Katsaus uudenaikaisiin energianlähteisiin

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "Katsaus uudenaikaisiin energianlähteisiin"

Transkriptio

1 Katsaus uudenaikaisiin energianlähteisiin Pauli Koski Publications 10/2006 Puolustusvoimien Teknillinen Tutkimuslaitos Julkaisuja 24

2 Puolustusvoimien Teknillinen Tutkimuslaitos Julkaisuja 24 Katsaus uudenaikaisiin energianlähteisiin Pauli Koski 12. syyskuuta 2011 RIIHIMÄKI 2011

3 Kansikuva: Sana Sandler, Argonne National Laboratory Kannen Suunnittelu: Pirjo Laurimaa ISBN ISBN (PDF) Puolustusvoimien Teknillinen Tutkimuslaitos ISSN Juvenes Print Oy Tampere 2011

4 Alkusanat Seppo Härköselle sekä erityisesti ohjaajalleni Mikko Moisiolle: kiitos ja anteeksi! Helsinki, 12. heinäkuuta, 2011 Pauli Koski

5 Tiivistelmä Tämän selvityksen tavoitteena on antaa lukijalle yleiskuva kehitteillä olevista vaihtoehtoisista sähköenergian tuotanto- ja varastointimenetelmistä. Raportissa käydään läpi perusteet eri energiantuotanto- ja varastointimuotoihin sekä vertaillaan kilpailevien tekniikoiden ominaisuuksia ja soveltuvuutta eri kohteisiin. Lisäksi selvityksessä esitellään mielenkiintoisia jo käytössä olevia ja potentiaalisia sovelluskohteita sekä pohditaan vaihtoehtoisten energiantuotantomenetelmien tulevaisuuden näkymiä. Asiasanat: vaihtoehtoinen energiantuotanto, energian varastointi, polttokennot, polttoprosessit, energian haalinta, biomekaaninen energia, ydinparisto, aurinkokennot, termosähköinen konversio

6 5 Lyhenteet AEM AFC APU CAES CI CIGS DBFC DDMEFC DEFC DFAFC DHFC DME DMFC DSSC ELDC HCCI Anion exchange membrane Anioninvaihtomembraani Alkaline fuel cell Alkalipolttokenno Auxiliary power unit Apuvoimalaite Compressed air energy storage Paineilmaenergiavarasto Compression ignition Puristussytytys Copper indium gallium selenide Kupari-indium-galliumdiselenidi Direct borohydride acid fuel cell Suoraborohydridipolttokenno Direct dimethylene ether fuel cell Suoradimetyylieetteripolttokenno Direct ethanol fuel cell Suoraetanolipolttokenno Direct formic acid fuel cell Suorametaanihappopolttokenno Direct hydrazine acid fuel cell Suorahydratsiinipolttokenno Dimethylene ether Dimetyylieetteri Direct methanol fuel cell Suorametanolipolttokenno Dye-sensitized solar cell Väriaineherkisteinen aurinkokenno Electric double-layer capacitor Superkondensaattori Homogeneous charge compression ignition Homogeeninen puristussytytys

7 6 HT-PEMFC IT-SOFC LFFC MCFC MEA MEMS MHFC PAFC PBI PBIFC PCFC PCM PEM PEMEC PEMFC PSZT High temperature polymer electrolyte membrane fuel cell Korkean lämpötilan polymeerielektrolyyttipolttokenno Intermediate temperature solid oxide fuel cell Keskilämpötilan kiinteäoksidipolttokenno Laminar flow fuel cell Mikrofluidistinen polttokenno Molten carbonate fuel cell Sulakarbonaattipolttokenno Membrane electrode assembly Elektrodielektrolyyttiasennelma Microelectromechanical system Mikrosähkömekaaninen järjestelmä Metal hydride acid fuel cell Metallihydridipolttokenno Phosphoric acid fuel cell Fosforihappopolttokenno Polybenzimidasole Polybentsimidasoli Polybenzimidasole fuel cell Polybentsimidasolipolttokenno Proton ceramic fuel cell Keraaminen protoninvaihtopolttokenno Phase change material Faasimuutosmateriaali Polymer electrolyte membrane Proton exchange membrane Polymeerielektrolyytti Polymer electrolyte membrane electrolyzer cell Polymeerielektrolyyttielektrolyyseri Polymer electrolyte membrane fuel cell Proton exchange membrane fuel cell Polymeerielektrolyyttipolttokenno Lead stannate zirconate titanate Lyijyzirkonaattistannaattititanaatti

8 7 PTFE RMFC RTG SAFC SI SMES SOEC SOFC SSCAES TPV UAV UGV ULSD URFC UUV YSZ Polytetrafluoroethylene Polytetrafluoroetyleeni Reformed methanol fuel cell Reformerimetanolipolttokenno Radioisotope thermoelectric generator Termosähköinen radiatiivinen generaattori Solid acid fuel cell Kiinteähappopolttokenno Spark ignition Kipinäsytytys Superconducting magnetic energy storage Suprajohtava magneettinen energiavarasto Solid oxide electrolyzer cell Kiinteäoksidielektrolyyseri Solid oxide fuel cell Kiinteäoksidipolttokenno Small scale compressed air energy storage Pienikokoinen paineilmaenergiavarasto Thermophotovoltaic Termovalosähköinen Unmanned aerial vehicle Miehittämätön lentoalus Unmanned ground vehicle Miehittämätön maa-alus Ultralow sulphur diesel Rikkipuhdistettu diesel Unitized regenerative fuel fell Yksiköity regeneratiivinen polttokenno Unmanned underwater vehicle Miehittämätön sukellusalus Yttria-stabilized zirconia Yttrium-stabiloitu zirkonium

9 8 SISÄLTÖ Sisältö 1 Johdanto 10 2 Energian tuotanto Polttoprosessit Turbiinit Mäntämoottorit Polttimet Polttokennot Polymeerielektrolyyttipolttokennot Alkalipolttokennot Korkean lämpötilan polttokennot Lämpöenergia sähköksi Lämpövoimakoneet Termosähköiset materiaalit Pyrosähköiset materiaalit Termovalosähköinen konversio Kineettinen energia Biomekaaninen energia Virtausenergia Sähkömagneettinen säteily Radiotaajuisen energian talteenotto Aurinkoenergia Biologiset energianlähteet Biopolttokennot Kasvien aineenvaihdunta Radiatiivinen hajoaminen Termosähköinen konversio Ei-terminen konversio Energian varastointi Kemiallinen varastointi Vety Hiilivedyt Kemialliset hydridit Sähkökemiallinen varastointi Lyijyakku Nikkeliakut Litium-ioniakut Sulasuola-akut Virtausakut

10 SISÄLTÖ Regeneratiiviset polttokennot Sähkömagneettinen varastointi Kondensaattorit Suprajohtava magneettinen varastointi Lämmön varastointi Lämpökapasiteettivarastot Faasimuutosmateriaalit Kineettinen varastointi Potentiaalienergian varastointi Paineilmavarastointi Veden potentiaalivarastointi Sovellukset Sensorien tehonlähteet Yksittäisen sotilaan energianhallinta Miehittämättömät alukset Ajoneuvot ja kuljetuskalusto Stationääriset tehonlähteet Yhteenveto ja johtopäätökset Tehonlähteet ja varastointitekniikat Sovellukset ja järjestelmät Infrastruktuuri ja logistiikka Viitteet 74

11 1 Johdanto 1990-luvulta lähtien tietoisuus energiantuotannon synnyttämien päästöjen vaikutuksista on noussut huimaa vauhtia ja pyrkimys uusien vaihtoehtojen kartoittamiseen on johtanut energia-alan renessanssiin. Ympäristöystävällisiä energiantuotantotekniikoita on tutkittu jo kauan, mutta niille ei ole aiemmin nähty mitään konkreettista tarvetta. Fossiilisten polttoaineiden hupeneminen ja uhka hyvinvoinnin romahtamisesta on saanut vaihtoehtoisten energiatekniikoiden kehitykseen vauhtia ja eri tutkimusorganisaatiot ovat kehitelleet ja visioineet mitä moninaisimpia mahdollisuuksia tulevaisuuden energiatuotantoskenaarioista. Myös puolustussektorin on syytä pysyä mukana tulevassa energiainfrastruktuurin muutoksessa, sillä sotilasteknologian ei ole järkevä jäädä riippuvaiseksi hupenevista fossiilisista energiavaroista. Energiantuotantoperustan muuttaminen on kallista, mutta samalla on mahdollista adaptoida mukaan vielä tuntemattomampia ja potentiaalisesti hyvinkin suorituskykyisiä energiantuotantotekniikoita, jotka olisivat ilman muutostarvetta jääneet kokonaan kartoittamatta. Tulevissa sovelluksissa mukana kuljetettavien elektronisten laitteiden lukumäärä ja suurempi tehonkulutus muodostuvat haasteeksi nykyisille sähköntuotantotavoille. Uusista energiantuotantomenetelmistä on löytynyt potentiaalisia, energiatiheydeltään perinteiset akut päihittäviä vaihtoehtoja yksittäisen taistelijan ja miehittämättömien alusten sähköenergiantuotantoon. Tämän dokumentin tarkoituksena on antaa lukijalle yleinen käsitys erilaisista vaihtoehtoisista energiantuotantomenetelmistä. Raportti keskittyy enimmäkseen vielä hieman tuntemattomampiin energiantuotantomenetelmiin, jotka ovat vielä kehitysasteella tai vailla mittavaa kaupallista tuotantoa. Teksti on suunnattu aiheeseen tutustumattomalle lukijalle, eikä yksittäisiä teknologioita käsitellä selvityksen laajuuden johdosta pintaa syvemmältä. Kiinnostuksen herätessä kannattaakin kääntyä viitteinä mainitun materiaalin puoleen. Kappaleessa 2 käsitellään olemassa olevien energiantuotanto- ja muunnosteknologioiden perusteet ja käsitellään aiheita tutkimuksen ja tuotekehityksen näkökulmista. Seuraavassa kappaleessa perehdytään energianvarastointitekniikoihin. Kappaleessa 4 käydään läpi vaihtoehtoisten energiatekniikoiden jo käytössä olevia ja potentiaalisia sotilassovelluksia. Yhteenvedossa arvioidaan uusien energiatekniikoiden mahdollisuuksia ja haasteita sekä pohditaan mitä uutta ne tulevat mahdollistamaan lähitulevaisuudessa. 10

