa noin 20 000-30 000 euroa. Sen laskennallinen takaisinmaksuaika on vaihdellut kohteissamme 7-10 vuoden välillä.”
“Aurinkokeräinkatto täyttää myös julkisten rakennusten, esimerkiksi koulujen ja sairaaloiden katteen palo- ja muut ominaisuusvaatimukset”. Mats Manderbacka kertoo.
Kiinnostusta ulkomaillakin
Vuoden vaihteessa Heliostorage Oy:n järjestelmä oli asennettu omakotitaloon kolmessa eri kaupungissa sekä kehdella maatilalla, Kaustisen opistoon ja kahteen tehtaaseen.
“Tällä hetkellä viimeistelemme myös Kiinassa yhtä maailman suurimmista lämpövarastoista”, Manderbacka kertoo.
“Työn alla on maailman ensimmäinen keinotekoinen kylmävarastokin: teemme ikiroutaa Kruunupyyn jäähallille. Maahan varastoidaan lämmön sijasta kylmää, mikä pienentää jäähdytyskuluja ja pidentää pelikautta.”
Lämmittämiseen kuluu eniten energiaa
Mitä pohjoisempana talo sijaitsee, sitä suurempi on lämmityksen osuus kokonaisenergian lutuluksesta. Energiaa kuluu myös käyttöveden lämmittämiseen, kotitaloussähköön ja talon jäähdyttämiseen.
“Lämmityksen osuus on noin 50 prosenttia omakotitalon energian kulutuksesta, 20 prosenttia kuluu veden lämmittämiseen ja 30 prosenttia kotitalous-sähköön”, Manderbacka sanoo.
“Aurinkokeräinkatto tuottaa pientalon käyttöveden noin neljä kuukautta vuodesta ja samalla ylijäämälämpöä varastoidaan kallioon eli lämmitetään myös kalliota. Talvikuukausina lämpöpumppu saa lämmön varastointijärjestelmän ansiosta huomattavasti lämpöisempää vettä kuin ilman järjestelmää, jolloin pumppu hyödyntää vain maaperän lämmittämää vettä.”
Vastaus energiaongelmiin?
“Minua oli pitkään vaivannut se, että talvella pitää lämmittää ja kesällä jäähdyttää ja molempiin kuluu energiaa”, toimitusjohtaja Mats Manderbacka kertoo.
“Aloin miettiä, että jos lämpöä ja kylmää voisi varastoida, maailman energiaongelmat olisi ratkaistu.”
Vuonna 2008 Manderbacka kaivautti omakotitaloaan varten perinteisen porakaivon, johon asennettiin lämpöpumppu.
“Samaan aikaan suunnittelin autotallin katolle uudentyyppistä aurinkokeräintä, joka hyödyntäisi sekä aurinkoenergiaa että lämpöä myös matalilla auringon tulokulmilla.”
“Kytkin aurinkokeräimen lämpöpumppuun niin, että kun ulkona on lämpöisempää kuin kallion sisällä eli noin 9 kuukautta vuodesta – lämpöpumppu jäähdyttää aurinkokeräinkattoa eikä kalliota, jolloin lämpöpumpun hyötysuhde kasvaa huikeasti”, Manderbacka kertoo.
“Kalliosta saadaan keskimäärin vain muutaman asteen lämpöistä vettä. Kun aurinkokeräinkatolta johdetaan lämpöpumpulle +15-asteista vettä, lämpöpumpun hyötysuhde on huomattavasti parempi.”
“Aurinkokeräinkatto lämmittää neljä kuukautta vuodessa kaiken talossamme käytettävän lämpöisen veden. Samalla ylijäämälämpö varastoidaan kallioon eli lämmitetään myös kalliota ja saadaan talvikuukausina huomattavasti lämpöisempää tulovettä lämpöpumpulle kuin ilman aurinkokeräinkattoa.”
