Auringon lämmitysvaikutus

Aurinkoa Ruoholahdessa

Auringonpaistetta Helsingin Ruoholahdessa. Kuva: Mika Toivonen

Armas aurinkomme tarjosi viikonloppuna mukavan ulkoilukelin. Viikonlopun havaintohistorian perusteella vaikuttaisi siltä, että auringon paisteesta on saatu nauttia laajalti koko Suomessa. Talven niska näyttää taittuneen ainakin Etelä-Suomen korkeuksilla, mutta tiedä tuosta. Sää on ollut varsinkin lumen suhteen melkoinen Pandoran lipas jo koko talven.

Aurinko säteilee jatkuvasti melko tasaisella teholla. Auringon säteilyvuon tiheyttä ilmakehän ulkorajalla nimitetään aurinkovakioksi. Keskimäärin päiväntasaajan kohdalla yläilmakehässä auringon koko säteilyspektri huomioiden aurinkovakion arvoksi on mitattu 1,366 kW/m2. Hyvin pientä vaihtelua on havaittavissa vuodenajan ja auringon aktiivisuuden mukaan. Historiankirjoihin on jäänyt muutamia nimettyjä kausia, mm. Maunderin ja Daltonin auringonpilkkuminimit, pilkkumaksimi 1950-luvun lopulla sekä nyt alkanut vuosien 2012-2013 maksimi.

Aurinkomyrskyjen tiedetään aiheuttavan ongelmia sähkönjakeluun ja tietoliikenteeseen, mutta auringonpilkkujen vaikutus ilmastoon on ongelmallisempi selvittää. UV-säteilyn osuus auringon säteilyspektrissä vaihtelee pilkkujen aktiivisuuden mukaan, mutta muuten on vaikea sanoa varmaksi mitään. Tutkimuksia on puoleen jos toiseen. Voi olla parempi tyytyä toteamaan, että ilmasto muuttuu joka päivä. Tänään on hieman erilainen ilmasto kuin eilen.

Auringon vuosittainen insolaatio Euroopassa. Lähde: PVGIS © European Communities, kts. lähdeviitteet

Maan pinnalle tietyssä ajassa saapuvaa auringon säteilytehoa pinta-alayksikköä kohden kutsutaan insolaatioksi. Säteily on tässä vaiheessa vaimentunut, sironnut ja heijastunut ilmakehässä. Vuosittaisen kokonaissäteilyn määrittämiseksi tulee huomioida myös aurinkotunnit. Lapissa kaamoksen aikaan on turha odottaa auringonpaahdetta, mutta valoisan kesän runsaampi hajasäteily puolestaan hieman tasaa tilannetta etelän ja pohjoisen välillä. Keskimäärin vuotta kohden saatava auringon kokonaissäteilyn määrä Suomessa on noin 850 kWh/m2.

Kaikkien asuntojen voi ainakin jollain osuudella ajatella lämpiävän aurinkoenergialla. Keskellä kylmää talvea tämä osuus ei riitä pitämään torppaa lämpimänä, mutta kesäisin lämpöenergiaa voi helleviikkoina kertyä liiaksi saakka.

Asuntojen energiataseessa pitää peruslämmityksen, tuuletuksen, ikkunoiden laadun, lämmön talteenoton ja eristyksen lisäksi huomioida asunnossa kävelevien säteilylämmittimien lukumäärä, sillä kukin ihminen säteilee lämpöenergiaa noin 100 watin teholla. Aamusuihkun aikana kaadamme suoraan viemäriin suuret määrät lämpöenergiaa, mikäli lämmön talteenottoa ei ole järjestetty.

Rakennustekniikassa on energiakysymykset ovat olleet esillä kautta aikojen. Taloja tiedetään tilkityn sammalella, paperilla ja sahanpuruilla. Tulisijan hormin pelti on syntynyt tarpeesta estää lämmön karkaaminen harakoille kovan lämmityksen jälkeen. Nykyään melko hyvin asiansa ajaneet luonnonmateriaalit on korvattu uusilla materiaaleilla, joten olisi syytä huomioida myös materiaalien valmistukseen käytetyn kokonaisenergian kulutus. Yhtenä eristeaineena käytetyn polyuretaanivaahdon valmistus on varsin paljon energiaa kuluttava prosessi.

