Uusiutuvan energian määrän kasvun myötä sähkön hinta on voimakkaassa muutoksessa. Sähkön tuotanto riippuu ja tulee riippumaan yhä enemmän uusiutuvasta energiasta. Tuuli- ja aurinkovoima vaikuttavat nykyisin voimakkaasti sähkön hintaan. Aurinkoisella tai tuulisella säällä sähkön tuotanto voi olla runsasta ja ylittää kulutuksen, jolloin sähkön hinta on keskivertoa matalampaa. Toisaalta tyynellä ja pilvisellä säällä sähkön tarve on usein tuotantoa suurempaa, jolloin sähkön hinta kipuaa ylöspäin. Sähkön hinta on historiatietojen mukaan matala tyypillisesti yöaikaan sekä päiväsaikaan. Korkeimmillaan sähkön hinta käy vuosien 2023–2025 pörssisähkön hintatietojen mukaan aamupäivällä 8:00–11:00 välillä sekä illasta klo 18:00–21:00 välillä.
Aurinkosähkön ja uusiutuvien energialähteiden vaikutus sähkön hintaan on kasvattanut päivävaihteluiden lisäksi vuodenaikojen välillä tapahtuvaa sähkön hinnan vaihtelua. Sähkön kulutus ja tätä myötä sähkön hinta on tyypillisesti ollut talviaikaan suurempaa, mutta viime vuosina sähkön hinta on kesäaikaan laskenut entisestään. Sähkön hinta on ollut matalimmillaan touko-heinäkuussa eli juuri silloin, kun aurinkosähköä on eniten saatavilla.
Sähkömarkkinoiden muutoksen myötä etenkin kesän keskipäivien sähkönhinnat ovat olleet laskussa. Aurinkosähkön määrän kasvaessa on mahdollista, että kesän keskipäivien hinnat tulevat edelleen laskemaan. Tällöin voi olla kannattavaa ajoittaa tuotantoa eri vuorokauden tai vuodenaikoihin. Sähkön hinnassa tapahtuu laskua yöajan lisäksi kello 11:00-15:00 välillä.
Asennuskulmien vaikutus aurinkosähkön tuotantoon
AURI2027 – Uudet EPBD-direktiivin mukaiset aurinko- ja energian joustoratkaisut julkisiin kiinteistöihin -hankkeessa tutkitaan aurinkoenergiapotentiaalia Itä-Suomessa. Tähän liittyen projektissa selvitettiin eri asennuskulmien etuja ja haittoja aurinkoenergiatuotannossa. Arvioinnissa huomioitiin rakennusten eri aikoihin ajoittuva sähkönkäyttö sekä eri tekijät, jotka vaikuttavat aurinkosähköstä saatavaan korvaukseen.
Parhaimman aurinkosähkön tuotannon saa Itä-Suomessa Joensuun leveysasteella, kun paneelit asentaa noin 45°:een kallistuskulmaan ja -6°:een atsimuuttikulmaan. Kallistuskulma kuvaa paneelin kallistuskulmaa suhteessa maahan, ja atsimuuttikulma paneelin kulmaetäisyyttä suhteessa etelään. Kyseinen -6°:een atsimuuttikulma suuntautuu etelästä aavistuksen itään päin. (European Commission 2025.)
Kallistus- ja atsimuttikulmaa säätämällä voidaan ajoittaa aurinkosähkön tuotantoa sähkön tarpeen tai hinnan mukaan. Kuviossa 1 on esitetty eri asennustapojen vaikutus aurinkosähkön tuotantoon päivätasolla. Itään päin asentaessa tuotanto painottuu aamupäivään, kun taas länteen päin asentaessa tuotanto painottuu iltapäivään. Etelään päin tai tasakatolle asentaessa tuotannon huippu on keskipäivän aikaan.
Vuosituotantoa voi painottaa eri vuodenajoille kallistuskulmaa säätämällä. Kuviossa 2 näkyy, että tuotto on kevättalvella sitä suurempi, mitä suurempaan kulmaan järjestelmän asentaa. Seinäasennus saavuttaa tuotantohuippunsa maaliskuussa ja muiden asennusten osalta tuotantohuippu on touko-kesäkuun aikana riippumatta paneelien atsimuuttikulmasta. Seinäasennuksessa etuna on tuotannon tasaisempi jakautuminen koko vuodelle, mikä mahdollistaa paremman omakäyttöasteen, mutta heikkoutena asennuksessa on pienempi vuosituotanto
Aurinkosähköstä saatava korvaus
Aurinkopaneelien atsimuutti ja kallistuskulmia säätäessä on hyvä huomioida, että optimikulmasta poikkeaminen vähentää sähkön vuosituotantoa. Tämän myötä aurinkosähköjärjestelmien tuotantoa eri asennuskulmilla arvioitiin PVGIS-sovelluksen tietojen perusteella (European Commision 2025). Sovellus käyttää säteilytietojen datana ECMWF ERA5 ilmastoanalyysia, joka perustuu vuosien 2005–2023 säteilytiedoista tehtyyn analyysiin (ECMF2026, European Commision 2024). Näissä analyyseissa ei huomioida lumen vaikutusta aurinkopaneeleiden tuotantoon, joten lumivarjostus on otettu laskelmissa huomioon poistamalla tuotanto joulu-helmikuulta kaikilta muilta paitsi pystyyn asennetuilta järjestelmiltä.
