Hajautetun aurinkosähköjärjestelmän valjastaminen tehokkaaseen ja hallittuun energiantuotantoon
–Useimmalla alan tutkijoista ja insinööreistä on väärä lähestymistapa tarkasteltaessa aurinkopaneelin liittämistä sähköverkkoon, väittää Juha Huusari. Hän tutki väitöskirjassaan hajautettuja aurinkosähköjärjestelmiä ja esittää seikkoja, joilla voidaan taata hajautetun järjestelmän hyvä suorituskyky.Aurinkopaneeleilla tuotetun sähköenergian laajamittainen hyödyntäminen edellyttää, että suurin saatavilla oleva teho saadaan siirrettyä sähköverkkoon hallitusti. On kuitenkin haasteellista suunnitella ja toteuttaa laitteita ja järjestelmiä, jotka toimiessaan kuluttavat itse mahdollisimman vähän energiaa. Lisäksi tällaisen aktiivista ohjausta sisältävän järjestelmän tulee toimia luotettavasti, riippumatta vaihtuvista ympäristöolosuhteista tai sähköverkon ominaisuuksista.
Laajalti tunnettuja tasasähkömuuntimia on jo pitkään käytetty pääasiallisesti siirtämään aurinkopaneelin tuottama teho matalalta jännitetasolta korkeammalle, jotta se voidaan edelleen siirtää sähköverkkoon. Haastavissa sovelluskohteissa, kuten rakennetussa ympäristössä, tuotettu energia saadaan maksimoitua, kun kukin paneeli liitetään omalla muuntimellaan suurijännitteiseen tasasähkökiskostoon niin kutsutussa hajautetussa arkkitehtuurissa.
–Tällöin merkittävimmäksi ongelmaksi jää toteuttaa energian siirto tehokkaasti ja hallitusti, Huusari toteaa.
Valtaosa entuudestaan tunnetuista sähköisistä lähteistä, esimerkiksi auton akku tai vaihtosähköverkko, käyttäytyy kuorman tai käyttäjän kannalta vakiojännitelähteenä. Näiden lähteiden liittäminen erilaisiin kuormiin tasasähkömuuntimilla tunnetaan hyvin, mutta aurinkopaneelin liittämiseen ne eivät sovi.
–Valtaosalla alan tutkijoista ja insinööreistä on selkeästi väärä lähestymistapa aurinkopaneelin liittämiseen. Väitöskirjassani osoitan, että oletettaessa aurinkopaneeli vakiojännitelähteeksi, saadut tulokset ja johtopäätökset eivät pidä enää paikkaansa käytännön sovelluksissa, Huusari sanoo.
–Mikäli analyysissä lähdetään siitä, että aurinkopaneeli on pohjimmiltaan virtalähde, joskin hyvin epälineaarinen, voidaan liitäntäjärjestelmä suunnitella ja toteuttaa luotettavasti. Tämä edellyttää uusien ajattelumallien hyväksymisen, sillä vanhastaan virtalähteitä on pidetty etupäässä akateemisina kuriositeetteina reaalimaailman lähteiden sijaan.
Huusarista on ollut ilahduttavaa huomata uuden lähestymistavan tuottavan hyviä käytännön tuloksia. Hän toteaa, että TTY:n sähköenergiatekniikan laitoksella tehty tutkimus on edistänyt merkittävästi aurinkosähköjärjestelmien luonteen ja toiminnan ymmärtämistä kansainvälisellä tasolla. Omaa kieltään puhuvat useat tutkimusryhmän tuottamat väitöskirjat ja sivutuotteina syntyneet patentit, sekä yritysmaailman osoittama kiinnostus.
–Lisäksi on aina mukava tuulettaa vanhoja totuuksia.
Väitöstilaisuus perjantaina 5.10.
Diplomi-insinööri Juha Huusarin tehoelektroniikan alaan kuuluva väitöskirja DC-DC Converters in Distributed Photovoltaic System – Analysis, Control and Design (Tasasähkömuuntimien analysointi, ohjaus ja suunnittelu hajautetussa aurinkosähköjärjestelmässä) tarkastetaan Tampereen teknillisen yliopiston (TTY) tieto- ja sähkötekniikan tiedekunnassa perjantaina 5.10.2012 kello 12 Sähkötalon salissa S4 (Korkeakoulunkatu 1, Tampere). Vastaväittelijöinä toimivat professori Jorma Kyyrä Aalto-yliopistosta ja IEEE Fellow, PhD Richard Redl. Tilaisuutta valvoo professori Teuvo Suntio TTY:n sähköenergiatekniikan laitokselta.
Juha Huusari (28) on kotoisin Lahdesta ja työskentelee tutkijana ABB Schweiz AG:n tutkimuskeskuksessa Baden-Dättwilissä Sveitsissä.
Lisätietoja: Juha Huusari, puh. +41 78 607 9819, juha.huusari@ch.abb.com