12 2 Energian tuotanto Kannettavasta elektroniikasta miehittämättömiin aluksiin, tuotekehityksen päämääränä on ollut laitteiden koon pienentäminen ja toiminta-ajan pidentäminen. Mikrosähkömekaanisilla järjestelmillä (MEMS) on saatu aikaan huomattavia parannuksia kaikilla sovellettavan teknologian osa-alueilla, poislukien tehonlähteet [1]. Laitteiden jatkokehityksen kannalta onkin tärkeää löytää uusia suorituskykyisiä tehonlähteitä nykyisten akkujen ja paristojen energiatiheyden lähestyessä kattoaan. Perinteisten hiilivetyjen (40 MJ/kg) ja vedyn (120 MJ/kg) energiatiheys ylittää moninkertaisesti nykyisten litium-ioniakkujen (<1 MJ/kg) energiatiheyden [2 4]. Jos polttoaineen kemiallinen energia saadaan edes osaksi muunnettua sähköksi, saavutetaan hiilivetyjen gravimetrisilla energiatiheyksillä huima harppaus nykyisiin akkuihin verrattuna. Kemiallisen energian muuntamiseksi sähköksi on perinteisesti käytetty polttomoottoriin yhdistettyä sähkögeneraattoria, mutta viime vuosikymmeninä vahvaksi kilpailijaksi ovat nousseet erityyppisten polttokennojen kavalkadi. Kehityskelpoisia ratkaisuja löytyy myös mikrokokoisten turbiinien ja polttimien saralta [5]. Toinen vaihtoehto energiatehokkuuden parantamiseen on haalia tarvittavaa energiaa käytettävän järjestelmän ympäristöstä (energy scavenging). Hyötykäyttöön voidaan ottaa ihmisen tuottama lämpöenergia (termosähköiset generaattorit), biomekaaninen energia tai jopa ympäristöstä löytyvän kasvillisuuden aineenvaihdunta [6]. Uusiutuvien energiantuotantomenetelmien kova kehitys on vauhdittanut myös aurinkokennoihin ja tuulivoimaan perustuvien energiajärjestelmien kaupallistamista. Erikoissovelluksissa vakiintuneen paikan saavuttaneiden radiatiivisten tehonlähteiden teknologia on myös murroksessa. Radiatiivisten tehonlähteiden korkea energiatiheys ja toimintavarmuus houkuttavat kehittämään nykyisten termosähköisten järjestelmien tilalle yhä pienempiä ei-termiseen muunnokseen perustuvia ydinparistoja [7]. Seuraavissa kappaleissa käydään läpi eri energian tuotanto ja konversiotekniikoita, lähtien kemiallisen energian muuntamisesta polttoprosesseilla ja polttokennoilla (kappaleet 2.1 ja 2.2), jatkaen lämpöenergian (2.3) ja kineettisen energian (2.4) talteenotolla. Lopuksi käydään läpi sähkömagneettisen säteilyn (2.5) avulla tuotettu energia, sekä biologiset (2.6) ja radiatiiviset (2.7) energianlähteet. 11

13 POLTTOPROSESSIT 2.1 Polttoprosessit Pienen skaalan polttoprosessit (mikro- ja mesoskaala) ovat lähiaikoina saaneet osakseen lisääntyvää huomiota, koska niiden on huomattu soveltuvan moniin eri kohteisiin, ei vain sähköenergian, mutta myös lämmön ja mekaanisen energian tuotantoon [8]. Mahdollisiin sovelluskohteisiin kuuluvat sensorit, aktuaattorit, kannettava elektroniikka, robotit, miehittämättömät alukset, lämmityslaitteet. Lisäksi polttoprosessit soveltuvat lämmön ja mekaanisen energian varavoimanlähteeksi ilmastointiin erilaisissa kulku- ja kuljetusvälineissä. Kuten jo edellä mainittiin, konsepti polttoprosessien hyödyntämisestä energiantuotannossa perustuu hiilivetyjen korkeaan energiatiheyteen, joka on jopa kaksi kertalukua korkeampi kuin nykyisellä akkuteknologialla on saavutettavissa. Polttoprosessia hyödyntävät laitteet voidaan jakaa karkeasti kahteen ryhmään: lämpövoimakoneisiin ja polttimiin. Lämpövoimakoneet ovat laitteita jotka muuntavat lämpöenergiaa mekaaniseksi energiaksi. Tähän luokkaan kuuluvat polttomoottorit sekä kaasuturbiinit, joissa polttoaineen kemiallinen energia muunnetaan rotaatioenergiaksi termodynaamisen työkierron avulla. Polttimet taas muuntavat polttoaineen kemiallisen energian mahdollisimman tehokkaasti lämmöksi, josta sitä voidaan hyödyntää muihin tarkoituksiin (ks. kappale 2.3). Isokokoiset turbiinit ja polttomoottorit ovat jo vakiintunutta tekniikkaa, joten todellinen haaste piileekin teknologian skaalautuvuudessa pienempään kokoon, erityisesti kannettavien laitteiden sähköntuotantoon [1, 8]. Ennen valmistustekniikan kehittymistä mikrotason komponenteille ja MEMS-teknologialle, polttoprosessien käyttö pienen skaalan laitteissa oli lähinnä akateemisen mielenkiinnon kohde. Mikroelektromekaanisten laitteiden yleistyminen loi tarpeen pienikokoisille energianlähteille. Seuraavissa kappaleissa perehdytään pienikokoisiin polttoprosessia hyödyntäviin laitteisiin Turbiinit Mikrokokoisten turbiininen kehitys on lähtenyt liikkeelle käytössä olevan teknologian skaalaamisesta pienempään kokoon. Tämä ei kuitenkaan onnistu vain pienentämällä laitteen dimensioita, sillä näin pienessä koossa virtausmekaniikka ja lämmönhallinta joudutaan miettimään kokonaan uudelleen. Vaikka teknologia on vielä kaukana kaupallistamisesta, mikroturbiineista on kuitenkin tehty useita onnistuneita demonstraatioita. Polttoaineena mikroturbiineissa voidaan käyttää kaasumuotoista hiilivetyä tai puhdasta vetyä. Turbiinien käyttämä Brayton-sykli on ylivoimainen verrattuna muihin polttomoottorityökiertoihin, sillä se tarjoaa korkeimman tehotiheyden

14 2.1 POLTTOPROSESSIT 13 Kuva 2.1: Kaaviokuva mikroturbiinin poikkileikkauksesta. Alkuperäiseen rakenteeseen [9] on myöhemmin ehdotettu parannuksia mm. polttokammion osalta [11]. Kuva: MIT OpenCourseWare. ja hyötysuhteen [9]. Lisäksi turbiinit ovat mekaanisesti kestäviä ja lämpötila voidaan pitää laitteen sisällä hyvin tasaisena. Mikroturbiini on sähkön tuottamiseksi kytkettävä sähkögeneraattoriin (ks. kappale 2.4). Tunnetuin kehitteillä oleva mikroturbiinikonsepti on MIT:n MEMSteknologiaan perustuva piipohjainen radiaalikompressoriturbiini. Turbiini on halkaisijaltaan 10 mm ja sen arvioitu sähköteho on noin 20 W [10]. Kuvissa 2.1 ja 2.2 on esitetty poikkileikkaus turbiinin rakenteesta ja lähikuva roottorilavoista. Turbiini koostuu useasta piihin etsatusta kerroksesta, jotka pinotaan päällekkäin kuvan 2.3 mukaisesti. Mikroturbiinista on tarkoitus kehittää suoraan piirilevyyn integroitava tehonlähde. Mikroturbiinin lupaavasta suorituskyvystä huolimatta konseptissa on vielä huomattavia ongelmia ratkaistavana. Riittävän tehontuotannon kannalta turbiiniin on pyörittävä hyvin suurella kierrosnopeudella ( rpm [10]), mikä aiheuttaa ongelmia laakeroinnin kanssa [12]. Toinen ongelma on varsinkin roottorilapojen materiaalin väsyminen korkeissa lämpötiloissa (jopa 1500 C pakokaasulämpötila [9, 10]). Väsyminen voidaan ratkaista käyttämällä piin sijasta piikarbidia, piinitridiä tai alumiinioksidia, mikä toisaalta vaatisi soveltuvien etsausmenetelmien kehitystä [9, 11]. Ongelmia on pystytty ratkaisemaan myös vaihtoehtoisella turbiinirakenteella. Tohokun yliopistossa on demonstroitu mikroturbiini, joka pystyy Braytonsykliin jo rpm kierrosluvuilla käyttölämpötilan pysytellessä C tuntumassa [10].

