Älykäs sähköverkko – energian internet
1900-luvun merkittävä teknologia, sähköverkko, vaikuttaa nyt verraten tyhmältä ja passiiviselta. Sähköä virtaa yhteen suuntaan keskitetysti suurista voimalaitoksista loppukäyttäjille.
Älykäs sähköverkko yhdistää sähkövoimateknologiat tietokoneohjelmiin, älykkäisiin laitteisiin ja automaatioon. Verkolle on tyypillistä aktiivinen ja monisuuntainen energiavirta. Verkko sopeutuu, ennakoi, mitoittaa ja korjaa itseään automaation avulla. Tuloksena on luotettavampi, joustavampi ja tehokkaampi järjestelmä.
Älykäs sähköverkko (smart grid) on markkinapaikka hajautetulle energiantuotannolle eli energian tuottamiselle useissa pienissä yksiköissä. Tulevaisuudessa asiakkaat saattavat tuottaa oman sähkönsä kotona ja myydä ylijäämän verkkoon. Esimerkiksi omaan käyttöön pystytetty tuulivoimala saattaa tuottaa tuulisina päivinä enemmän sähköä kuin taloudessa tarvitaan. Lähivuosina nähdään pilottiprojekteja.
CHP - Suomen edelläkävijä
Lämmön ja sähkön yhteistuotanto (CHP) tarkoittaa energian tuotantoprosessia, jossa sähköntuotannossa syntyvä ylimääräinen lauhdelämpö käytetään kaukolämpöverkossa.
Maailmalla ja EU:ssa yhteistuotanto on vähäistä. Suomi on edelläkävijä yhteistuotannossa. Siten tuotetaan 75 prosenttia kaukolämmöstä ja Suomessa tuotetusta sähköstä lähes 40 prosenttia. Yhteistuotantoon panostaminen on EU:ssakin todettu hyväksi keinoksi torjua ilmastonmuutosta.
Parhaimmillaan yhteistuotantolaitoksen hyötysuhde on yli 90 prosenttia eli voimalaitoksen käyttämästä polttoaineesta lähes kaikki saadaan muutettua energiaksi. Yhteistuotannossa säästetään kolmannes energiasta verrattuna siihen, että lämpöä ja sähköä tuotettaisiin erikseen omissa prosesseissaan. Vastaavasti hiilidioksidipäästöt pienenevät kolmanneksen.
Tulevaisuuden CHP-laitokset ovat pienempiä ja käyttävät useita paikallisia energialähteitä.
Aurinkoista tulevaisuutta
Aurinkoenergian käyttö kasvaa maailmalla ja tulevaisuudennäkymät ovat huimat: nanoteknologia, älykkäät materiaalit ja IT yhdessä voivat tuoda radikaaleja ratkaisuja. Nykyinen aurinkosähkö perustuu piipohjaisiin aurinkokennoihin, mutta tulevaisuutta on väriaineherkistetty nanorakenteinen titaanioksidi-kenno, joka matkii fotosynteesiä.
Suomalaisia järjestelmiä
Suomalainen NAPS Systems toimittaa maailmalle aurinkosähköjärjestelmiä muun muassa tietoliikenneverkkojen tukiasemien, sääasemien, veneiden tai kehitysmaiden terveyskeskusten sähköistykseen. Aurinkopaneeli muuttaa valosäteilyn sähköksi, joka johdetaan laitteisiin tai varastoidaan akkuun.
NAPS Systems
Suomalaista tekniikkaa
Luvata on maailmanlaajuisesti toimiva yritys, joka valmistaa metallituotteita esimerkiksi kuparista.
Aurinkopaneeleissa käytetään kuparia. Luvata ja Aurinkotori Oy Solar Viatorum ovat yhdessä kehittäneet suoraan kuparisen kattorakenteen alapintaan yhdistettävän aurinkolämpökeräimen. Ratkaisu mahdollistaa arkkitehtuurin ja aurinkoenergian yhdistämisen uudella tavalla.
Luvata
Suomalaista tutkimusta
Tampereen teknillisessä yliopistossa Optoelektroniikan tutkimuslaitoksessa (ORC) kehitetään korkean hyötysuhteen, 40-50 prosentin, moniliitosaurinkokennoja vaativalla ohutkalvotekniikalla. Perinteisen teknologian hyötysuhde on 12-18 prosenttia. Nämä uudet ja monimutkaiset yhdistepuolijohteisiin perustuvat aurinkokennot ovat itse pieniä (2 mm), mutta niihin kerätään halvan optiikan avulla monen auringon säteilyteho – tyypillisesti 500 tai jopa 1000 auringon. Tekniikasta toivotaan lähitulevaisuudessa syntyvän tuottoisaa liiketoimintaa.
Current Projects (ORC, Tampereen teknillinen yliopisto)