Taulukon 1 kolmannessa sarakkeessa on esitetty, kuinka eri asennustavat vaikuttavat Joensuun leveysasteella aurinkosähkön vuosituotantoon. Viimeisessä sarakkeessa esitetään keskimääräinen pörssisähkön energianhinta (€/MWh) järjestelmän tuottamalle energialle perustuen vuosien 2023–2025 energian tuntihintatilastoihin. Parhaimman korvauksen tuotetulle sähkölle per kWh on saanut tietojen perusteella seinäasennuksella. Seinäasennuksessa vuosituotanto on kuitenkin suhteellisen matala, jonka myötä asennuskulma ei ole niin kannattava kuin etelään 45 asteen kulmaan asennettu järjestelmä, josta saatava korvaus asennettua kilowattipiikkiä kohden on suurin.
Pörssisähkön historiatietojen perusteella merkittävää on, että pörssisähköstä saatava korvaus (€/MWh) on itään tai länteen asennetuilla järjestelmillä samaa luokkaa tai jopa huonompi kuin eteläasenteisilla järjestelmillä. Tämä viittaa siihen että, vaikka itä- ja länsiasenteiset järjestelmät tuottavat aamuin tai illoin eteläasenteisia järjestelmiä paremmin, ei siitä saatava rahallinen hyöty ole kovin merkittävä. Keskimääräisenä kesäpäivänä pörssisähkön hintahuiput ovat melko matalia (alle 4,5 snt/kWh). Tämän lisäksi eteläasenteiset järjestelmät hyötyvät maalis- ja huhtikuussa saatavasta tuotannosta enemmän (kuvio 2), mikä korottaa energiahinnasta saatavaa keskimääräistä korvausta.
Rakennuksen kulutusprofiililla ja rakennuksen ominaisuuksilla on suuri vaikutus siihen, miten paneelit ovat kannattavinta asentaa. Mitä suurempi osa sähköstä saadaan omaan käyttöön, sitä suuremman korvauksen saa tuotettua kilowattituntia kohden. Omakäytössä sähkökustannuksissa säästää energiahinnan lisäksi myös sähköveron ja -siirron osalta, jotka muodostavat suuren osan sähkön loppuhinnasta. Mikäli sähkön käyttö painottuisi voimakkaasti esimerkiksi aamulle, voisi itään tai kaakkoon suuntautuva asennus olla kannattavin.
Taulukossa 2 on esitetty eri asennuskulmien kannattavuus koulurakennuksessa. Taloudellisesti kannattavimmat järjestelmät ovat esimerkkikohteessa etelään päin asennetut yli 30 asteen kallistuskulmassa olevat järjestelmät sekä yli 30 asteen kulmassa olevat pelkästään kaakkoon tai kaakkoon sekä lounaaseen suunnatut järjestelmät. Esimerkin laskennassa on käytetty pörssisähkön keskiarvotettua hintaa vuosilta 2023–2025 sekä seuraavia arvoja:
rakennuksen kulutus 300 000 kWh
järjestelmän koko 80 kWp
siirtomaksu 5,5 snt/kWh
sähkövero 2,3 snt/kWh
Seinäasennus voi olla kattoasennusta kannattavampi vaihtoehto, jos katolla on paljon varjostavia tekijöitä, sähkön tarve painottuu kevättalvelle tai, jos katon lappeet ovat tuotannon kannalta huonoihin ilmansuuntiin. Jossain tapauksissa on myös mahdollista, ettei järjestelmän asentaminen katolle ole mahdollista ja tällöin seinäasennus on ainoa vaihtoehto. Taulukon 2 esimerkkikohteessa seinäasennus kannattaisi, mikäli kohteen lappeet olisivat itään ja länteen.