15 POLTTOPROSESSIT Kuva 2.2: Lähikuva mikroturbiinin roottorilavoista. Kuva: MIT OpenCourseWare. Kuva 2.3: Kaavio kuudesta piikerroksesta koostuvan mikroturbiinin valmistusprosessista. Kuva: MIT OpenCourseWare.

16 2.1 POLTTOPROSESSIT Mäntämoottorit Mäntämoottorit ovat tänä päivänä vakiintunutta teknologiaa ja niitä käytetään erilaisissa kulkuneuvoissa sekä varavoiman tuotannossa. Mäntämoottoriteknologiaa ei ole kuitenkaan kehitetty pienempään kokoluokkaan lähinnä valmistusteknisistä syistä. Kuten jo edellä mainittiin, hiilivetyjen korkea energiatiheys on herättänyt tutkijoiden kiinnostuksen myös mikrokokoisia mäntämoottoreita kohtaan. Mikromäntämoottoreissa fysikaaliset prosessit kuten palaminen, kaasujen kinetiikka ja lämmönvaihto tapahtuvat täysin eri skaalassa kuin täysikokoisissa polttomoottoreissa. Tämän johdosta suunnitteluperiaatteet eroavat radikaalisti suuremmista moottoreista. Mäntämoottorit on perinteisesti jaettu kipinäsytytteisiin (SI, Otto-sykli) ja puristussytytteisiin (CI, Diesel-sykli) moottoreihin. Kipinäsytytteisessä moottorissa osa palamisessa syntyvästä energiasta kuluu kaasuseoksen lämmittämiseen, ja tästä aiheutuva liekin tukahtuminen rajoittaa kipinäsytytteisen moottorin minimidimensioita [1]. Tätä rajoitusta ei kuitenkaan synny, jos käytetään sekä kipinä- että puristussytytteisen tekniikan yhdistelmää, HCCI-sykliä. HCCIsyklissä kokoa rajoittaviksi tekijöiksi muodostuvat kitka ja mäntä-sylinterirajapinnan vuodot [13]. HCCI-syklin soveltuvuutta mikromoottoreihin on demonstroitu 3.0 mm halkaisijan kertalaukaistavalla vapaamännällä n-heptaani/ilmaseoksella [10]. Käytettäessä ferromagneettista vapaamäntää voidaan moottoriin kytkeä induktioon perustuva sähkögeneraattori, jolloin ei tarvita kampiakselia ja erillistä sähkögeneraattoria[10]. Sylinterimoottorien lisäksi Berkeleyn yliopistossa (UCB) on kehitteillä pienikokoinen kiertomäntämoottori (Wankel). Projektin tavoitteena on kehittää MEMS-pohjainen halkaisijaltaan 2.4 mm roottoria käyttävä moottori, joka pystyisi tuottamaan 90 mw tehon [10]. Moottorin suurennosmallia on testattu vety/ilma-seoksella, jolloin saavutettiin 2.7 W teho 9300 rpm kierrosluvulla [14]. Tavoitteena on myös saada moottori toimimaan nestemäisellä hiilivedyllä [14]. Yleisenä ongelmana mäntämoottoreissa on kuitenkin soveltuvan valmistusmateriaalin ja -tekniikan löytäminen. Mäntämoottorien valmistusmateriaaliksi on ehdotettu mm. alumiinioksidia [15].

17 POLTTOPROSESSIT Polttimet Tällä hetkellä kehitteillä on huomattava määrä erityyppisiä mikropolttimia, joita on tarkoitus käyttää joko suoraan pienen skaalan lämmöntuotantoon tai rinnakkain jonkin lämpöenergiaa sähköksi muuntavan tekniikan, esim. termosähköisen generaattorin, kanssa (ks. kappale 2.3). Polttimien hyvänä puolena on kiinteä mekaaninen rakenne. Valitettavasti sähköntuotantoon käytettävien järjestelmien kokonaishyötysuhde jää yleensä alhaiseksi. Pienen koon polttimien ongelmana on myös liekin ylläpitäminen, koska tarvittava lämpö karkaa helposti hukkaan polttimen seinämistä [8]. Palamisen kynnysenergiaa voidaan myös alentaa katalyyteillä (esim. platina tai palladium), jolloin palamista pystytään ylläpitämään alemmassa lämpötilassa [14]. Eniten tutkittu poltintyyppi on ns. spiraalikanavapoltin (Swiss Roll combustor), jossa polttokammiosta erkanee kaksi limittäin kulkevaa spiraalikanavaa, toinen polttoaineen syöttökanava ja toinen pakokaasujen poistokanava [5, 14]. Tämä rakenne mahdollistaa syötettävän polttoaineen esilämmityksen pakokaasusta kanavaseinämän läpi johtuvan lämmön avulla. Stereolitografialla valmistetulla 12.5 mm 12.5 mm 5.0 mm-kokoisella TEG-elementtiin kytketyllä spiraalipolttimella on pystytty 100 mw tehontuotantoon, kokonaishyötysuhteen vaihdellessa 1 5 % välillä, riippuen polttoaineesta [5]. Yalen yliopiston tutkijat ovat raportoineet katalyyttisestä 1000 C lämpötilassa toimivasta polttimesta, jolla on saavutettu jopa 97 % palamishyötysuhde, eli miltei kaikki polttoaineen energia muuttui lämmöksi [5]. Spiraalikanavan lisäksi on esitelty myös vaihtoehtoisia tekniikoita. Polttimissa voidaan käyttää pyörteistä palamista, jolloin liekki saadaan pienessäkin koossa stabiiliksi [2]. Toinen vähemmän tutkittu ja isommassa koossa paljon käytetty tapa on käyttää huokoista poltinkammiota, jolloin pystytään vähentämään lämmön karkaamista ja samalla lämmittämään syötettävää polttoainetta [14].

18 2.2 POLTTOKENNOT 17 Ulkoinen piiri e Polttoaine sisään Ilma sisään H 2 O 2 H + H 2 Ylimääräinen polttoaine PEM Ilma ja vesi ulos O 2 H 2O Virtauskanavalevy KDK Elektrodit KDK Virtauskanavalevy Kuva 2.4: Vetykäyttöisen protoninvaihtopolttokennon rakenne ja toimintaperiaate. Kuva: Pauli Koski [16]. 2.2 Polttokennot Polttokennot ovat sähkökemiallisia laitteita, jotka pystyvät tehokkaasti muuntamaan polttoaineen kemiallisen energian suoraan sähköksi. Polttokennot käyttävät yleensä polttoaineenaan vetyä, hiilivetyjä tai muita sopivia vedynkantajia. Polttokennoille tyypillisiä ominaisuuksia ovat korkea hyötysuhde ja virrantiheys, hiljaisuus, kiinteä rakenne (ei liikkuvia osia), sekä hyvä skaalautuvuus milliwateista satoihin kilowatteihin. Polttokennot eivät myöskään tuota palamisreaktiosta tuttuja ilmansaasteita. Riippuen käytetystä polttoaineesta, polttokennot tuottavat ilmansaasteita hyvin vähän tai eivät ollenkaan. Saasteettomuus yhdessä korkean hyötysuhteen kanssa tekee polttokennoista ympäristöystävällisen tavan tuottaa sähköä, mikä onkin yksi keskeisimpiä motiiveja polttokennojen tutkimus- ja tuotekehitystyössä. Polttokennojen korkea hyötysuhde perustuu sähkökemialliseen hapetus-pelkistysreaktioon polttoaineen ja hapettimen välillä. Toisin kuin polttomoottoreissa, polttokennoissa kemiallinen reaktio tapahtuu kahtena puolireaktiona, kennon kummallakin elektrodilla. Koska kokonaisreaktiossa ei tapahdu palamista, polttokennon hyötysuhde voi ylittää termodynaamisen Carnothyötysuhteen. Kuvassa 2.4 on esitetty vetykäyttöisen protoninvaihtokennon rakenne ja toimintaperiaate. Yksittäisen polttokennon tuottama avoimen piirin jännite on yleensä 0.4 V

19 POLTTOKENNOT Kuva 2.5: Tyypillinen PEM-polttokennosto eli stack. Yksittäiset kennot on puristettu yhteen metallisten päätylevyjen väliin. Kuva: NREL. 1.0 V väliltä [17]. Tästä johtuen yksittäisen kennot nivotaan sarjaan kennostoiksi eli stackeiksi, jollainen on esitetty kuvassa 2.5. Kun polttokennoa aletaan kuormittaa, kennon tuottama jännite laskee avoimen piirin jännitteen alapuolelle. Jännitteen aleneminen johtuu häviömekanismeista, jotka on esitetty tarkemmin kuvassa 2.6. Polttokennojen toimintaan voi perehtyä tarkemmin mm. lähteistä [17 24]. Polttokennotyypit jaotellaan yleensä ryhmiin niiden käyttölämpötilan, polttoaineen tai elektrolyytin mukaan. Seuraavissa kappaleissa käydään läpi yleisesti tunnetuimmat ja teknologialtaan lupaavimmat polttokennotyypit Polymeerielektrolyyttipolttokennot Polymeerielektrolyyttipolttokenno tai protoninvaihtopolttokenno (PEMFC, PEFC) on eri polttokennotyypeistä selvästi tutkituin ja teknologialtaan kypsin. PEM-polttokennot käyttävät polttoaineenaan vetyä ja hapettimena happea, yleensä suoraan ilmasta. Elektrolyyttinä toimii ohut polymeerikalvo, joka on saatu protonijohtavaksi kiinnittämällä PTFE-runkoon sulfonihapporyhmiä. Koska tyypilliset elektrolyyttimembraanit vaativat kostutusta, rajoittaa nestemäisen veden tarve PEM-polttokennon käyttölämpötilan suhteellisen alhaiseksi, yleensä 30 C - 90 C välille. PEM-polttokennot hyviä ominaisuuksia

20 2.2 POLTTOKENNOT E (V) 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 Alue I Jännite Tehotiheys Alue II Alue III P (mw/cm 2 ) 0, j (ma/cm 2 ) Kuva 2.6: Esimerkki protoninvaihtopolttokennon nk. polarisaatiokäyrästä (punainen). Kun kennosta aletaan ottaa virtaa, tippuu jännite avoimen piirin jännitteen alapuolelle erilaisten varauksen ja reaktanttien siirrosta aiheutuvien häviöiden johdosta. Kuvaan on merkitty kolme aluetta, joissa kunkin häviömekanismin vaikutus on selvimmin havaittavissa: (I) aktivaatiohäviöt, (II) Ohminen häviö ja (III) aineensiirtohäviöt. Kennon tuottama teho on esitetty kuvaajan oikeanpuoleisella akselilla (vihreä). Kuva: Pauli Koski [16].

