Kas katus toodab elektrit? Ja kuidas veel!

Eestis väljatöötatud plekk-katus toodab elektrit – see, kunagi ulmelisena tundunud lahendus, läheb nüüd juba paljude majade katustele nii, et katuse saamise järjekord on veninud mitme kuu pikkuseks. Kirjutab Kaido Einama.

Eesti katuse omapära võrreldes kasvõi Tesla päikesenergiakatustega on aga see, et tegemist on Põhjamaade jaoks traditsioonilise valtsplekk-katusega. See tähendab, et pleki saab katusele tavaline plekksepp ja paneelide ühendamine pole ka mingi raketiteadus. Kuidas päikesepaneelidest saab katusekate, on juba keerulisem. Sellega tegeleb Eesti firma Roofit.solar, mis on hea näide inseneriettevõttest, kus vajadus tekitas lahenduse, mis hiljem sai tooteks ja nüüd ootab juba ees idufirma staatusest tööstusettevõtteks laienemine.

„Planeerisin kunagi ise maja, see oli umbes viis aastat tagasi, päikesepaneele aga ei tahtnud katusele panna,“ jutustab elektrit tootva plekk-katuse lahendusest selle väljatöötaja, firma tegevjuht Andri Jagomägi.

Ilusamat lahendust otsides polnud vaja kaugele vaadata – kuna Andri töötas siis Tallinna Tehnikaülikooli (TalTech) materjalitehnika instituudis ja tegeles päikeseenergia materjalidega, siis loomulikult hakkas küpsema idee teha midagi sellist, mis oleks ehituses pealtnäha tavaline, kuid toodaks samal ajal ka päikeseenergiast elektrit.

Kaks aastat tagasi saigi loodud ettevõte, mis hakkas energiakatust välja töötama.

Plekk kui põhjamaine lahendus

Aasta arendustegevust ja pool aastat toote lihvimist kulmineerusid esimese katuse paigaldamisega. Kui Tesla paigaldab Californias päikeseelementidega kivikatuseid, siis Põhjamaades on levinud pigem plekk-katused, seda tehnikat on lihvitud mitusada aastat ning plekile asutigi uut toodet paigutama.

„Päikesepaneeli põhikomponent on kristalliline räni,“ jätkab Andri, kes on TalTechis läbinud ka tehnilise füüsika doktorantuuri ja olnud teadur nii TalTechis kui Loughborough ja Strathclyde´i ülikoolides. „See on praegu ka hinnalt kõige konkurentsivõimelisem. Päikesepaneelide materjali hangime paljudest kohtadest Liechtensteinist Rootsini.“

Tallinna Tehnikaülikoolis uuritakse ka hoopis teistsuguse koostisega õhukesekihilisi materjale, mis päikesekiirgusest elektrit toodavad, kuid praktikas veel need kasutuses pole. „Uuringute ja katsetega on jõutud juba päris kaugele, aga hetkel on ränikristall veel praktikas kõige parem,“ selgitab ta.

Katus kannatab kõike

Ränikristall on teatavasti üsna habras ja rabe. Kuidas see katusel vastu peab, kus meie kliimas esineb torme ja rahet, talvel rõhub mõnikord peale paks lumekiht ja päike võib kiiresti vahelduda pakasega? Roofit.solar ise reklaamib oma paneele kui löögi- ja tallamiskindlaid, isegi mõned videod on tehtud, kus katusepaneelide peal hüpatakse ja nendega ei juhtu midagi.

Seegi on üks arendustöö tulemustest – ränikristallid lamineeritakse kahe õhukese, kuid tugeva kihi vahele. All on toekas metall, peal aga karastatud klaas. Mõlemad kihid kokku annavad nii mehaanilise kui keemilise stabiilsuse.

Ees ootab automatiseerimine

Praegu on Tallinna lähedal Väänas asuv tootmine veel väike: 70 protsenti käsitööd, 30 protsenti automaatikat. Jagomägi lubab, et mahtude suurenedes pöördub suhe teistpidiseks: 70% automaatikat ja 30% käsitööd. Tootmise automatiseerimine on hädavajalik, sest mahtude kasvamiseks on janunev turg olemas. Eriti Rootsis, lisab Jagomägi, kus selliseid keskkonnasõbralikke ja energiasäästlikke lahendusi praegu väga hinnatakse. Esimesed paar katusekomplekti ongi juba Rootsi teele läinud.

Plekksepa jaoks vahet pole

Ehkki tegemist on ülimoodsa päikesepaneelikatusega, ei erine selle paigaldamine tavalise plekk-katuse omast. Jah, üht-teist tuleb tõesti lisaks teha – näiteks iga plekilehe paigaldamisel ühendada naaberpaneelidega plussid-miinused, et kogu katus ühtse süsteemina elektrit tootma hakkaks.