Taulukossa 3 on esitetty saman koulurakennuksen tuotannon kannattavuus tilanteessa, jossa sähkön hinta on kiinnitetty kuukausikohtaisesti seuraavin esimerkkiavoin:
- Tammikuu 6.00 snt/kWh
- Helmikuu 6.00 snt/kWh
- Maaliskuu 5.50 snt/kWh
- Huhtikuu 5.40 snt/kWh
- Toukokuu 4.30 snt/kWh
- Kesäkuu 3.50 snt/kWh
- Heinäkuu 3.50 snt/kWh
- Elokuu 4.00 snt/kWh
- Syyskuu 5.00 snt/kWh
- Lokakuu 5.50 snt/kWh
- Marraskuu 6.00 snt/kWh
- Joulukuu 6.00 snt/kWh
Taulukosta huomataan, että asennuskulmien kannattavuus säilyy suurin piirtein samana. Etelään ja kaakkoon 30–45 asteen kallistuskulmaan suunnatut järjestelmät ovat edelleen kannattavimpien joukossa. Erona edeltävään taulukkoon lounas/kaakko suuntaisten kahden paneelikentän sekä lounaaseen päin suunnattujen järjestelmien kannattavuus nousee vertailussa. Tämä johtuu siitä, järjestelmien omakäyttöaste on suurempi kuin esimerkiksi kaakkoon päin suunnatulla 45 asteen järjestelmällä, ja sähkön hinnan ollessa kiinnitetty lounaaseen asennettujen järjestelmien heikommalla pörssisähköstä saatavalla korvauksella (taulukko 1) ei ole merkitystä.
Koulurakennuksen lisäksi asennuskulmien kannattavuutta tarkasteltiin viidessä kulutusprofiililtaan erityyppisessä rakennuksessa. Kulutusprofiilit on muodostettu AURI2027-hankkeessa kerättyjen tuntikulutustietojen perusteella keskiarvottamalla useamman tietyntyyppisen rakennuksen tuntikulutukset. Taulukossa 4 näkyy järjestyksessä viisi kannattavinta asennuskulmaa, kun kohteessa on pörssisähkö. Taulukossa 5 näkyy viisi kannattavinta asennuskulmaa, kun sähkön hinnat on kiinnitetty kuukausikohtaisesti. Laskennan lähtöarvoina on käytetty samoja lukuja kuin koulurakennuksen osalta.
Pörssisähkön omaavissa kohteissa kaikkien rakennustyyppien osalta 30–45 asteen kallistuskulmat ovat tutkituista vaihtoehdoista kannattavimpia (Taulukko 4). Atsimuuttikulman osalta etelään päin suuntautuvat järjestelmät ovat kannattavimpia kohteessa. Toiseksi kannattavimpia järjestelmiä ovat kulutusprofiilin mukaan kaakkoon tai lounaaseen sekä kaakkoon suunnatut järjestelmät. Lounaaseen päin suunnattujen paneelien kannattavuus on parhainta rakennuksissa, joissa kulutusta on runsaasti myös iltapäivisin, kuten terveyskeskusrakennuksissa, uimahalleissa sekä palvelutaloissa.
Taulukossa 5 huomataan, että rakennusten kulutusprofiililla on suurempi vaikutus järjestelmien kannattavuuteen, kun sähköstä saatava korvaus on kiinnitetty kuukauden mukaan. Sähkön hinnan tuntivaihtelun merkitys järjestelmien kannattavuuteen poistuu omakäyttöön menevän sähkön osalta. Etenkin uimahallirakennuksissa nousee sellaisten järjestelmien kannattavuus, jotka jakavat tuotannon tasaisemmin koko päivän ajalle. Loivaan kulmaan asentaessa kaakko/lounas asenteisten järjestelmien kannattavuus paranee vertailussa myös terveyskeskuksien, palvelutalojen ja virastotalojen osalta.
Vaikka kiinnitetty sähkönhinta parantaa pörssisähköhintaiseen sopimukseen verrattuna hieman suuremman omakäyttöasteen omaavien järjestelmien kannattavuutta, ovat etelään päin suunnatut järjestelmät edelleen kannattavampia tutkituilla arvoilla. Ero kannattavuudessa on suurin 30–45 asteen kallistuskulmaan asennetuissa järjestelmissä, mutta pienemmässä 15 asteen kallistuskulman omaavissa järjestelmissä ero on pienempi (taulukot 2 ja 3). Mikäli katolle ei olisi lumi- ja tuulikuormien takia mahdollista asentaa järjestelmää näin jyrkkään kulmaan tai se nostaisi merkittävästi investointikustannuksia, kannattaisi lounaaseen ja kaakkoon suunnattujen järjestelmien potentiaalia kohteessa tutkia tarkemmin.