21 POLTTOKENNOT ovat nopea käynnistys ja korkea virrantiheys. Membraanin kostuttaminen vaatii kuitenkin huomattavan määrään kennon ulkopuolista lisälaitteistoa. Reformeripolttokennot PEM-kennoissa on höyryreformoinnin avulla mahdollista käyttää polttoaineena myös erilaisia hiilivetyjä. Tyypillisiä reformoinnissa käytettäviä polttoaineita ovat metanoli ja maakaasu, joiden lisäksi on mahdollista käyttää mm. propaania, bensiiniä, dieseliä tai etanolia. Reformerin käytössä on haasteena sen vaatiman korkean lämpötilan ylläpito, varsinkin alhaisen lämpötilan polttokennoissa. Höyryreformointia on kuitenkin onnistuneesti käytetty mm. reformerimetanolipolttokenno (RMFC), joita on kaupallisesti saatavilla [25]. Suorareaktiopolttokennot Reformoinnin lisäksi vetyä sisältäviä polttoaineita on mahdollista käyttää nk. suorareaktiopolttokennoissa, joissa polttoaine syötetään sellaisenaan kennon elektrodille. Suorareaktiopolttokennot eroavat PEMFC:sta lähinnä polttoaineen syötön osalta. Polttoaineena voidaan käyttää nestemäisiä pienimolekyylisiä hiilivetyjä, kuten metanolia, etanolia, eettereitä tai muita orgaanisia yhdisteitä (esim. metaanihappo) [26]. Suorareaktiopolttokennojen käyttölämpötilat ovat yleensä hieman alhaisempia kuin vedyllä toimivien PEM-kennojen. Suorametanolipolttokenno (DMFC) on suorareaktiopolttokennoista lähimpänä kaupallistamista. Polttoaineena DMFC:ssa käytetään metanoli-vesiliuosta. Kemiallisessa reaktiossa anodi vastaanottaa vetyä suoraan metanolimolekyylistä (CH 3 OH), jolloin ei tarvita erillistä reformeria. Kuorman alaisena DMFC pystyy yleensä tuottamaan noin 0.3V 0.5 V jännitettä [19]. DMFC:a käytettään yleensä kannettavissa laitteissa, kuten kameroissa ja tietokoneissa, joiden tehovaatimukset ovat 1 W 1 kw väliltä. DMFC:n ongelmana on metanolin diffuusio elektrolyyttimembraanin läpi ja metanolin hidas hapettuminen anodilla [26]. Suoraetanolipolttokennossa (DEFC) anodille syötetään etanolia (C 2 H 5 OH), joka hapettuu tuottaen hiilidioksidia, protoneja ja elektroneja. DEFC:n tuottama jännite on V väliltä ja tehotiheys huomattavasti DMFC:a matalampi [19, 27]. Suoradimetyylieetteripolttokennossa (DDMEFC) käytetään polttoaineena dimetyylieetteriä (CH 30 CH 3, DME). Polttoaineen DME sisältää paljon enemmän energiaa kuin metanoli, sillä yhdessä hapettumisreaktiossa syntyy metanolin kuuden elektronin sijasta 12 elektronia [27]. DME ei myöskään diffundoidu

22 2.2 POLTTOKENNOT 21 membraanin läpi yhtä helposti ja on turvallisempaa käyttää kuin metanoli. DD- MEFC suorituskyky on samaa luokkaa DMFC:n kanssa [27]. Suorametaanihappopolttokennossa (DFAFC) polttoaineena toimii metaanihappo (HCOOH). Metaanihappo ei tunkeudu polymeerielektrolyytin läpi, joten kennoon voidaan syöttää jopa % liuosta, verrattuna suorametanolipolttokennon noin 6 prosenttiin [19]. DFAFC tuottama jännite on noin 0.55 V, joka on hyvin kaukana teoreettisesta 1.45 V [19] Alkalipolttokennot Alkalipolttokennot (AFC) toimivat noin 100 C lämpötilassa ja niiden hyötysuhde on % luokkaa [19]. Polttoaineena toimii vety ja elektrolyyttinä käytetään veteen liuotettua kaliumhydroksidia (KOH), joka kuljettaa negatiivisia ioneja anodilta katodille [28]. Alkalipolttokennoille on ominaista nopea käynnistyminen. Elektrolyytti on hyvin herkkiä hiilidioksidille, joten kennoon syötettävä ilma on suodatettava ennen käyttöä. Haittapuolena on myös elektrolyytin korrosiivisuus, joka lyhentää käyttöikää. AFC:t ovat ensimmäisiä polttokennoja, jotka laitettiin hyötykäyttöön jo 1900-luvn alussa [28]. Alkalipolttokennoja on käytetty mm. ajoneuvoissa ja avaruussukkuloissa, mutta 1980-luvulla kiinnostus AFC:n lopahti. Uudentyppisten ohutkalvoelektrolyyttien (PEM) kehitys on kuitenkin herättänyt uutta kiinnostusta alkalipolttokennoihin ja aikaisemmin ongelmana olleita heikkouksia yritetään kiertää kehittämällä polymeeripohjaista anioninvaihtomembraania (AEM) [28]. Seuraavaksi esitellään muutamia alkaliseen kennoon (ja AEM:n) perustuvia vaihtoehtoisia polttoaineita käyttäviä kennotyyppejä. Suoraborohydridipolttokenno (DBFC) Suoraborohydridipolttokenno käyttää polttoaineenaan veteen liuotettua natriumborohydridiä (NaBH 4 ), joka alkaalisissa olosuhteissa vapauttaa vetyä ja lopulta hapettuu booraksiksi (NaBO 2 ). DBFC:a käytetään noin 70 C lämpötilassa ja katalyyttinä voidaan käyttää jalometallien sijasta nikkeliä, jolla saavutetaan noin 50 % hyötysuhde [29]. DBFC:n tuottama suhteellisen korkea jännite (1.64 V), hyvä tehotiheys ja matala käyttölämpötila yhdessä natriumborohydridin 10.4 massaprosentin vedynkantokykyyn tekevät siitä lupaavan tehonlähteen kannettaviin laitteisiin [19, 29]. Haittapuolen on kuitenkin borohydridien korkea hinta [19].

23 POLTTOKENNOT Suorahydratsiinipolttokenno (DHFC) Suorahydratsiinipolttokenno käyttää polttoaineenaan hydratsiinia (N 2 H 4 ), jota on tutkittu alkalikennojen polttoaineen jo 1970-luvulta [26]. DHFC on kuitenkin vielä tutkimus- ja kehitysasteella. DHFC:a on kokeiltu sekä kationin- ja anioninvaihtomembraaneilla, joista anioninvaihtokenno todettu huomattavasti paremmin toimivaksi [26]. DHFC:n teoreettinen jännite on 1.56 V [26]. Hydratsiini ei sisällä hiiltä, joten hapettumisessa ei synny hiilidioksidia, eivätkä hiiliyhdisteet pääse myrkyttämään katalyyttejä [26]. Hydratsiini on kuitenkin hyvin myrkyllistä, joten järjestelmien suunnittelu vaati erityistä huolellisuutta. Anioninvaihtomembraaneja on myös hyvin heikosti saatavilla, joten AEM:n kaupallistaminen ja MEA-synteesin kehittäminen on olennainen askel DHFC:n implementoinnissa [26]. Metallihydridipolttokennot MHFC Metallihydridipolttokenno vastaa suurelta osin AFC:a, mutta sen anodi on valmistettu metallihydiridikomposiitista, joka pystyy varaamaan polttoaineena käytettyä vetyä polttokennon sisälle. Täten MHFC on mahdollista ladata kuin akku, jolloin anodille varautuu uudelleen käytettävissä olevaa vetyä. MHFC on tällä hetkellä hyvin varhaisessa kehitysvaiheessa ja tehotiheydet ovat tähän mennessä olleet varsin alhaisia, noin 100 mw/cm 2 luokkaa [30]. Tästä huolimatta MHFC on erittäin mielenkiintoinen huomattavan alhaalle, jopa 20 C ulottuvan toimintalämpötilansa johdosta [30]. Mikrofluidistinen polttokenno Mikrofluidistinen polttokenno (LFFC) on membraaniton laminaariseen virtaukseen perustuva kennotyyppi. LFFC:ssa polttoaine ja oksidantti virtaavat laminaarisesti kanavassa, jolloin kahden nesteen rajapinta muodostaa virtuaalisen ioninvaihtokalvon [31]. Kennon elektrodit on sijoitettu kanavan vastakkaisille seinustoille. Virtaus on mahdollista pitää laminaarisena vain todella pienen skaalan kanavassa, jolloin suurempitehoisissa LFFC-tehonlähteissä on oltava suuri mikrokanavien muodostama verkosto. Polttoaineena LFFC:ssa käytetään vetyä, metanolia, metaanihappoa tai mitä tahansa muuta matalan lämpötilan polttokennoista tuttuja polttoaineita [32]. Virrantiheydet vaihtelevat suuresti, mw välillä, riippuen kennon rakenteesta ja polttoaineesta [32]. LFFC on vasta varhaisessa tutkimusvaiheessa, mutta lupaus membraanittomuudesta ja sen tuomista hyödyistä ajaa tutkimusta kiivaasti eteenpäin.