Katolle nostetut aurinkopaneelit eivät nekään valmistu itsestään, vaan valmistusmateriaaleja pitää ensin louhia, valmistaa laitteet ja kuljettaa lopulliselle käyttöpaikalleen. Tämä kaikki kuluttaa energiaa. Hyötysuhdekin voi olla jotain muuta kuin mitä mainosmies brosyyreissään lupasi. Tilanne on tosin ratkaisevasti paranemassa uuden sukupolven aurinkopaneeleissa.

Tietenkään lämmitykseen tehtäviä investointeja ei pidä ajatella niin mustavalkoisesti, että ne hetkessä maksaisivat itsensä takaisin. Valmistuttuaan esimerkiksi passiivitalo saa kuluttaa ainoastaan neljänneksen normaalista rakennussäädösten mukaan valmistetusta talosta. Energiankulutusta voi vähentää myös ennakoimalla säätä. Lämmityksen voi aloittaa jo hiukan ennen kylmiä säitä ja pienentää ennakkoon sään lämmetessä jälleen.

Aurinkoenergiaa voi ottaa talteen myös lämpönä aurinkokeräinten avulla. Markkinoilla on useita laitteistoja esimerkiksi käyttöveden lämmittämiseen. Käsistään kätevä isäntä tai emäntä voi rakentaa aurinkokeräimen itsekin. Satunnaista mökkikäyttöä varten voi nostaa mustaksi maalatun vesitynnyrin riittävän korkealle paahteiseen auringonpaisteeseen.

Aurinkoa pitää kiittää elämästä maapallolla. Me syömme päivittäin kasvien yhteyttämää aurinkoenergiaa. Nautitaan siis auringon säteilystä monin eri tavoin!

Lähteet:

PVGIS © European Communities, 2001-2008. Šúri M., Huld T.A., Dunlop E.D. Ossenbrink H.A., 2007. Potential of solar electricity generation in the European Union member states and candidate countries. Solar Energy (in press), http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/

http://fi.wikipedia.org/wiki/Insolaatio

http://en.wikipedia.org/wiki/Sun

http://en.wikipedia.org/wiki/Sun_spot

http://fi.wikipedia.org/wiki/Passiivitalo

Tämä kirjoitus kuuluu kategoriaan Huomioita säästä. Tagit: , , , . Pysyvä linkki.

15 vastausta kirjoitukseen

  1. Tomi sanoo:

    ”Keskimäärin vuotta kohden saatava auringon kokonaissäteilyn määrä Suomessa on noin 850 kWh/m2.”

    Lienee kuitenkin watteja, ei kilowatteja.

    • Mika Toivonen sanoo:

      Jep! Kiitos huomiosta. Korjataan.

      • Mika Toivonen sanoo:

        Hmm. Korjasinkin takaisin. Lukema tosiaan on 850 kWh/m2 vuodessa. Kyseessä on koko vuoden kertymä.

  2. Allu sanoo:

    Toivon itse, että aurinkoinen ja tuuleton sää jatkuisi pitkään, mutta mistä johtuu äkillinen auringonpaiste ja tuulten tyyntyminen? Mietin vain sitä. :)

    • Mika Toivonen sanoo:

      Forecan päivystävän meteorologin Ilkka Alangon mukaan tässä on ollut korkeapainetta ja pohjoisesta virrannut kuivaa ilmaa. Nyt kun blogeja on poikkeuksellisesti julkaistu (vahingossa) kaksi samana päivänä, niin saatte tuplasti luettavaa. Suosittelen Liisa Rintaniemen blogia juuri samasta aiheesta:

      http://blogi.foreca.fi/2012/03/aurinkoinen-alku-viikolle-kuinka-pitkaan-se-jatkuu/

  3. Allu sanoo:

    Ahaaa… se pitää sitten lukea. :)

  4. denky sanoo:

    Hieman outoa rinnastaa Maunderin minimi ja nyt myohassa alkanut pieni jaksomaksimi toisiinsa. Voi jaada lukijalle vahan vaara kuva asioista. Maunderin minimi kuitenkin oli aivan eri jakson minimi kuin tama perussykli, jonka maksimi nyt on meneillaan. Lisaksi tama tamankertainenhan tosiaan alkoi myohassa ja nayttaisi jaavan edellisia vaisummaksi ja jos jotain niin pidemmissa jaksoissa oltaisiin kenties menossa kohti rauhallisempia aikoja, siis kenties jonkin sortin minimia.

