Cramo Finland Oy:ssä lähdettiin kehittämään hybridiaurinkoenergiakonttia, kun myyjät huomasivat, että aurinkosähkölle olisi tarvetta monella työmaalla. Suunnitteluun otettiin mukaan aurinkoenergiaan erikoistuneita alihankkijoita, jotta kokonaisuudesta saatiin mahdollisimman toimiva ja taloudellinen.

Cramo Finland Oy:n tuotehallinnan päällikkö Antti Puputti kertoo, että tarkoituksena oli tuoda kätevästi virtaa sähköttömille työmaille. Näin Cramo voi myös osaltaan lisätä rakentamisen vastuullisuutta ja vähentää CO2-päästöjä.

Järjestelmä säädetään käytön mukaan

Cramon Sunbox-energiakontteja on kahta kokoa. Isompi 20-jalan Sunbox-energiakontti sopii isoille työmaille, joihin ei saada sähköä, kuten tuulivoimalatyömaille, tai rakennustyömaille varaenergianlähteeksi. Kokonaisuudessa on aurinkoenergiajärjestelmän lisäksi generaattori, jonka koko voidaan valita työmaan kulutuksen mukaan. Muunneltavuus lisää käytettävyyttä. 

Isossa kontissa on sisällä invertterit ja 24 kWh akusto, johon aurinkosähkö varastoidaan. Pelkkien paneelien latausteho on 6,3 kW. Järjestelmän teoreettinen maksimiteho on riippuvainen sen rinnalle asetettavasta generaattorista. Järjestelmä tukee kolmivaihevirtaa ja operointijännite on 400 V. 

– Kun kytkee isomman järjestelmän rinnalle Cramon valikoimasta löytyvän QAS100 generaattorin, saadaan teoreettinen maksimiteho nostettua hetkellisesti jopa 120 kW:iin asti. Jos halutaan operoida pelkästään aurinkosähköllä, asettuu hetkellinen maksimiteho 48 kW:iin, kun akustossa on tarpeeksi virtaa, kertoo Puputti.

Hän toteaa, että mitoituksessa on tärkeää, ettei käytetä tehoja hukkaan, vaan järjestelmä säädetään aina tarpeelliselle tasolle. Tämä tarkoittaa tarpeeseen soveltuvan generaattorin valitsemista järjestelmän rinnalle.

Sunboxin toinen versio on kevyesti siirreltävä 8-jalan kontti, joka soveltuu työmaille esimerkiksi pienlaitteiden lataukseen ja valaistukseen.

– Pienempi järjestelmä on vastaavasti rakennettu 230 V jännitteen ympärille. Teoreettinen maksimivirta riippuu myös rinnalle kytkettävän generaattorin koosta järjestelmän asettaessa sille kuitenkin 23 kW:n rajoitteen. Ilman dieselgeneraattoria hetkellinen maksimiteho asettuu 8 kW:n tasolle, toteaa Puputti.

Cramon innovaatiossa hukkaenergia ladataan akkuihin

Lisäarvoa Cramon kehittämään järjestelmään tuo älykäs ohjaus, joka minimoi dieselgeneraattorin käyntiajan yöllä tai pilvisäällä, koska akustoihin ladattu virta riittää pitkäsi aikaa.

–  Ajattelimme kokonaisuuden uudella tavalla, koska kierrätämme kaiken sähkön erillisen akuston kautta. Mikäli aurinkopaneeleista saatava hetkellinen teho ei ole riittävä ja akuston varaustila laskee, järjestelmä käynnistää automaattisesti dieselgeneraattorin. Dieselgeneraattorille on tyypillistä, ettei se pysty muuttamaan käyntinopeuttaan yhtä nopeasti kuin tehon tarve muuttuu, ja tämän takia dieselgeneraattoria joudutaan käyttämään koko ajan yliteholla, josta syntyy hukkaenergiaa. Innovaatiomme avulla lataamme hukkaenergialla akustoa, joten hyötysuhde saadaan merkittävästi paremmaksi, Cramo Finland Oy:n tuotehallinnan päällikkö Antti Puputti kertoo.

Näin järjestelmä tuottaa polttoainesäästöjä, vaikka aurinko ei paistaisi ollenkaan. 