Polttokennoteknologian tarjoamat mahdollisuudet suomalaiselle kulkuneuvo-, kone- ja elektroniikkateollisuudelle 02-11/2001

Polttokennoteknologian tarjoamat mahdollisuudet suomalaiselle kulkuneuvo-, kone- ja elektroniikkateollisuudelle 02-11/2001 Polttokennoteknologian tarjoamat mahdollisuudet suomalaiselle kulkuneuvo-, kone- ja elektroniikkateollisuudelle 02-11/2001 Hankkeen pääsisältö Teknologian kehitystilannekartoitus Yrityskysely kotimaisesta

Lisätiedot

Energian talteenotto liikkuvassa raskaassa työkoneessa. 20.01.2010 Heinikainen Olli

Energian talteenotto liikkuvassa raskaassa työkoneessa. 20.01.2010 Heinikainen Olli Energian talteenotto liikkuvassa raskaassa työkoneessa 20.01.2010 Heinikainen Olli Esityksen sisältö Yleistä Olemassa olevat sovellukset Kineettisen energian palauttaminen Potentiaalienergian palauttaminen

Lisätiedot

Polttokennolaboratoriotyö

Polttokennolaboratoriotyö Polttokennolaboratoriotyö Polttokennot ovat sähkökemiallisia laitteita, jotka muuntavat polttoaineen kemiallisen energian suoraan sähköksi ja lämmöksi [1]. Ne eivät nimensä mukaisesti kuitenkaan polta

Lisätiedot

VARAVOIMAPALVELUIDEN VARMISTAMINEN ERI TEHOLUOKISSA

VARAVOIMAPALVELUIDEN VARMISTAMINEN ERI TEHOLUOKISSA VARAVOIMAPALVELUIDEN VARMISTAMINEN ERI TEHOLUOKISSA DEMO 2013 Projektin tavoitteita v. 2009 Siirrettävä itsenäinen sähköntuotantojärjestelmä Prototyyppi integroidaan 10 jalan mittaiseen järjestelmäkonttiin

Lisätiedot

Johdanto... 3. Tavoitteet... 3. Työturvallisuus... 3. Polttokennoauton rakentaminen... 4. AURINKOPANEELITUTKIMUS - energiaa aurinkopaneelilla...

Johdanto... 3. Tavoitteet... 3. Työturvallisuus... 3. Polttokennoauton rakentaminen... 4. AURINKOPANEELITUTKIMUS - energiaa aurinkopaneelilla... OHJEKIRJA SISÄLLYS Johdanto... 3 Tavoitteet... 3 Työturvallisuus... 3 Polttokennoauton rakentaminen... 4 AURINKOPANEELITUTKIMUS - energiaa aurinkopaneelilla... 5 POLTTOKENNOAUTON TANKKAUS - polttoainetta

Lisätiedot

Kuva 6.6 esittää moniliitosaurinkokennojen toimintaperiaatteen. Päällimmäisen

Kuva 6.6 esittää moniliitosaurinkokennojen toimintaperiaatteen. Päällimmäisen 6.2 MONILIITOSAURINKOKENNO Aurinkokennojen hyötysuhteen kasvattaminen on teknisesti haastava tehtävä. Oman lisähaasteensa tuovat taloudelliset reunaehdot, sillä tekninen kehitys ei saisi merkittävästi

Lisätiedot

AS.84-3134 Energiatekniikan automaatio. Polttokennot. Matias Halinen. DI, Tutkija VTT, Polttokennot

AS.84-3134 Energiatekniikan automaatio. Polttokennot. Matias Halinen. DI, Tutkija VTT, Polttokennot AS.84-3134 Energiatekniikan automaatio Polttokennot Matias Halinen DI, Tutkija VTT, Polttokennot AS-84.3134 Energiatekniikan automaatio, Syksy 2007 Sisältö Luento 1 Polttokennot yleisesti Polttokennojen

Lisätiedot

vetyteknologia Polttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE-54020 Risto Mikkonen

vetyteknologia Polttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE-54020 Risto Mikkonen DEE-5400 olttokennot ja vetyteknologia olttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE-5400 Risto Mikkonen 1.1.014 g:n määrittäminen olttokennon toiminta perustuu Gibbsin vapaan energian muutokseen. ( G = TS) Ideaalitapauksessa

Lisätiedot

Energian tuotanto haasteita ja mahdollisuuksia Pohjois- Suomessa. Pekka Tynjälä Ulla Lassi

Energian tuotanto haasteita ja mahdollisuuksia Pohjois- Suomessa. Pekka Tynjälä Ulla Lassi Energian tuotanto haasteita ja mahdollisuuksia Pohjois- Suomessa Pekka Tynjälä Ulla Lassi Pohjois-Suomen suuralueseminaari 9.6.2009 Johdanto Mahdollisuuksia *Uusiutuvan energian tuotanto (erityisesti metsäbiomassan

Lisätiedot

SOFC KENNOSTOT PIENIIN

SOFC KENNOSTOT PIENIIN SOFC KENNOSTOT PIENIIN STATIONÄÄRISOVELLUKSIIN Matti Noponen Elcogen Markkinat Saavutukset Yhteenveto Elcogen A/S Perustettu Virossa 2001 Valmistaa ja myy anodikannatteisia kiinteäoksidipolttokennoja Sijaitsee

Lisätiedot

Aurinkopaneelin maksimitehopisteen seuranta. Aurinkopaneelin maksimitehopisteen seuranta. Aurinkokennon virta-jännite-käyrä

Aurinkopaneelin maksimitehopisteen seuranta. Aurinkopaneelin maksimitehopisteen seuranta. Aurinkokennon virta-jännite-käyrä 05/10/2011 Aurinkokennon virta-jännite-käyrä Aurinkokennon tärkeimmät toimintapisteet: ISC Oikosulkuvirta VOC Tyhjäkäyntijännite MPP Maksimitehopiste IMPP Maksimitehopisteen virta VMPP Maksimitehopisteen

Lisätiedot

HENRI KARIMÄKI AJONEUVOKÄYTÖN POLTTOKENNOTEHOLÄHTEEN HYBRIDISOINTI TEOREETTINEN JA KOKEELLINEN TARKASTELU. Diplomityö

HENRI KARIMÄKI AJONEUVOKÄYTÖN POLTTOKENNOTEHOLÄHTEEN HYBRIDISOINTI TEOREETTINEN JA KOKEELLINEN TARKASTELU. Diplomityö HENRI KARIMÄKI AJONEUVOKÄYTÖN POLTTOKENNOTEHOLÄHTEEN HYBRIDISOINTI TEOREETTINEN JA KOKEELLINEN TARKASTELU Diplomityö Tarkastaja: lehtori Risto Mikkonen Tarkastaja ja aihe hyväksytty Tieto- ja sähkötekniikan

Lisätiedot

Suljetun lyijyakun toiminnan peruskäsitteitä

Suljetun lyijyakun toiminnan peruskäsitteitä Suljetun lyijyakun toiminnan peruskäsitteitä Akun toiminta perustuu täysin sähkökemiallisiin ilmiöihin + ja - materiaalin välillä elektrolyytin mahdollistaessa kemiallisenreaktion. Akun pääosina ovat anodi,

Lisätiedot

Tutkimuksellinen lähestymistapa polttokennojen kemian opetukseen

Tutkimuksellinen lähestymistapa polttokennojen kemian opetukseen Tutkimuksellinen lähestymistapa polttokennojen kemian opetukseen Matleena Ojapalo Pro gradu -tutkielma Ohjaaja: Maija Aksela Kemian opettajankoulutusyksikkö Kemian laitos Helsingin yliopisto 29.10.2010

Lisätiedot

Tekijä: Markku Savolainen. STIRLING-moottori

Tekijä: Markku Savolainen. STIRLING-moottori Tekijä: Markku Savolainen STIRLING-moottori Perustietoa Perustietoa Palaminen tapahtuu sylinterin ulkopuolella Moottorin toiminta perustuu työkaasun kuumentamiseen ja jäähdyttämiseen Työkaasun laajeneminen

Lisätiedot

HANNA NURMILO VETYPOLTTOKENNON HYÖDYNTÄMINEN LINJA-AUTOSSA

HANNA NURMILO VETYPOLTTOKENNON HYÖDYNTÄMINEN LINJA-AUTOSSA HANNA NURMILO VETYPOLTTOKENNON HYÖDYNTÄMINEN LINJA-AUTOSSA Diplomityö Tarkastaja: Lehtori Risto Mikkonen Tarkastaja ja aihe hyväksytty Tieto- ja sähkötekniikan tiedekuntaneuvoston kokouksessa 6. huhtikuuta