    • Mika Toivonen sanoo:

      Hei, kiitos palautteesta. Lähinnä tuossa oli vain luetteloitu historiankirjoihin kirjattuja jaksoja. Rinnastus nykyhetkeen ei tietenkään ollut tarkoitus. Auringon aktiivisuus ja sen vaikutus ilmakehän tilaan on monella tapaa erittäin mielenkiintoinen aihe käsitellä, mutta tällä hetkellä siihen on vaikea ottaa mitään selkeää kantaa. Näkemyksiä lienee yhtä paljon kuin on tutkijoitakin. Kaukaa historiasta on lisäksi melko mahdoton löytää luotettavaksi verifioitavaa mittausdataa, sillä auringon säteilytehoa on kyetty mittaamaan satelliiteilla ilmakehän ulkopuolelta vasta varsin lyhyen aikaa.

  5. Jari Kårlund sanoo:

    Åbo Akademin sääsivuilla http://at8.abo.fi/cgi-bin/fi/weather_graphs on erilaisia vinkuroita Turun säätilasta mm aurinkotehosta. Klikkaamalla käyrää saa esiin pidemmän aikavälin kuvaajan.

    • Mika Toivonen sanoo:

      Hyvä, kiitos! Pari muutakin linkkiä auringon tämänhetkisestä tilasta:

      SOHO, the Solar & Heliospheric Observatory
      http://soho.nascom.nasa.gov/data/realtime-images.html

      ja aiheeseen hyvin läheisesti liittyvistä revontulista:
      Auroras Now!
      http://aurora.fmi.fi/public_service/

  6. Allu sanoo:

    Tämä ei varsinaisesti liity tähän blogiin, mutta, kun katselin eilen aamulla ylen säätä telvisiosta ja, kun lämpötilakartat oli näytetty niin sitten näytettiin ilmanlaatuja. Yllätyin, kun Turussa ilmanlaatu oli todella huono ja Helsingissä joko huono tai tyydyttävä. Johtuiko Turun huono ilmanlaatu siitä, kun tuuli ei puhalla niin ilma seisoo paikallaan? Ja Helsingissä tuuli puhaltaa melkein koko ajan niin ilma vaihtuu, mutta Helsingissä, kun on paljon väkeä saasteet huonontaa ilmaa. :(

    • Mika Toivonen sanoo:

      Kyllä se näin menee. Tällä hetkellä näyttäisi havaintojen perusteella olevan Helsingissä ja Turussa tyyntä tuulta. Kylmällä ja tyynellä säällä ilma ei pääse sekoittumaan riittävästi. Kylmällä säällä myös energiankulutus on suurempaa lisäten päästöjä entisestään. Myöhemmin keväällä on lisäriesaa myös katupölystä.

  7. Roska-Reiska sanoo:

    ”Aamusuihkun aikana kaadamme suoraan viemäriin suuret määrät lämpöenergiaa, mikäli lämmön talteenottoa ei ole järjestetty”

    Tämä on tilanne miltei kaikissa Suomen rakennuksissa. Lämmöntalteenottojärjestelmät keskittyvät tällä hetkellä poistoilman energian talteenottoon. Harmaan veden lämmön talteenotto tekee vasta tuloaan.

  8. Petri Savolainen sanoo:

    Hei, onko tuo EY:n PVGIS-tietokanta jossain avoimesti saatavilla? Kiinnostaisi rakentaa verkkopalvelu johon voisi syöttää osoitteen, paneelin koon ja kulman jne. ja sen perusteella järjestelmä laskisi vuosittaisen sähköntuoton. Tällainen palveluhan on EY:n sivustolla olemassa, mutta se ei tietenkään ole suomeksi, ja sen käyttö on matti meikäläiselle hankalaa ja sekavaa.

    • Mika Toivonen sanoo:

      Kyllä tuo data on jakelussa ESRI ascii grid -formaatissa ja näytti olleen saatavilla Excel-muodossakin: http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/download/download.htm

Forecan blogissa on käytössä kommenttien esimoderointi eli blogin ylläpitäjän on hyväksyttävä kommentti ennen kuin se näkyy blogissa. Kommentteja käydään läpi toimistotyöajan puitteissa.

Blogin keskusteluun voi osallistua asiallisilla, aiheeseen liittyvillä ja toisia kunnioittavilla kommenteilla. Viestejä voidaan jättää julkaisematta ylläpidon harkinnan mukaan, esimerkiksi jos viesti on loukkaava, ei liity blogin aiheeseen, sisältää selkeää tahallista provosointia tai on muutoin asiaton.