12.12.2016

Aurinko on tuulenkin voima

Olli Hagqvist

Tuotantopäällikkö

Auringon säteilyn sisältämä kokonaisenergia riittäisi kattamaan yli 800-kertaisesti maapallon tulevaisuuden kokonaisenergian kulutuksen. Tätä valtavaa energian määrää tarkastellessa ei jää epäselväksi se, mikä tulee olemaan keskeinen energialähde nyt koittavassa energiamurroksessa, jossa uusiutuvalla energiantuotannolla on iso rooli. Tulevaisuudessa yhä suurempi osuus kulutetusta kokonaisenergiasta tulee olemaan sähköenergiaa, joka on tulevaisuuden energiamuotojen megatrendi. Tämä tarkoittaakin, että auringon säteilyenergian muuttaminen sähköenergiaksi tulee olemaan avainteknologioita sähköntuotannossa.

Aurinkokennoa voidaan pitää hyvin yksinkertaisena sähköä tuottavana laitteena, koska siinä ei ole yhtään liikkuvaa osaa. Aurinkosähkössä on kyse valosähköisestä ilmiöstä, jonka vaikutuksesta säteilylle altistuvassa kappaleessa tapahtuu sähköisiä muutoksia. Tässä ilmiössä auringon valon sisältämät fotonit luovuttavat osan energiastaan aurinkokennomateriaalina tyypillisesti käytettävän piin elektroneille, joiden kasvanut energia pystytään hyödyntämään sähköenergiana.

Vaikka meillä Suomessa aurinko ei talvella juurikaan paista, on sen aikaansaamaa uusiutuvaa energiaa saatavilla tuulen muodossa.

Itseasiassa talvi onkin vuodenaika, jolloin tuulivoimaa on eniten saatavilla. Tuuli saa syntynsä auringon säteilyn lämmittäessä maapalloa epätasaisesti. Se saa aikaan lämpötilaeroja, mistä seuraa ilmanpaine-ero. Tästä erosta johtuen syntyy ilmavirtauksia eli tuulia, joiden energia on ilmamolekyylien liike-energiaa. Molekyylien liike-energia muutetaan tuulivoimalan roottorin liike-energiaksi ja välitetään voimansiirtoyksikön avulla generaattorille, jossa mekaaninen energia muutetaan sähkömagneettisen induktion avulla sähköenergiaksi.

Auringon säteilyn muuntaminen suoraan sähköksi aurinkokennoilla onkin yksinkertaisempi tuotantoprosessina tuulisähkön tuotantoon verrattuna. Selvitettäessä toteuttamismahdollisuuksia aurinko- ja tuulihankkeille myös esiselvityksiin kuuluvat tuotantoarviot ovat aurinkosähkön osalta suoraviivaisempia. Näissä voidaan hyödyntää tietoa alueen yleisistä olosuhteista, kun taas tuulivoima edellyttää mittauksia tuotantokohteessa.

Sopivan kohteen löydyttyä rakennetaan sähköntuotantolaitteiston vaatimat infrastruktuurit, joiden rakentamisaika on aurinkosähköllä lyhyempi tuulivoimaan verrattuna. Tämä johtuu siitä, että tuotantolaitokset ovat osin integroitavissa olemassa oleviin rakenteisiin ja teollisen mittakaavan hankkeissa tarvittavat perustukset ja tiestöt ovat helpommin ja nopeammin toteutettavissa.

Aurinkosähköä hyödyntävä voimalaitos sen sijaan tarvitsee paljon pinta-alaa verrattuna tuulivoimaan, jotta sama sähkön tuotantokapasiteetti voidaan saavuttaa. Tuulivoimalla myös sähkön tuotannon määrä suhteessa asennettuun kapasiteettiin on korkeampi kuin aurinkoenergialla.

Sähköntuotantokapasiteetin ylläpitämiseksi voimaloita täytyy hallinnoida, valvoa, huoltaa ja kunnossapitää. Koska aurinkosähköjärjestelmässä ei ole yhtään liikkuvaa osaa, on ylläpito teknisestä näkökulmasta huomattavasti yksinkertaisempaa verrattuna tuulivoimalaan, mikä tarkoittaa matalampia käyttö- ja kunnossapitokustannuksia.

Taaleri on Suomen toiseksi suurin tuulivoiman tuottaja nykyisten tuulivoimarahastojen myötä. Uusi Aurinkotuuli-rahastomme tulee yhdistämään auringon voiman säteilystä ja tuulesta. Se tulee tekemään uusiutuvan energian investointeja aurinkosähköön ja tuulivoimaan parhaiten kummallekin tuotantomuodolle soveltuviin kohteisiin.

Olli Hagqvist

Tuotantopäällikkö