Tootja annab päikesepaneelile 30-aastase garantii. See tähendab, et kolme dekaadi jooksul võib energiatootlus väheneda mitte rohkem kui 15 protsenti. Muidugi jätkab paneel ka pärast garantiiaja möödumist energiatootmist, sest see ei lähe katki. Võimalik, et 30 aasta pärast on aga juba palju efektiivsemad tehnoloogiad, sest praegune ränikristallidel põhinev tootmine tagab 20–22% efektiivsuse.

Katus võiks vaadata itta ja läände

Tootja soovitab päikesepaneelidega katuse panna vaatama itta, lõunasse ja läände. Kui on viilkatus, mille küljed on vaid idas ja läänes, on ka väga hea: hommikul toodab idapoolne, päeval on enamasti pererahvas kodust ära ning õhtul asub tööle läänepoolne katus.

Optimaalne kalle päikesekatusel on 20–60 kraadi ja ega enamasti Eesti majade katusekalded, kui tegemist on plekk-katusega, sellest vahemikust välja ei jäägi.

Aina enam on hakatud ka fassaadidele plekki panema – sinnagi sobib päikesepaneelidega valtsplekk-sein, sest fassaadidel hakkab talveajal tööle lumepeegeldus, mis annab lisaenergiat.

Katusetegijatel pole arhitektile erilisi soovitusi – või kui, siis ainult, et lõuna poole maksaks võimalikult vähe projekteerida katusest väljaulatuvaid osasid – korstnaid, maste jms.

Päikesekatusega üksi ära ei ela

Kuigi Eestis on päikest aastaringselt sama palju kui Põhja-Prantsusmaal, on sellega üks probleem. Meie laiuskraadil jaguneb seda aasta peale väga ebaühtlaselt – suvel on poole ööni, talvel vaid mõni tund, kui ei juhtu pakse pilvi olema, mis energiatootmise peaaegu olematuks muudavad. Kuid katusest on ikka abi.

Tavaliselt sobib päikesekatus lisaenergia tootmiseks – näiteks siis, kui omal vaja läheb, tarbitakse (tasuta) katuseelektrit. Kui päeval, mil kedagi kodus pole, jääb elektrit üle, siis müüakse see võrku tagasi. Seega teenib katus kokkuvõttes päikesepaistelisel ajal, pimedamal ajal aga saab seda teenitut kulutada võrgust elektrit tagasi ostes.

Jagomägi toob näite katuse tootlikkusest:

• Keskmine maja tarbib 4000 kWh aastas
• Sellises mahus elektrit toodaks ca 40–50 ruutmeetrit katusepinda – aasta jooksul saaks selle tarbimise katta
• Paraku jääb suvel energiat üle, talvel aga puudu

Elekter kütuseks?

Jagomägi sõnul ei ole veel sellist lahendust paigaldatud, et keegi katusega ainult oma energiavajadust rahuldaks: „Siis läheb vaja juba kohapealset energiasalvestust. Traditsiooniliselt on selleks akud,“ selgitab ta.

Akutehnoloogia ja muud salvestusviisid muutuvad tema sõnul aga aina odavamaks. Lisaks tuleb juurde uusi huvitavaid lahendusi – üks neist näiteks on Power-to-Gas ehk energia muundamine kütuseks. Andri Jagomägi sõnul sobiks see hästi ka päikeseenergia tootja koju, sest sel ajal, kui energiat üle jääb, saab seda kasutada näiteks vesiniku tootmiseks hüdrolüüsi teel.

Vesinik aga on väga hea kütus, mida võib tarvitada hiljem kas elektrigeneraatoris või näiteks oma vesinikuautos.

Võib ka pumbata vett kuhugi kõrgemale, et hiljem, päikesevaesel ajal seda hüdroenergiana tarvitada. Paraku on Eesti suhteliselt lame maa, kus pole kõrgeid kohti, kuhu vett pumbata.

Kas päikesekatus tasub ennast ära?

Loomulikult on päikesepaneelidega plekk-katus kallim kui tavaline, aga samas toodab see energiat ja kuna peagi ähvardatakse elektrihinna olulise tõusuga, muutub ka tasuvusaeg hoobilt lühemaks.

Kui komplekti kuulub kõik, mida tavalise plekk-katuse paigaldamiseks vaja pluss päikesepaneelidega plekid, siis tuleb hind 30–50 protsenti kallim. Samas peaks tasuvusajaks jääma ca 15 aastat koos toodetava elektriga. Kui katuse garantii on 30 aastat, siis lihtne rehkendus näitab, et oma eluea jooksul maksab katus end ise kinni ja teenib ette ära järgmise katuse raha.

 

MIKS PÄIKESEKATUS?

• Integreeritud paneelidega päikesekatus on ilusam – näeb välja nagu tavaline katus
• Päikesepaneelide kinnitusi ja konstruktsioone ei ole vaja
• Materjali kulub vähem – paneeli raamideks on katusekate ise
• Paigaldamisel on oluliselt vähem tööd kui tavalise katuse ja tavaliste päikesepaneelide paigaldamisel