4/2017

Energianlouhinnalla virtaa vaikeisiin paikkoihin

Kun johdot ja paristot eivät tule kysymykseen, energiaa voidaan tuottaa vaikkapa mekaanisesta värähtelystä, kitkasta ja lämpötilaeroista. Yhä useampi laite saa pian sähkönsä energianlouhinnalla, melkein kuin tyhjästä.

Energianlouhinta

 

Energianlouhinnan avulla erilaiset mittarit ja anturit toimivat vuosia huoltovapaasti, mikä tehostaa esimerkiksi tuotantolaitosten toimintaa. Sovellusmahdollisuuksia on rajattomasti.

 

Puhdasta energiaa ympäristöstä energianlouhinnalla

  • Tampereen teknillinen yliopisto koordinoi. TTY:ltä mukana kolme laboratoriota: elektroniikka ja tietoliikennetekniikka, sähköenergiatekniikka sekä rakennustekniikka.
  • Mukana TTY:n lisäksi VTT ja Oulun yliopisto sekä kahdeksan suomalaisyritystä
  • Kokonaisbudjetti 4,1 miljoonaa euroa
 

Rekan toimintaa valvovat laitteet sijaitsevat moottorissa ja muualla auton koneistossa. Kosteutta mittaavat anturit ovat vaikeasti saavutettavissa paikoissa. Paperiteollisuuden prosesseja mittaavien laitteiden luo päästäkseen pitäisi tehdä paljon työtä, eikä sydämentahdistimenkaan pariston vaihto ei käy kädenkäänteessä. Laitteiden tarvitsema teho on saatava jostain muualta. Energianlouhinnan avulla sähköä voidaan tuottaa suoraan ympäristöstä.

– Energianlouhinnan sovelluskohteita ovat kunnonvalvonta ja kaikki muut sellaiset laitteet, joiden täytyy pystyä toimimaan pitkiä aikoja huoltovapaasti, professori Pekka Ruuskanen TTY:n elektroniikan ja tietoliikennetekniikan laboratoriosta kertoo.

Ilmiöitä, joista voi tuottaa energiaa, ovat esimerkiksi mekaaninen värähtely, liike, lämpötilaerot, kitka, RF-signaali sekä erilaiset kemialliset reaktiot. TTY:llä on osaamista erityisesti mekaanisen värähtelyn ja liikkeen hyödyntämisen alalla.

– Energianlouhinnalla liikkeestä ja värähtelystä saatava energia perustuu magneetti- ja sähkökentän muutoksiin. Erilaisten pyörivien laitteiden, kun rautatiekaluston tai nostureiden, liike voidaan muuntaa energiaksi. Askelista voi kerätä talteen energiaa, joka syntyy kantapään tömähtäessä maahan. Lämpötilojen ero taas voidaan erityisillä materiaaleilla muuttaa sähköjännitteeksi, Ruuskanen havainnollistaa.

Esineiden internet vauhdittaa

Pekka Ruuskanen koordinoi tänä vuonna alkanutta Puhdasta energiaa ympäristöstä energianlouhinnalla -hanketta, jossa tutkitaan erilaisia sovelluksia energianlouhinnan alalla ja etsitään myös kaupallistettavia ratkaisuja yritysten käyttöön. Energianlouhinta on tullut ajankohtaiseksi nyt, kun elektroniikkalaitteiden tehontarve on pienentynyt.

– Aiemmin laitteet kuluttivat paljon enemmän sähköä. Nyt voidaan jo melko helposti tuottaa niin paljon energiaa, että laitteet toimivat johdottomasti. Elektroniikkalaitteiden tehonkulutus on edelleen laskussa, joten tämä teknologia tulee yhä monikäyttöisemmäksi ja kehittyy jatkuvasti teknisesti toimintavarmemmaksi, Ruuskanen sanoo.

Sovelluskohteita tulee räjähdysmäisesti lisää esimerkiksi esineiden internetin kehittyessä ja alan liiketoiminta kasvaa hurjaa vauhtia. Kun yhä useammat laitteet ovat yhteydessä toisiinsa verkon yli, ei johtoja voi olla joka paikassa. Myös nappiparistot ovat kasvava ympäristöongelma, josta halutaan päästä eroon.