Lisätiedot

Markku J. Virtanen, Dr 31.3.2009

Markku J. Virtanen, Dr 31.3.2009 Aluetason energiaratkaisut Markku J. Virtanen, Dr 31.3.2009 Viitekehys paradigman muutokselle 2 Missä ja milloin innovaatiot syntyvät? Business (Kannattavuus) 3 Ekotehokkaan alueen suunnitteluperiaatteita

Lisätiedot

vetyteknologia Viikko 3 1 DEE-54020 Risto Mikkonen

vetyteknologia Viikko 3 1 DEE-54020 Risto Mikkonen DEE-54020 Polttokennot ja vetyteknologia Viikko 3 1 DEE-54020 Risto Mikkonen Polttokennot ja vetyteknologia III periodi Luennot: Risto Mikkonen, SH 311 ti 12-14 SE 201 ke 9-10 SE201 Seminaarityöt: Aki

Lisätiedot

Lämpöä tuulivoimasta ja auringosta. Esa.Eklund@KodinEnergia.fi. Kodin vihreä energia Oy 30.8.2012

Lämpöä tuulivoimasta ja auringosta. Esa.Eklund@KodinEnergia.fi. Kodin vihreä energia Oy 30.8.2012 Lämpöä tuulivoimasta ja auringosta 30.8.2012 Esa.Eklund@KodinEnergia.fi Kodin vihreä energia Oy Mitä tuulivoimala tekee Tuulivoimala muuttaa tuulessa olevan liikeenergian sähköenergiaksi. Tuulesta saatava

Lisätiedot

SÄHKÖ KÄSITTEENÄ. Yleisnimitys suurelle joukolle ilmiöitä ja käsitteitä:

SÄHKÖ KÄSITTEENÄ. Yleisnimitys suurelle joukolle ilmiöitä ja käsitteitä: FY6 SÄHKÖ Tavoitteet Kurssin tavoitteena on, että opiskelija ymmärtää sähköön liittyviä peruskäsitteitä, tutustuu mittaustekniikkaan osaa tehdä sähköopin perusmittauksia sekä rakentaa ja tutkia yksinkertaisia

Lisätiedot

Uusiutuvan energian yhdistäminen kaasulämmitykseen

Uusiutuvan energian yhdistäminen kaasulämmitykseen Aurinko Maalämpö Kaasu Lämpöpumput Uusiutuvan energian yhdistäminen kaasulämmitykseen Kaasulämmityksessä voidaan hyödyntää uusiutuvaa energiaa käyttämällä biokaasua tai yhdistämällä lämmitysjärjestelmään

Lisätiedot

Palot ajoneuvoissa Syyt / Riskit / Haasteet

Palot ajoneuvoissa Syyt / Riskit / Haasteet Dafo Brand AB 2009. All rights reserved. Palot ajoneuvoissa Syyt / Riskit / Haasteet Palonsammuttamisessa aika on merkittävä tekijä Nopea reagointi, vähemmän vahinkoa Ympäristönsuojelu, ympäristöarvot

Lisätiedot

ffiffi O, = aoo,'#...

ffiffi O, = aoo,'#... DEE-53000 Energian varastointi ja uudet energialähteet Tentti 16.10.2015 Risto Mikkonen Oman ohjelmoitavan laskimen käyttö sallittu' OSA I Vatitse oheisista kysymyksistä oikea vaihtoehto' t. llmakehän

Lisätiedot

AKKU- JA PARISTOTEKNIIKAT

AKKU- JA PARISTOTEKNIIKAT AKKU- JA PARISTOTEKNIIKAT H.Honkanen Kemiallisessa sähköparissa ( = paristossa ) ylempänä oleva, eli negatiivisempi, metalli syöpyy liuokseen. Akussa ei elektrodi syövy pois, vaan esimerkiksi lyijyakkua

Lisätiedot

TAAMIR FAREED VILLE LAMBERG JOUNI LANTTO TUOMO VORNANEN. HAJAUTETTU ENERGIANTUOTANTO Harjoitustyö. Tarkastaja: Aki Korpela

TAAMIR FAREED VILLE LAMBERG JOUNI LANTTO TUOMO VORNANEN. HAJAUTETTU ENERGIANTUOTANTO Harjoitustyö. Tarkastaja: Aki Korpela TAAMIR FAREED VILLE LAMBERG JOUNI LANTTO TUOMO VORNANEN HAJAUTETTU ENERGIANTUOTANTO Harjoitustyö Tarkastaja: Aki Korpela II SISÄLLYS 1. Johdanto...1 2. Hajautetun energiantuotannon määritelmä...2 3. Hajautetun

Lisätiedot

Lahti Energian uusi voimalaitos KYMIJÄRVI II. Jaana Lehtovirta Viestintäjohtaja Lahti Energia Oy

Lahti Energian uusi voimalaitos KYMIJÄRVI II. Jaana Lehtovirta Viestintäjohtaja Lahti Energia Oy Lahti Energian uusi voimalaitos KYMIJÄRVI II Jaana Lehtovirta Viestintäjohtaja Lahti Energia Oy Miksi voimalaitos on rakennettu? Lahti Energialla on hyvät kokemukset yli 12 vuotta hiilivoimalan yhteydessä

Lisätiedot

AURINKOSÄHKÖN HYÖDYNTÄMISMAHDOLLISUUDET SUOMESSA

AURINKOSÄHKÖN HYÖDYNTÄMISMAHDOLLISUUDET SUOMESSA AURINKOSÄHKÖN HYÖDYNTÄMISMAHDOLLISUUDET SUOMESSA Esityksen sisältö Johdanto aiheeseen Aurinkosähkö Suomen olosuhteissa Lyhyesti tekniikasta Politiikkaa 1 AURINKOSÄHKÖ MAAILMANLAAJUISESTI (1/3) kuva: www.epia.org

Lisätiedot

TASASUUNTAUS JA PUOLIJOHTEET

TASASUUNTAUS JA PUOLIJOHTEET TASASUUNTAUS JA PUOLIJOHTEET (YO-K06+13, YO-K09+13, YO-K05-11,..) Tasasuuntaus Vaihtovirran suunta muuttuu jaksollisesti. Tasasuuntaus muuttaa sähkövirran kulkemaan yhteen suuntaan. Tasasuuntaus toteutetaan

Lisätiedot

HELI YRJÄNÄINEN VEDYN VALMISTUS UUSIUTUVIA ENERGIAMUOTOJA HYÖDYNTÄEN Kandidaatintyö

HELI YRJÄNÄINEN VEDYN VALMISTUS UUSIUTUVIA ENERGIAMUOTOJA HYÖDYNTÄEN Kandidaatintyö HELI YRJÄNÄINEN VEDYN VALMISTUS UUSIUTUVIA ENERGIAMUOTOJA HYÖDYNTÄEN Kandidaatintyö Tarkastaja: yliassistentti Aki Korpela II TIIVISTELMÄ TAMPEREEN TEKNILLINEN YLIOPISTO sähkötekniikan koulutusohjelma

Lisätiedot

Viikinmäen jätevedenpuhdistamon Energiantuotannon tehostaminen

Viikinmäen jätevedenpuhdistamon Energiantuotannon tehostaminen Viikinmäen jätevedenpuhdistamon Energiantuotannon tehostaminen Kaasumoottorikannan uusiminen ja ORC-hanke Helsingin seudun ympäristöpalvelut Riikka Korhonen Viikinmäen jätevedenpuhdistamo Otettiin käyttöön

Lisätiedot

Fossiiliset polttoaineet ja turve. Parlamentaarinen energia- ja ilmastokomitea 23.4.2014

Fossiiliset polttoaineet ja turve. Parlamentaarinen energia- ja ilmastokomitea 23.4.2014 Fossiiliset polttoaineet ja turve Parlamentaarinen energia- ja ilmastokomitea 23.4.2014 Energian kokonaiskulutus energialähteittäin (TWh) 450 400 350 300 250 200 150 100 50 Sähkön nettotuonti Muut Turve

Lisätiedot

SMG-4450 Aurinkosähkö

SMG-4450 Aurinkosähkö SMG-4450 Aurinkosähkö Toisen luennon aihepiirit Lyhyt katsaus aurinkosähkön historiaan Valosähköinen ilmiö: Mistä tässä luonnonilmiössä on kyse? Piihin perustuvan puolijohdeaurinkokennon toimintaperiaate

Lisätiedot

Mökkisähköistyksen toteutus tuulivoimalla

Mökkisähköistyksen toteutus tuulivoimalla Mökkisähköistyksen toteutus tuulivoimalla Tämä esitys pyrkii vastaamaan kysymykseen kuinka mökkisähköistyksen voi toteuttaa käyttäen tuulivoimaa. 1. Sähköistys tuulivoimalla Sähköistys toteutetaan tuulivoimalan

Lisätiedot

Kriittiset metallit uudessa energiateknologiassa. Leena Grandell, Energiasysteemit VTT

Kriittiset metallit uudessa energiateknologiassa. Leena Grandell, Energiasysteemit VTT Kriittiset metallit uudessa energiateknologiassa Leena Grandell, Energiasysteemit VTT 2 Euroopan energiasektori murroksessa Talouskasvu lisää energian kysyntää, erityisesti kehittyvissä maissa Tekninen

Lisätiedot

Polttokennojärjestelmät

Polttokennojärjestelmät AS.84-3134 Energiatekniikan automaatio Polttokennojärjestelmät Matias Halinen DI, Tutkija VTT, Polttokennot Sisältö SOFC -järjestelmät Rakenne Vaatimuksia automaatiojärjestelmälle Kiinteäoksidipolttokenno,