Käytännön mahdollisuudet ja esteet
Aurinkosähköjärjestelmää suunniteltaessa on hyvä huomioida, että tulevaisuuden ennakointi on mahdotonta. Sähkön hinnan tulevaisuuden kehityksen tarkka ennakointi on hankalaa, joten tarkkoja johtopäätöksiä siitä, mitkä asennuskulmat ovat pörssisähkön omaavissa kohteissa kannattavimpia on hankalaa tehdä. Sähkösopimuksissa, joissa hinta on kiinnitetty joko kuukausi- tai vuositasolla pystytään tekemään luotettavampia ennustuksia eri asennuskulmien kannattavuuksista.
Tutkituissa esimerkeissä on käytetty suhteellisen suurta siirtohintaa, mikä parantaa järjestelmistä saatavaa rahallista hyötyä. Siirtohinta vaihtelee alueittain ja lisäksi suuremman kulutuksen omaavissa rakennuksissa on usein halvempia sopimuksia siirtohinnan osalta. Järjestelmää suunnitellessa on hyvä huomioida, että mitä pienempi siirtohinta on, sen pienempi vaikutus aurinkosähköjärjestelmän omakulutusasteella on, ja sen suurempi vaikutus sähköenergiasta saatavalla korvauksella on järjestelmästä saatavaan rahalliseen hyötyyn. Tällöin pörssisähkökohteessa järjestelmien kannattavuus menee todennäköisesti pitkälti taulukon 1 mukaisessa järjestyksessä.
Aurinkosähköjärjestelmän suunnittelua ohjaavat pitkälti järjestelmän asennuksen tekniset mahdollisuudet. Tasakatolla järjestelmien asentaminen haluttuihin atsimuutti- ja kallistuskulmiin on helpompaa, mutta vinokattoisilla rakennuksilla lappeiden suunnat ja kaltevuus määräävät pitkälti paneelien asennussuunnat. Katolla käytettävissä oleva tila vaikuttaa myös paneelien eri asennussuuntien kannattavuuteen. Jos katolla on asennukseen soveltuvaa pinta-alaa puutteellisesti rakennuksen kulutukseen nähden, omakäyttöaste on tällöin kaikkien järjestelmien osalta korkea, jolloin tuotannon ajoittamisella rakennuksen kulutusprofiilin mukaan ei ole juuri merkitystä. Tällöin järjestelmien kannattavuus noudattelee taulukon 1 mukaista järjestystä.
Varjostuksen huomioon ottaminen on tärkeää huomioida järjestelmää suunnitellessa. Tehdyissä esimerkeissä on oletettu, ettei ympäristöstä ja paneeleista koidu varjostavia tekijöitä. Kuitenkin todellisuudessa etenkin jyrkkään kulmaan asennetut paneelit varjostavat toisiaan, ja eri asennussuunnissa voi olla varjostavia tekijöitä. Käytännössä tämä tarkoittaa, että esimerkiksi idässä päin olevat varjostukset voivat vähentää kaakkoon ja etelään päin suunnattujen paneeleiden kannattavuutta niin paljon, että paneelit kannattaa suunnata lounaaseen. On myös mahdollista, että katolla oleva tila on puutteellinen ja paneelien asentaminen jyrkkään kulmaan ei ole tämän myötä mahdollista tai kannattavaa.
Yhteenvetona voitaneen todeta, että etelä-, kaakko- ja lounasasenteiset järjestelmät ovat kannattavimpia, kun huomioidaan aurinkosähkön tuotanto, rakennusten kulutus sekä sähkön hinnan vaihtelut. Siihen, kannattaako järjestelmä asentaa loivaan kulmaan vai jyrkempään 30–45 asteen kulmaan, vaikuttavat kuitenkin rakennusten tekniset ominaisuudet sekä investointikustannukset, jotka voivat olla jyrkempiasenteisissa järjestelmissä tuulikuorman takia suuremmat. Vaikka asennussuunnilla voidaan parantaa merkittävästi aurinkosähköstä saatavaa taloudellista korvausta, on suunnittelu kuitenkin aina kokonaisvaltaista rakennuksen yksilölliset ominaisuudet huomioon ottavaa työtä.
Kirjoittaja:
Inka Leppänen, projektisuunnittelija, Karelia-ammattikorkeakoulu
Lähteet:
European Commission. 2025. Photovoltaic Geographical Information System https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/
European Commision. 2024. PVGIS 5.3 Dataset Update
https://joint-research-centre.ec.europa.eu/photovoltaic-geographical-information-system-pvgis/pvgis-releases/pvgis-53_en
ECMF. 2026. ECMWF Reanalysis v5 (ERA5) https://www.ecmwf.int/en/forecasts/dataset/ecmwf-reanalysis-v5
