Aurinkovoiman vallankumous on alkamassa
Aurinkovoiman käyttö lisääntyy nopeasti. Uudessa tutkimushankkeessa lisätään suomalaisten yritysten tietoa aurinkovoimasta, jotta ne pärjäisivät kansainvälisessä kilpailussa.
Tapa, jolla sähköä tuotetaan, on mullistumassa. Tänä päivänä jo viidennes kaikesta maailmalla rakennettavasta uudesta voimantuotantokapasiteetista on aurinkovoimaa. Toinen viidennes on tuulivoimaa ja kolmas vesivoimaa. Fossiilista polttoainetta käyttävien voimaloiden ja ydinvoimaloiden osuus jää alle puoleen.
– Aurinkovoiman tuotantokapasiteetti kaksinkertaistuu joka toinen vuosi, ja aurinkovoima kasvaa nopeammin kuin muut sähkön tuotantomuodot. Tämä mullistus on vyörymässä myös Suomeen, jossa aurinkovoimaa suunnitellaan koko ajan lisää, kertoo professori Seppo Valkealahti TTY:n sähkötekniikan laitokselta.
– Aurinkovoima muuttaa energia- ja verkkoyhtiöiden liiketoimintaa. Tulevaisuudessa ihmisillä on omat sähkövoimalat, joilla he tuottavat suuren osan kuluttamastaan sähköstä. He ostavat sähköä verkosta vain satunnaisesti. Siksi verkkoyhtiöiden täytyy muuttaa ansaintalogiikkaansa.
Vipinää vientiin
– Uudessa Finnish Solar Revolution -tutkimushankkeessa halutaan lisätä yritysten tietämystä aurinkovoiman ominaisuuksista, tuotannosta ja käytöstä sekä vauhdittaa aurinkovoiman käytön yleistymistä. Tarkoituksena on tukea suomalaista energia-alan vientiteollisuutta, jotta yritykset pärjäisivät kansainvälisessä kilpailussa, Valkealahti sanoo.
Tekesin rahoittamassa, kolmivuotisessa julkisen tutkimuksen hankkeessa on mukana kolme yliopistoa ja 15 suomalaista energia-alan yritystä. Neljällä niistä on omat rinnakkaisprojektinsa, joissa tutkitaan ja kehitetään uusia menestystuotteita ja liiketoimintakonsepteja maailmanlaajuisille aurinkovoimamarkkinoille. Hankkeessa tehdään mittavaa yritysyhteistyötä.
Akkuvarastoja pilvisen päivän varalle
Aurinkovoiman tuotannon ennustaminen on haastavaa. Jos on pilvistä, tuotanto vaihtelee 100 ja 20 prosentin välillä sekunneissa. Verkkoon syötettävän sähkötehon vaihtelemisesta aiheutuu suuria ongelmia sähkövoimajärjestelmälle.
– Järjestelmässä pitää olla jokahetkinen tasapaino tuotannon ja kulutuksen välillä. Tänä päivänä se saadaan aikaan säätämällä tuotantoa kulutuksen mukaan. Mutta kun on paljon aurinko- ja tuulivoimaa, tasapaino pitää löytää muilla keinoin. Tämä on iso haaste tulevaisuudessa, Valkealahti sanoo.
Yksi keskeinen keino, jolla voidaan hallita verkkoon syötettävää sähkötehoa, on akkuvarastojen käyttäminen.
– Kun aurinkovoimalla tuotettua sähköä varastoidaan väliaikaisesti akkuun, sähköä voidaan syöttää verkkoon silloinkin, kun aurinkovoimala ei sitä itse tuota. Me tutkimme akkujen sähköisiä ominaisuuksia ja sitä, miten akkuvarastoilla voidaan tukea aurinkovoimalan ja voimajärjestelmän toimintaa.
Hankkeessa TTY:n akkuosaamista hyödyntää muun muassa ABB, joka pyrkii kasvattamaan voimakkaasti invertteriliiketoimintaansa aurinkovoimaloissa.
Ainutlaatuinen tietopankki
TTY:n sähkötekniikan laitoksen katolla on aurinkopaneeleita ja mittauslaitteisto. Tämän tutkimusvoimalan avulla tutkijat ovat jo viiden vuoden ajan mitanneet kymmenen kertaa sekunnissa auringon kulloisenkin säteilyintensiteetin voimalan alueella sekä kaikki sääsuureet kuten tuulen nopeuden.
– Olemme keränneet ainutlaatuisen ison tietopankin mittausdataa. Sitä analysoimalla voimme tutkia, miten vaihteleva sää vaikuttaa aurinkovoimalan toimintaan.
Monitorointi uudeksi tutkimusalueeksi
Hanke on tuonut TTY:lle uuden tutkimusalueen: aurinkovoimalan monitoroinnin ja optimoinnin. Aihetta tutkitaan yhdessä langattomia mittaustulosten tiedonsiirto- ja analysointimenetelmiä kehittävän Sola Sensen kanssa.
– Aurinkovoimalassa ei ole yhtään liikkuvaa osaa, ja se on teknisesti luotettavin ja huoltovapain tapa tuottaa sähköä. Yksittäiset aurinkopaneelit voivat kuitenkin vikaantua tai likaantua, mitä on nykyisin vaikea havaita edullisin keinoin. Tähän haetaan uusia ja innovatiivisia langattomia ratkaisuja, Valkealahti kertoo.