– Energianlouhinnalla katsotaan olevan merkittävä kaupallinen potentiaali tulevaisuudessa. Tällä hetkellä energianlouhinnan markkinapotentiaali on noin kaksi miljardia dollaria ja liiketoiminnan vuotuinen kasvu noin 20 prosenttia, Ruuskanen kertoo.

Vireillä useita tuotekehityshankkeita

Energianlouhinta on erinomainen esimerkki alasta, jossa tutkimus ja yritysten tuotekehitystyö voivat lyödä kättä molempien hyödyksi. Puhdasta energiaa ympäristöstä energialouhinnalla -hanke on yksi Tekesin rahoittaman Challenge Finland -kilpailun voittajista. Challenge Finland on kilpailu, jossa haetaan kaupallistettavia ratkaisuja teollisuuden tarpeisiin. Kilpailun tavoitteena on yhdistää suomalaista huippututkimusta ja yritysten tutkimus- ja tuotekehitystyötä.

– Kilpailuun tuli noin 300 hakemusta, joista 33 sai rahoituksen. Tekes arvosti tässä hankkeessa etenkin hankkeessa olevaa yrityskonsortiota, johon kuuluu erikokoisia yrityksiä: Neljä isoa, jotka ovat uusien teknologioiden potentiaalisia loppukäyttäjiä ja neljä start upia, jotka tekevät laitteita muille. Mukana on TTY:n lisäksi VTT ja Oulun yliopisto, joten meillä on hyvin monipuolista osaamista, Ruuskanen sanoo.

Tavoitteena on paitsi suomalaisen tieteen ja teknologisen osaamisen kehittäminen tällä nousevalla alalla, myös aidosti yritysten liiketoiminnan kehittäminen.

– Meillä on tällä hetkellä menossa neuvottelut viidestä rinnakkaisesta tuotekehityshankkeesta. Teollisuus näkee tässä paljon potentiaalia.

Teksti: Sanna Kähkönen
Kuva: 123rf

 
Kerro kaverille
Sähköntuotannon tulevaisuus on uusiutuvaa
Sähköntuotannon tulevaisuus on uusiutuvaa
4/2017
Sähköntuotannon tulevaisuus on uusiutuvaa
Hornetit lentävät edullisemmin ja pidempään
Hornetit lentävät edullisemmin ja pidempään
4/2017
Hornetit lentävät edullisemmin ja pidempään
Tekniikan tuntemusta ja liiketalouden osaamista kiertotalouteen
Tekniikan tuntemusta ja liiketalouden osaamista kiertotalouteen
4/2017
Tekniikan tuntemusta ja liiketalouden osaamista kiertotalouteen
Mikä kohottaisi puutalot korkeuksiin?
Mikä kohottaisi puutalot korkeuksiin?
4/2017
Mikä kohottaisi puutalot korkeuksiin?
Energiantuotannon hiukkaspäästöt selville
Energiantuotannon hiukkaspäästöt selville
4/2017
Energiantuotannon hiukkaspäästöt selville
Vetytalous askeleen lähemmäksi
Vetytalous askeleen lähemmäksi
4/2017
Vetytalous askeleen lähemmäksi
Salapoliisina asteroidien jäljillä
Salapoliisina asteroidien jäljillä
4/2017
Salapoliisina asteroidien jäljillä
Yliopistonopettaja ja valmentaja
Yliopistonopettaja ja valmentaja
4/2017
Yliopistonopettaja ja valmentaja

Tampereen teknillinen yliopisto on teknologisen kehityksen tiennäyttäjä sekä tutkimusmaailman ja elinkeinoelämän yhteistyökumppani. Yliopistosta valmistuu haluttuja osaajia yhteiskunnan eri aloille.

Käyntiosoite:
Korkeakoulunkatu 10,
33720 Tampere

Postiosoite:
PL 527, 33101 Tampere

Puhelinvaihde:
03 311 511
ma–pe kello 8–16.15
kesällä ma–pe 8–15.45

Virallinen sähköpostiosoite:
tty.asiointi@tut.fi