Lisätiedot

PVO-INNOPOWER OY. Tuulivoima Suomessa ja maailmalla 15.6.2011 Tuulta Jokaiselle, Lapua Suunnitteluinsinööri Ari Soininen

PVO-INNOPOWER OY. Tuulivoima Suomessa ja maailmalla 15.6.2011 Tuulta Jokaiselle, Lapua Suunnitteluinsinööri Ari Soininen PVO-INNOPOWER OY Tuulivoima Suomessa ja maailmalla 15.6.2011 Tuulta Jokaiselle, Lapua Suunnitteluinsinööri Ari Soininen Pohjolan Voima Laaja-alainen sähköntuottaja Tuotantokapasiteetti n. 3600 MW n. 25

Lisätiedot

SMG-4500 Tuulivoima. Kuudennen luennon aihepiirit. Tuulivoimalan energiantuotanto-odotukset AIHEESEEN LIITTYVÄ TERMISTÖ (1/2)

SMG-4500 Tuulivoima. Kuudennen luennon aihepiirit. Tuulivoimalan energiantuotanto-odotukset AIHEESEEN LIITTYVÄ TERMISTÖ (1/2) SMG-4500 Tuulivoima Kuudennen luennon aihepiirit Tuulivoimalan energiantuotanto-odotukset Aiheeseen liittyvä termistö Pinta-alamenetelmä Tehokäyrämenetelmä Suomen tuulivoimatuotanto 1 AIHEESEEN LIITTYVÄ

Lisätiedot

Sähkön varastointi utopiaa vai realismia? Jussi Mäntynen

Sähkön varastointi utopiaa vai realismia? Jussi Mäntynen Sähkön varastointi utopiaa vai realismia? Jussi Mäntynen Agenda Sähkövarastot tänään Markkinoiden tarpeet Sähkövarasto ratkaisut Utopiaa vai realismia? Sähkövarastot tänään Utopiaa? Public 2012, Siemens

Lisätiedot

PUOLIJOHTEISTA. Yleistä

PUOLIJOHTEISTA. Yleistä 39 PUOLIJOHTEISTA Yleistä Pyrittäessä löytämään syy kiinteiden aineiden erilaiseen sähkön johtavuuteen joudutaan perehtymään aineen kidehilassa olevien atomien elektronisiin energiatiloihin. Seuraavassa

Lisätiedot

1. Malmista metalliksi

1. Malmista metalliksi 1. Malmista metalliksi Metallit esiintyvät maaperässä yhdisteinä, mineraaleina Malmiksi sanotaan kiviainesta, joka sisältää jotakin hyödyllistä metallia niin paljon, että sen erottaminen on taloudellisesti

Lisätiedot

Aurinkolämpöjärjestelmät THE FUTURE OF ENERGY. www.sonnenkraft.com

Aurinkolämpöjärjestelmät THE FUTURE OF ENERGY. www.sonnenkraft.com Aurinkolämpöjärjestelmät THE FUTURE OF ENERGY www.sonnenkraft.com w w w. s o n n e n k r a f t. c o m COMPACT aurinkolämpöjärjestelmät IHANTEELLINEN ALOITUSPAKETTI KÄYTTÖVEDEN LÄMMITTÄMISEEN COMPACT aurinkolämpöjärjestelmä

Lisätiedot

Liikennepolttoaineet nyt ja tulevaisuudessa

Liikennepolttoaineet nyt ja tulevaisuudessa Liikennepolttoaineet nyt ja tulevaisuudessa Perinteiset polttoaineet eli Bensiini ja Diesel Kulutus maailmassa n. 4,9 biljoonaa litraa/vuosi. Kasvihuonekaasuista n. 20% liikenteestä. Ajoneuvoja n. 800

Lisätiedot

AURINKOENERGIAA AVARUUDESTA

AURINKOENERGIAA AVARUUDESTA RISS 16. 9. 2009 AURINKOENERGIAA AVARUUDESTA Pentti O A Haikonen Adjunct Professor University of Illinois at Springfield Aurinkoenergiasatelliitin tekninen perusta Auringon säteilyn tehotiheys maapallon

Lisätiedot

INNOVATIIVISET UUDEN ENERGIAN RATKAISUT. Tommi Fred HSY MAAILMAN VESIPÄIVÄN SEMINAARI VESI JA ENERGIA 19.3.2014

INNOVATIIVISET UUDEN ENERGIAN RATKAISUT. Tommi Fred HSY MAAILMAN VESIPÄIVÄN SEMINAARI VESI JA ENERGIA 19.3.2014 INNOVATIIVISET UUDEN ENERGIAN RATKAISUT MAAILMAN VESIPÄIVÄN SEMINAARI VESI JA ENERGIA 19.3.2014 Tommi Fred HSY Uusiutuva energia Tavoitteena uusiutuvan energian tuotannon lisääminen Biokaasu merkittävässä

Lisätiedot

Nestemäisillä biopolttoaineilla toimiva mikrokaasuturbiinigeneraattori Vene-ohjelman seminaari 29.9.2011

Nestemäisillä biopolttoaineilla toimiva mikrokaasuturbiinigeneraattori Vene-ohjelman seminaari 29.9.2011 Nestemäisillä biopolttoaineilla toimiva mikrokaasuturbiinigeneraattori Vene-ohjelman seminaari 29.9.2011 Jaakko Larjola Esa Saari Juha Honkatukia Aki Grönman Projektin yhteistyöpartnerit Timo Knuuttila

Lisätiedot

VEDYN MAHDOLLISUUDET TULEVAISUUDEN ENERGIANTUOTANNOSSA

VEDYN MAHDOLLISUUDET TULEVAISUUDEN ENERGIANTUOTANNOSSA Sähkömagnetiikan laitos 5.10.2007 SMG-4050 Energian varastointi ja uudet energialähteet Seminaarityö VEDYN MAHDOLLISUUDET TULEVAISUUDEN ENERGIANTUOTANNOSSA Hakala, Maija, 190144 Niemelä, Mikael, 194106

Lisätiedot

Aurinkolämpö. Tässä on tarkoitus kertoa aurinkolämmön asentamisesta ja aurinkolämmön talteen ottamiseen tarvittavista osista ja niiden toiminnasta.

Aurinkolämpö. Tässä on tarkoitus kertoa aurinkolämmön asentamisesta ja aurinkolämmön talteen ottamiseen tarvittavista osista ja niiden toiminnasta. Aurinkolämpö Tässä on tarkoitus kertoa aurinkolämmön asentamisesta ja aurinkolämmön talteen ottamiseen tarvittavista osista ja niiden toiminnasta. Keräimien sijoittaminen ja asennus Kaikista aurinkoisin

Lisätiedot

Runtech Systems Oy -konsernin tytäryhtiö

Runtech Systems Oy -konsernin tytäryhtiö Runtech Systems Oy -konsernin tytäryhtiö Patentoidut ratkaisut paperi- ja prosessiteollisuuden energiansäästöihin Osaaminen paperiteollisuuden energiansäästö- ja lämmön talteenottoratkaisuista Globaali

Lisätiedot

Jäähdytysjärjestelmän tehtävä on poistaa lämpöä jäähdytyskohteista.

Jäähdytysjärjestelmän tehtävä on poistaa lämpöä jäähdytyskohteista. Taloudellista ja vihreää energiaa Scancool-teollisuuslämpöpumput Teollisuuslämpöpumpulla 80 % säästöt energiakustannuksista! Scancoolin teollisuuslämpöpumppu ottaa tehokkaasti talteen teollisissa prosesseissa

Lisätiedot

2. Prosessikaavioiden yksityiskohtainen tarkastelu

2. Prosessikaavioiden yksityiskohtainen tarkastelu 2. Prosessikaavioiden yksityiskohtainen tarkastelu 2.1 Reaktorit Teolliset reaktorit voidaan toimintansa perusteella jakaa seuraavasti: panosreaktorit (batch) panosreaktorit (batch) 1 virtausreaktorit

Lisätiedot

Ekodesign - kestävät materiaali- ja valmistuskonseptit

Ekodesign - kestävät materiaali- ja valmistuskonseptit Ekodesign - kestävät materiaali- ja valmistuskonseptit Lehdistötilaisuus 29.8.2012 Professori, tekn.tri Erja Turunen Tutkimusjohtaja, sovelletut materiaalit Strateginen tutkimus, VTT 2 Kierrätyksen rooli

Lisätiedot

Erilaisia akkuja, paristoja ja pattereita

Erilaisia akkuja, paristoja ja pattereita Erilaisia akku, paristo pattereita NiCd-paristot, nikkelihydridiparistot, UN3496 - Ei voi ladata uudelleen - Käytetään kaikenlaisissa laitteissa: kelloissa, taskulampuissa, laskimissa, kameroissa, kaukosäätimissä,

Lisätiedot

SMG-4300: Yhteenveto kolmannesta luennosta. PN-liitokseen perustuva aurinkokenno on kuin diodi, jossa auringonsäteily synnyttää estosuuntaisen virran.

