Keski-Suomessa sijaitsevan kiinteistön vuotuinen
energiantarve lämmitykseen on 30 000 kWh vuodessa. Kuinka suuri pinta-ala aurinkolämpöpaneeleja riittäisi tämän lämpömäärän varaamiseen maahan lämpimän kauden aikana, maalämpöjärjestelmään, talvikauden energiatarpeeseen? 

Professori Kai Siren, energiatekniikan osasto, Aalto-yliopisto sekä johtava tutkija Teppo Arola, Geologian tutkimuskeskus:

Lämmön varastoiminen maahan on tärkeä tutkimuskohde tällä hetkellä pyrittäessä kohti hiilineutraaliutta. Menetelmää hyödynnetään jo käytännössä. Usein on vielä kyse ylijäämälämmön varaamisesta. Esimerkiksi teollisuuslaitokset tai suuret kauppakeskukset saavat näin talletettua maahan ja myöhemmin hyödynnettyä hukkalämpöä ja viilennystarvettaan.

Lämpöä voidaan varastoida maassa muun muassa kallioperään, saveen, pohjavesivarantoihin tai maanalaisiin vesisäiliöihin. Geologia sanelee maaperätutkimusten jälkeen, mikä tapa on optimaalinen tai ylipäätään mahdollinen.

Aalto-yliopistossa on tutkittu aurinkolämmön varaamista maahan asuinkorttelin tarpeisiin. Mukana oli sata taloa, joiden katoille asennettiin aurinkolämpökeräimiä ja -sähköpaneeleita. Kausilämpövarastona toimivat vesitankki ja porakaivovarasto, ja maalämpöpumppu tehosti järjestelmän toimintaa.

Tärkein tutkimustulos oli, että maavarastot ovat alttiita suurelle lämpöhävikille. Tutkimuskohteessa katosi puolet tai jopa 60 prosenttia lämmöstä vuoden aikana maaperään. Siis vain 40-50 prosenttia saatiin käyttöön.

Kysyjä toivoo löytävänsä keinon varastoida aurinkolämpöä yhden kiinteistön lämmitystarpeisiin, joka on 30 000 kilowattituntia vuodessa. Kokemuksen perusteella voidaan todeta, ettei ole järkevää lähteä tällaiseen pienen kokoluokan lämpöä maaperään varastoivaan hankkeeseen.

Ensinnäkin, tarvittaisiin massiivinen määrä aurinkolämpöpaneeleja. Tarkka luku selviäisi vasta monimutkaisten laskelmien jälkeen tietokonemallinnuksen avulla. Aurinkolämpöpaneelien hyötysuhde ei ole vakio kuten aurinkosähköpaneelien, vaan riippuu monista tekijöistä, esimerkiksi ulkolämpötilasta. Laskelmaan tarvittaisiin tarkempaa tietoa kiinteistön sijainnista sekä myös geologiasta, jotta voitaisiin arvioida mahdollinen hävikki. Mitä pienemmässä mittakaavassa lämmön kausivarastointia maahan tehdään, sitä isompaa lämpöhävikki todennäköisesti on. Se voi olla jopa 80 prosenttia.

Idea on sinänsä hyvä. Maalämpökaivo on edullinen ja toimiva tapa varastoida lämpöä maahan. Samaa kaivoa voidaan käyttää molempiin suuntiin, jolloin lämpöä ladataan kesällä ja otetaan talvella. Tulevaisuudessa näin luultavasti tehdään myös pientaloissa. Vielä tarvitaan tutkimus- ja kehitystyötä, jotta siitä tulee taloudellisesti kannattavaa.