Auringon lämmitysvaikutus

Julkaistu

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