Pientuulivoimala on luotettavasti sähköä jauhava kokonaisuus, kun sitä testataan äärimmäisissä olosuhteissa. Lempääläläinen yritys on hyödyntänyt tuotekehityksessään pioneeriasiakkaita.

Joulukuisena päivänä aurinkoa ei 70 metriä korkean Inarin Joukkaisvaaran huipulla näkyisi, vaikka se sattuisi paistamaan. Vallitsee kaamos. Sen sijaan tuulee 4–5 m/s, joten Hannu Mäkisen hybridivoimalan toinen osa, Finnwindin 4 kW:n Tuule C200 -tuulivoimala tuottaa mukavasti sähköä.

Hybridivoimalan toisen puolen muodostaa 1340 W:n aurinkopaneelin kokonaisuus. Sähkön tuotannossa se on kaamoksen aikana hyödytön, mutta kesällä parhaimmillaan, kun aurinko möllöttää taivaalta esteettä vuorokauden ympäri.

Mäkisen lisäksi tuulisähkön tasainen tuotanto pitää tyytyväisenä myös Finnwindin toimitusjohtajan Ismo Kantosen, joka on vuosien mittaan hyvin tiiviisti seurannut Joukkaisvaaran huipun tuulivoimalan toimintaa.

Yrityksen pientuulivoimalat on kehitetty haastavissakin sääolosuhteissa kestäväksi ja varmatoimiseksi nimenomaan testikäyttäjien kokemuksia hyödyntäen. Mäkisen pientuulivoimalan sijainti on osoittautunut erityisen hyödylliseksi, sillä paljon hankalampia olosuhteita tuulivoimalalle on vaikea löytää.

Testikäyttäjänä Mäkinen on myös ollut ideaalinen, sillä eläkkeellä olevana sähköasentajana hän on enimmäkseen paikalla seuraamassa tuulivoimalansa toimintaa ja pystyy sitä myös tarvittaessa itse huoltamaan.

Tukikohta vaaran huipulle

Hannu Mäkinen viihtyy korkealla, kuten entisen Lahti Energian sähköasentajan työmaat paljastavat. Huimata ei saa, kun asentaa valonheittimiä Lahden kuuluihin radiomastoihin.

Inariin paikallisten asukkaiden Huippu-Hannuna tunnetun miehen toi – ei niinkään lapinhulluus, vaan kuten hän itse sanoo – suoranainen kaistapäisyys. Lapissa kaiken vapaa-aikansa viettävä mies tarvitsi tukikohtaa. Mökin rakentaminen 1998 oli luonteva ratkaisu ja paikka Joukkaisvaaran laella puolestaan ideaalinen.

Mäkisen kodissa on kaikki mukavuudet. Pääasiallisesti hän lämmittää puukamiinalla ja valmistaa ruokansa kaasuhellalla. Sähköllä käyvät mikroaaltouuni, kahvinkeitin, tv, tietokone, jääkaappi ja ulkona sijaitseva pakastin. Hyvät sisä- ja ulkovalot varmistavat, ettei pimeästä tarvitse kärsiä. Talossa on normaali 230 V -sähköjärjestelmä. Valaistus tosin on toteutetun 12 voltin akkujännitteellä.

Sähköverkossa Mäkisen talo ei ole kiinni. Suurimmaksi osaksi hän tuottaa tarvitsemansa sähkön omalla hybridijärjestelmällään tuulesta ja auringosta.

Ratkaisu ei ole pakon sanelema. Sähkölinja sijaitsee 300 metrin päässä vaaran juurella. Mäkinen oli kuitenkin tiedustellut asiaa ja päätyi siihen, että liittyminen olisi aika kallis ratkaisu. Ammattilaisena hän halusi myös saada selville, miten sähkön tuottaminen onnistuisi vaaran laella.

Kaikki sai alkunsa yhdestä 65 watin aurinkopaneelista, jolla oli tukena pieni 2 kW:n bensiinikäyttöinen aggregaatti. Niillä Mäkinen tuli toimeen uudessa mökissään. Vähitellen hän hankki lisää paneeleita ja aggregaattikin on vuosien saatossa vaihtunut 5,5 kW:n dieselversioon. Suurempitehoista aggregaattia tarvitaan kaamosajan tyyninä päivinä sähköntuotannossa, mutta myös isompitehoisille koneille, kuten klapisirkkelille.

Kuten hyvin tiedetään, aurinko ei paista Lapissa ympäri vuoden. Mäkinen oli miettinyt tuulivoimalaratkaisua pitempään, mutta ihan pientä parinsadan watin ratkaisua hän ei halunnut lähteä hankkimaan. Hän ei uskonut sen kestävän vaaran tuuliolosuhteita.

