Ikkuna tuottaa sähköä

4.5.2018

Rakennusten seinät ja jopa ikkunat voivat tuottaa tulevaisuudessa sähköä, kun niiden pintaan tulostetaan läpikuultavia aurinkokennoja.

Pöydällä seisovassa testilaitteessa Metropolian kampuksella Vantaan Myyrmäessä toimii huomaamattomia kennoja. Niistä kerätään tietoa, kuinka paljon orgaaniset aurinkokennot tuottavat sähköä ja millaista rasitusta ne kestävät.

Ensi alkuun kennoja mitataan sisätiloissa. Loppuvuodesta niitä rääkätään Suomen säällä.

– Projekti on ollut omasta ja opiskelijoiden mielestä todella mielenkiintoinen ja opettava, sanoo mittauksista vastaava projektipäällikkö Antti Tohka.

Testattavat kennot on suunniteltu niin, että ne voidaan liittää tulevaisuudessa osaksi rakennusten julkisivua. Ne ovat tyypiltään orgaanisia aurinkokennoja, jotka VTT valmistaa tutkimuskäytössä itse kehittämällään menetelmällä painetun elektroniikan painokoneella.

– Jos miettii yhdistelmää, missä painokone yhdistetään aurinkopaneeleiden tuotantoon, niin onhan tämä asia, millä on aivan uskomaton potentiaali, Tohka kehuu.

Kenno painetaan pintaan

Polymeeripohjaiset kennot eroavat perinteisistä piipohjaisista aurinkokennoista monin tavoin. Arkkitehtuurin kannalta tärkein ero on orgaanisten kennojen kyky läpäistä valoa, minkä ansiosta niitä voidaan käyttää ikkunoissa. Jotkin yritykset, kuten Ubiqutous Energy, kehittävät täysin näkymättömiä kennoja, mutta VTT:n kennot saavat sävyä kennossa käytetyn aktiivimateriaalin mukaan.

– Sävy voi olla punainen, vihreä tai sininen. Eri väreillä voi muodostaa julkisivuun graafisia kuvioita, VTT:n vanhempi tutkija Pälvi Apilo kuvailee.

Sävyllisiä läpinäkyviä aurinkokennoja valmistaa maailmalla kymmenkunta yritystä, mutta ne tulostavat kennot raitoina. VTT:n menetelmä on ainutlaatuinen, koska kennojen muoto ja ulkonäkö voidaan suunnitella mielivaltaisesti.

– Niihin sovelletaan samaa painotekniikkaa kuin vaikka pakkausten painamiseen, Apilo vertaa.

Orgaanisten kennojen hyötysuhde on parhaimmillaan reilut kymmenen prosenttia, kun perinteisten piikennojen hyötysuhde vaihtelee 13–19 prosentissa. Perinteisiä kennoja ei voi kuitenkaan asettaa paikkoihin, joissa ne peittäisivät näkyvyyden.

– Orgaanisen aurinkokennon etuna on se, että sitä voidaan käyttää enemmän julkisivuissa kuin perinteisiä kennoja.

Erona on myös se, että orgaaninen kenno ei ole herkkä auringon tulokulmalle, eli se tuottaa tasaisemmin sähköä päivän aikana. Huonona puolena orgaanisessa kennossa on lyhyt käyttöikä. Piikenno toimii 25 vuotta, kun orgaaninen kestää vain kymmenen.

Aurinkoseinä nousee Helsinkiin

Ensimmäisen aurinkopaneeliseinä nousee tämän vuoden lopulla Pes-arkkitehtien toimiston edustalle Helsingissä, mutta se ei tule kiinni itse toimistorakennukseen vaan seisoo talon edustalla yksinään.

Tekniikkaa on kokeillaan lähivuosina Nanjingissa Kiinassa, jonne rakennetaan Kiina–Suomi-keskus. Suunnittelukilpailun voittanut Pes-arkkitehdit piirsi julkisivuun jääkidettä ja kiinalaista kalligrafiaa symboloivia aurinkopaneeleja.

– Aurinkokenno voi olla dekoratiivinen elementti tai graafinen kuva. Siitä ei huomaa, että se on aurinkokenno, Apilo kuvailee.

VTT pyrkii kaupallistamaan kehittämänsä valmistusmenetelmän. Kiinnostusta on herännyt maailmaa myöten, joten on epäselvää, tullaanko kennoja valmistamaan Suomessa. Kotimaassa voi käynnistyä myös aurinkosähköjärjestelmiin liittyvää suunnittelua ja uusiutuvan energian sovelluksia esineiden internetiin.

– Dekoratiiviset aurinkokennot lyövät läpi, mutta en osaa ennustaa, meneekö siihen kaksi vai viisi vuotta, Apilo povaa.

Teksti: Janne Luotola, Insinööriliitto
Kuvat: Pes-arkkitehdit, Antti Tohka ja VTT

Tuoreimmat artikkelit Näytä kaikki

Artikkelit 18.9.2018

Oulun ammattikorkeakoulun ralliautoprojektissa kehitetään uudenlaisia rakenteita ja anturidatan pilvilaskentaa.

Artikkelit 6.9.2018

Työministeri Jari Lindström on asettanut kolmikantaisen työryhmän valmistelemaan kilpailukieltosopimusten rajoittamista lainsäädännöllä. Kilpailukiellot alkavat olla arkipäivää.

Artikkelit 5.9.2018

Työpaikalla puhutaan muun muassa perhe-elämästä, jos näyttää siltä, että se häiritsee työssä jaksamista.

Insinööri–näköislehti Arkisto

Insinööri

4/2018
Näköislehti › PDF-tiedosto ›Lehtiarkisto › Ratkaisut kakuroon
ja Tiukkaan trioon ›

Seuraava numero
ilmestyy viikolla 42.