Sunbox tuo ympäristönäkökohtien lisäksi rakentajille myös taloudellista säästöä, koska aurinkoenergia vähentää huomattavasti dieselin käyttöä. Cramon esimerkkilaskelmissa 24/7 käynnissä oleva generaattori voi kuluttaa kuukaudessa lähes 11 000 litraa polttoainetta, jonka hankinta maksaa nykyisillä polttoainehinnoilla paljon. Mitä enemmän aurinkosähköä saadaan ladattua akkuihin, sitä edullisempi on lopputulos.

Aurinkoenergia vähentää rakennustyömaan CO2-päästöjä

Kiinteistöjen elinkaariajattelussa on kiinnitetty paljon huomiota tarvittavan käytönaikaisen energian CO2-päästöihin. Rakentamisen osalta on viime aikoina alettu miettiä esimerkiksi sitä, kuinka paljon voidaan käyttää kierrätysmateriaaleja ja miten rakennusmateriaalien valmistuksessa voidaan vähentää päästöjä.

Tutkijaopettaja Antti Kosonen LUT School of Energy Systems -laitokselta toteaakin, että rakentamisen aikaisesta energian käytöstä ja sen uudistamisesta on puhuttu vasta vähän. Enemmän on esillä se, miten rakennusten energialähteissä on siirrytty kohti vähäpäästöisempiä ja uusiutuvia vaihtoehtoja. 

Arvioiden mukaan rakennusten elinkaaren hiilijalanjäljestä noin puolet tulee rakennusmateriaaleista ja rakentamisen prosesseista. Näyttää siltä, että tulevaisuudessa rakentamisesta aiheutuvien päästöjen suhteellinen osuus rakennusten elinkaaren päästöissä kasvaisi, koska rakennusten energiatehokkuus kehittyy ja energian tuotannosta syntyy vähemmän päästöjä.  

Kososen mielestä kaikki innovaatiot, joilla voidaan vähentää fossiilisten polttoaineiden käyttöä, lisäävät rakentamisen vastuullisuutta. Samalla voidaan edistää rakentamisen vihreää siirtymää, kun kehitetään myös rakennustyömaiden toimintaa, kaluston käyttöä ja logistiikkaa.

Mitoitus profiilikuormituksen mukaan

Kosonen toteaa, että aurinkosähkö sopii hyvin myös rakennustyömaille.

– Isoimmat ennakkoasenteet aurinkosähkön työmaakäytössä liittyvät epäilyihin siitä, ettei aurinkosähkön teho riitä isojen työmaakoneiden pyörittämiseen. Kyllä se riittää, kun paneelit ja akustot mitoitetaan oikein rakennustyömaan profiilikuormituksen mukaisesti. Kaikki on kiinni mitoituksesta, Kosonen tiivistää.

Aurinkopaneelien ja akkujen teknologia on jo niin kehittynyttä, että hyvien järjestelmien avulla aurinkosähkö on todellinen, vastuullinen ja mahdollisesti taloudellinenkin vaihtoehto rakennustyömaille varsinkin niillä alueilla, joissa ei ole sähköverkkoa. Järjestelmien hyötysuhteet kehittyvät koko ajan ja akustojen tehotiheys paranee.

– Rakennustyömaan oma energiantuotanto nähdään jatkossa entistäkin tärkeämpänä niin puhtaan sähkön kuin kustannustehokkuudenkin takia. Aurinkosähköä voi käytännössä tuottaa merkittävissä määrin kahdeksan kuukautta vuodessa Suomessa. Nyt tarvitaan edelläkävijöitä, jotka haluavat soveltaa jo olemassa olevaa teknologiaa. 

Kososen tavoitteena on, ettei dieselgeneraattoreita tarvittaisi lainkaan silloin, kun auringon paistetta on saatavilla. Aurinkokäyttöiset generaattorit ovat myös hiljaisia, eikä niistä tule pakokaasuja.

– Kiinteästi asennettujen aurinkopaneelien rinnalla isommalla työmaalla voisi olla myös optimaalisesti sijoitetut paneelit maatelineissä. Rakentaminenhan kestää usein pitkään, Kosonen ideoi.