”En myöskään halunnut mitään Kiinassa tehtyä myllyä. Ei niihin voi luottaa eikä niin kaukaa olisi saanut mitään apua ongelmatilanteissa.”

Niin hänestä tuli Finnwindin pioneeriasiakas.

Mäkisen hybridijärjestelmän pientuulivoimala

Pientuulivoimala on Finnwindin 4 kW:n Tuule C200 ja aurinkopaneeleita on kaikkiaan 1340 W.

Ammattimies on varmistanut, ettei jännitehäviöistä ole pelkoa. Aurinkopaneelit (4 x 85 W) sijaitsevat 60 metrin päässä ja niillä on oma säätäjänsä. Niille Mäkinen valitsi 32 mm2:n alumiinimaakaapelin ja 1000 W:n aurinkopaneeleille onkin 50 mm2:n kaapelin.

”Yleensäkin, mitä pienempi jännite, sitä paksumpi kaapeli tarvitaan!”

Vaikuttavan näköinen sähköpääkeskus sijaitsee Mäkisen varaston seinässä.

Järjestelmään kuuluu kolme invertteriä, jotka muuttavat aurinkopaneeleiden ja tuulivoimalan tuottaman tasavirran vaihtovirraksi. Pienin, 150 watin invertteri on radiota ja tv:tä ja puhelinta varten, kaksi suurempaa 2 kW:n invertteriä jääkaappia, pakastinta, mikroa ja kahvinkeitintä varten.

Hybridijärjestelmään kuuluu akkujärjestelmä: kuusi 230 Ah:n tavallisia kuorma-auton lyijyakkuja sekä 5,5 kW:n dieselaggregaatti.

Auringon ja tuulen tuottama sähkö on tietysti varastoitava. Aluksi akut sijaitsivat mökin alla kylmässä ja niitä oli Mäkisen mukaan vaikea saada ladattua täyteen. Nykyisin akuilla on lämpöeristetty, alaosaltaan hiekalla täytetty koppi, joka pysyy lämpökaapelin avulla nolla-asteisena.

”Kalliita ”hyytelöakkuja” ei todellakaan tarvita”, hän huomauttaa.

Aurinkopaneeleilla tai tuulivoimalalla tuotettua sähköä käytetään sähkölaitteissa ja ladataan akkuihin. Ylijäämäsähkö ohjataan lämmitykseen. Sitä varten asunnossa on sähköpatterit ja sauna- ja varastorakennuksessa pieni 6 kW:n sähkökiuas, jota ei siis käytetä saunomiseen.

”Tuulivoimalalla on oltava 6 kW:n jarrukuorma, ettei se pyöri holtittomasti”, Mäkinen selittää.

Joulukuisessa lumimyrskyssä tuulimittari näytti huippua 22 m/s. Sellaisella tuulella sähköä varmasti riittää. Hyvästä tuulesta osa tosin menee hukkaan, sillä mylly alkaa jarruttaa noin 12 m/s tuulella estääkseen ylikierrosten aiheuttamat mahdolliset vauriot.

Hyvä puoli tuulisessa tontissa on tietysti luotettava sähköntuotto; parhaimmillaan tuulivoimala on tuottanut viikossa sähköä huikeat 180,7 kWh. Viiden vuoden ajalta sähköä on saatu vuorokaudessa keskimäärin 8,7 kWh ja keskivuosituotto neljän vuoden aikana on ollut 3 376,58 kWh. Vaihteluväli vuodessa on tuulisuuden mukaan ollut 2 851–3 689 kWh.

Aurinkosähkövoimalansa tuottoa Mäkinen ei ole mitannut eikä tiedä sähkönkulutustaan tarkalleen. Polttoöljynkulutuksensa hän sen sijaan tietää. Alkuvuosina, kun talossa oli vain pari aurinkopaneelia, sitä saattoi kulua toistatuhatta litraa vuodessa. Vuosina 2013-14, kun käytössä oli jo tuulivoimala mutta ei vielä viimeisintä 1000 watin aurinkosähköpaneelilisäystä, polttoöljyä kului vain 160 litraa.

Lähes koko ensimmäisen vuoden asentamisen jälkeen Mäkisen pientuulivoimala tuotti sähköä moitteettomasti. Koska tuotekehitystä tarvittiin, matkasi uuden sukupolven Tuule C200 -voimala Joukkaisvaaralle vuonna 2014.

Lue lisää:

Oman kulutuksen ylittävä aurinkosähkö kannattaa myydä sähköverkkoon

Mikä luku ratkaisee aurinkopaneelien tehokkuuden?

Aurinkokennoissa nopeaa kehitystä