Aurinkosähköjärjestelmät ovat haastavia kokonaisuuksia, ja niiden asentaminen vaatii ymmärrystä sähköasennuksista. Sähkö- ja automaatiotekniikan lehtori Sampo Seppälä kehitti Valkeakosken ammattiopistoon oppimisympäristön, jossa opiskelijat toteuttavat harjoitustyönä omakotitalon aurinkosähköjärjestelmän asennusprojektin.

Oppimisympäristöön liittyvä insinöörityö kuului Tampereen ammattikorkeakoulun älykkään ja uusiutuvan sähköenergiatuotannon ylempään ammattikorkeakoulututkintoon.

Insinööriliitto palkitsi Seppälän lopputyön viime vuoden parhaimpana YAMK-insinöörityönä. Raati perusteli valintaa sillä, että aurinkoenergia yleistyy ja työ vie kehittyvän alan opetusta eteenpäin.

Opiskelijat jakavat asennustehtävät

Aurinkosähköjärjestelmä koostuu katolle asennettavista paneeleista, kaapelointireiteistä ja invertteristä, joka muuttaa paneelista tulevan tasavirran verkkoon sopivaksi vaihtovirraksi.

Opiskelijat jakautuvat kurssilla pienryhmiin ja rakentavat oppilaitoksen tiloissa omakotitalon aurinkosähköjärjestelmän. Työ kestää ryhmältä pari päivää.

– Työtehtävät jakautuvat niin kuin oikeassakin asennuksessa: Yksi asentaa kiskostot ja paneelit katolle, toinen rakentaa johtotiet ja kaapeloinnit, kolmas asentaa invertterin ja yhdistää sen kiinteistön sähkökeskukseen.

Seppälä joutui muuttamaan suunnitelmiaan monta kertaa opinnäytetyön tekemisen aikana, koska uusia asioita tuli opittua ja käytännön ratkaisuja mietittyä uudelleen opetuksen näkökulmasta.

– Aurinkosähköjärjestelmän asentaminen ei ole helppo homma, jos se toteutetaan huolellisesti eli turvallisesti. Työ on aina sähköalan ammattihenkilön työtä.

Akustot yleistyvät omakotitaloissa

Aurinkosähköjärjestelmät ovat jo varsin yleisiä omakotitaloissa. Niiden rinnalla yleistyvät akkujärjestelmät. Akustot varastoivat päivän aikana tuotettua aurinkoenergiaa ja vapauttavat sitä käyttöön pimeän aikaan tai kun sitä tarvitaan tuotantoa enemmän.

Akusto voi olla myös reserviakusto, jota hallinnoi esimerkiksi sähköyhtiö.

– Jos asentaisin keskikokoiseen omakotitalooni oman kuuden kilowatin aurinkosähköjärjestelmäni rinnalle 15 kilowattitunnin akuston, olisin sähköomavarainen maalis-huhtikuulta syyskuulle asti. Tämä on tietenkin kiinteistökohtaista, ja saunani on puulämmitteinen eikä taloudessa ole täyssähköautoa, Seppälä laskee.

Akkujen hinnat halpenevat, mikä parantaa omakotitaloasujan kannus- teita investoida järjestelmään. Takaisinmaksuaika riippuu kuitenkin monesta tekijästä eikä vähiten tontista.

Järjestelmän tuotantoon vaikuttavat esimerkiksi kiinteistöjen lappeiden suunta ja tontin puusto.

– Yksi ainoa puu paneelien edessä voi viedä järjestelmän tuotannosta vaikka viidesosan tai enemmän.

Seppälä pitää todennäköisenä, että hänen kehittämänsä oppimisympäristön käyttö kasvaa lähitulevaisuudessa, koska aurinkosähköjärjestelmät yleistyvät ja aiheosaamisen kysyntä kasvaa opiskelijoiden keskuudessa.

Ligniini sitoo pölyä

AMK-sarjan voitti bio- ja elintarvikeinsinööriksi opiskellut Maija Pikivirta työllään ligniinin käytöstä pölynsidonnassa. Hän selvitti Hämeen ammattikorkeakoulun biotutkimusyksikössä optimaalisen reagenssien määrän, jolla uudenlainen Biopiva-ligniini saadaan sitomaan mahdollisimman paljon pölyä.

Pölynsidontaa tarvitaan muun muassa sorateillä, teollisuudessa ja kaivoksissa. Raati kiitti työtä uuden tiedon tuomisesta alalle.

Ligniini on luonnonmateriaali ja yksi kolmesta puun pääasiallisesta rakenneaineesta. Sen johdannaisia saadaan selluteollisuudesta sivuvirtana.

Menetelmä vaatii testaamista

Biopiva on uudenlainen ligniinimateriaali, joka Lignospheren kehittämän menetelmän avulla on jatkokäsitelty mikroskooppisiksi ligniinipalloiksi. Ne liukenevat hyvin nesteeseen eivätkä saostu. Ligniinipallot ja reagenssit muodostavat yhdessä kalvon, joka sitoo kosteutta ja pölyä.

– Ligniinin ja reagenssien ympäristövaikutuksia ei ole vielä suoraan tutkittu samassa mittakaavassa kuin perinteisten tiesuolojen. Sen verran ligniinistä löytyy tietoa, että voidaan olettaa sen olevan ympäristöystävällisempää, Pikivirta kertoo.

Nykyisin käytettävät tiesuolat ovat haitallisia vesistöille ja maaperälle, ja ligniinipohjaisista aineista toivotaan niille korvaajaa. Aiheesta tarvitaan kuitenkin vielä lisätutkimuksia tieosuuksilla.

– Menetelmä on vielä niin uusi, ettei sillä ole vielä tuotantoa isossa mittakaavassa. Kestää vuosia ennen kuin se pystyy korvaamaan perinteisiä menetelmiä, Pikivirta ennustaa.