SMG-4300: Yhteenveto kolmannesta luennosta. PN-liitokseen perustuva aurinkokenno on kuin diodi, jossa auringonsäteily synnyttää estosuuntaisen virran. SMG-4300: Yhteenveto kolmannesta luennosta PN-liitokseen perustuva aurinkokenno on kuin diodi, jossa auringonsäteily synnyttää estosuuntaisen virran. Aurinkokennon maksimiteho P max voidaan lausua tyhjäkäyntijännitteen

Lisätiedot

Askeleita kohti C02-vapaata tulevaisuutta

Askeleita kohti C02-vapaata tulevaisuutta Askeleita kohti C02-vapaata tulevaisuutta Climbus Päätösseminaari 2009 9.-10 kesäkuuta Finlandia talo, Helsinki Marja Englund Fortum Power and Heat Oy 11 6 2009 1 Sisältö Hiilidioksidin talteenotto ja

Lisätiedot

SMG-4500 Tuulivoima. Viidennen luennon aihepiirit YLEISTÄ ASIAA GENERAATTOREISTA

SMG-4500 Tuulivoima. Viidennen luennon aihepiirit YLEISTÄ ASIAA GENERAATTOREISTA SMG-4500 Tuulivoima Viidennen luennon aihepiirit Tuulivoimaloiden generaattorit Toimintaperiaate Tahtigeneraattori Epätahtigeneraattori Tuulivoimalakonseptit 1 YLEISTÄ ASIAA GENERAATTOREISTA Generaattori

Lisätiedot

Energiatehokkuutta parantavien materiaalien tutkimus. Antti Karttunen Nuorten Akatemiaklubi 2010 01 18

Energiatehokkuutta parantavien materiaalien tutkimus. Antti Karttunen Nuorten Akatemiaklubi 2010 01 18 Energiatehokkuutta parantavien materiaalien tutkimus Antti Karttunen Nuorten Akatemiaklubi 2010 01 18 Sisältö Tutkimusmenetelmät: Laskennallinen materiaalitutkimus teoreettisen kemian menetelmillä Esimerkki

Lisätiedot

Sähkön ja lämmön tuotanto biokaasulla

Sähkön ja lämmön tuotanto biokaasulla Sähkön ja lämmön tuotanto biokaasulla Maakaasun käytön valvojien neuvottelupäivät Vierumäki, 29. 30.5.2008 Kari Lammi Mitä biokaasu on? Orgaanisesta jätteestä hapettomassa tilassa hajoamisen tuloksena

Lisätiedot

Maalämpö sopii asunto-osakeyhtiöihinkin

Maalämpö sopii asunto-osakeyhtiöihinkin Maalämpö sopii asunto-osakeyhtiöihinkin Maalämpöä on pidetty omakotitalojen lämmitystapana. Maailma kehittyy ja paineet sen pelastamiseksi myös. Jatkuva ilmastonmuutos sekä kestävä kehitys vaativat lämmittäjiä

Lisätiedot

TIETOISKU SUUNNITTELUHARJOITUKSEN DOKUMENTAATIOSTA

TIETOISKU SUUNNITTELUHARJOITUKSEN DOKUMENTAATIOSTA LUENTO 10 TIETOISKU SUUNNITTELUHARJOITUKSEN DOKUMENTAATIOSTA KYTKENTÄKAAVIO OSASIJOITTELU OSA- LUETTELO JOHDOTUSKAAVIO TIETOISKU PIIRILEVYN SUUNNITTELUSTA OSASIJOTTELUSTA MIKÄ ON TAVOITE : PIENI KOKO VAI

Lisätiedot

Keksintöjä Li-ion akuissa

Keksintöjä Li-ion akuissa Keksintöjä Li-ion akuissa Pekka Ritamäki Probyte Oy LiFePO4 36V/10A akku LiFePO4 akuista Pekka Ritamäki 11.12.2008 sivu 1/11 Kuva 1 36 voltin 10Ah LiFePO4 akku on pienikokoinen ja kestää ylilatausta. Latauslaitteessa

Lisätiedot

Ratkaisee kulumisongelmat lähes kaikissa tilanteissa Kalenborn GmbH:n tuotteiden avulla.

Ratkaisee kulumisongelmat lähes kaikissa tilanteissa Kalenborn GmbH:n tuotteiden avulla. Ratkaisee kulumisongelmat lähes kaikissa tilanteissa Kalenborn GmbH:n tuotteiden avulla. KALOCER KALOCER KALSICA ABRESIST KALSICA Piikarbidi Piikarbidi Kovasementti Valettu Kovasementti keraami Teollisuuden

Lisätiedot

BIOENERGIAN HYÖDYNTÄMINEN LÄMMITYKSESSÄ. Lämmitystekniikkapäivät 2015. Petteri Korpioja. Start presentation

BIOENERGIAN HYÖDYNTÄMINEN LÄMMITYKSESSÄ. Lämmitystekniikkapäivät 2015. Petteri Korpioja. Start presentation BIOENERGIAN HYÖDYNTÄMINEN LÄMMITYKSESSÄ Lämmitystekniikkapäivät 2015 Petteri Korpioja Start presentation Bioenergia lämmöntuotannossa tyypillisimmät lämmöntuotantomuodot ja - teknologiat Pientalot Puukattilat

Lisätiedot

Tornio 24.5.2012 RAMK Petri Kuisma

Tornio 24.5.2012 RAMK Petri Kuisma Tornio 24.5.2012 RAMK Petri Kuisma Sisältö Aurinko Miten aurinkoenergiaa hyödynnetään? Aurinkosähkö ja lämpö Laitteet Esimerkkejä Miksi aurinkoenergiaa? N. 5 miljardia vuotta vanha, fuusioreaktiolla toimiva

Lisätiedot

Aurinkolämpö. Tässä on tarkoitus kertoa aurinkolämmön asentamisesta ja aurinkolämmön talteen ottamiseen tarvittavista osista ja niiden toiminnasta.

Aurinkolämpö. Tässä on tarkoitus kertoa aurinkolämmön asentamisesta ja aurinkolämmön talteen ottamiseen tarvittavista osista ja niiden toiminnasta. Aurinkolämpö Tässä on tarkoitus kertoa aurinkolämmön asentamisesta ja aurinkolämmön talteen ottamiseen tarvittavista osista ja niiden toiminnasta. Keräimien sijoittaminen ja asennus Keräimet asennetaan

Lisätiedot

Sähkökemian perusteita, osa 1

Sähkökemian perusteita, osa 1 Sähkökemian perusteita, osa 1 Ilmiömallinnus prosessimetallurgiassa Syksy 2015 Teema 4 - Luento 1 Teema 4: Suoritustapana oppimispäiväkirja Tehdään yksin tai pareittain Tehtävät/ohjeet löytyvät kurssin

Lisätiedot

Mikä on Vaihtoehtoisten Sähköenergiateknologioiden ammattiaineen idea?

Mikä on Vaihtoehtoisten Sähköenergiateknologioiden ammattiaineen idea? Mikä on Vaihtoehtoisten Sähköenergiateknologioiden ammattiaineen idea? VAIHTOEHTOISET SÄHKÖENERGIATEKNOLOGIAT ON UUSIUTUVIEN SÄHKÖENERGIAMUOTOJEN TEKNIIKKAA Lähtökohta: Ilmastonmuutoksen seurauksena uusiutuvien

Lisätiedot

Hajautetun energiatuotannon edistäminen

Hajautetun energiatuotannon edistäminen Hajautetun energiatuotannon edistäminen TkT Juha Vanhanen Gaia Group Oy 29.2.2008 Esityksen sisältö 1. Hajautettu energiantuotanto Mitä on hajautettu energiantuotanto? Mahdollisuudet Haasteet 2. Hajautettu

Lisätiedot

Tulevaisuuden energiaratkaisut? Jyrki Luukkanen/Jarmo Vehmas

Tulevaisuuden energiaratkaisut? Jyrki Luukkanen/Jarmo Vehmas Tulevaisuuden energiaratkaisut? Jyrki Luukkanen/Jarmo Vehmas Tulevaisuuden epävarmuudet Globaali kehitys EU:n kehitys Suomalainen kehitys Teknologian kehitys Ympäristöpolitiikan kehitys 19.4.2010 2 Globaali

Lisätiedot

TEKNIIKKA. Dieselmoottorit jaetaan kahteen ryhmään: - Apukammiomoottoreihin - Suoraruiskutusmoottoreihin

TEKNIIKKA. Dieselmoottorit jaetaan kahteen ryhmään: - Apukammiomoottoreihin - Suoraruiskutusmoottoreihin TALOUDELLISUUS Dieselmoottori on vastaavaa ottomoottoria taloudellisempi vaihtoehto, koska tarvittava teho säädetään polttoaineen syöttömäärän avulla. Ottomoottorissa kuristetaan imuilman määrää kaasuläpän

Lisätiedot

Aalto-yliopisto Kemian tekniikan korkeakoulu Kemian laitos Epäorgaaninen kemia Fysikaalinen kemia Litiumioniakku

Aalto-yliopisto Kemian tekniikan korkeakoulu Kemian laitos Epäorgaaninen kemia Fysikaalinen kemia Litiumioniakku Aalto-yliopisto Kemian tekniikan korkeakoulu Kemian laitos Epäorgaaninen kemia Fysikaalinen kemia Litiumioniakku CHEM-A1400 Tulevaisuuden materiaalit Työstä vastaa Tanja Kallio (tanja.kallio@aalto.fi)

Lisätiedot

SMG-4500 Tuulivoima. Viidennen luennon aihepiirit YLEISTÄ ASIAA GENERAATTOREISTA

SMG-4500 Tuulivoima. Viidennen luennon aihepiirit YLEISTÄ ASIAA GENERAATTOREISTA SMG-4500 Tuulivoima Viidennen luennon aihepiirit Tuulivoimaloiden generaattorit Toimintaperiaate Tahtigeneraattori Epätahtigeneraattori Vakionopeuksinen voimala Vaihtuvanopeuksinen voimala 1 YLEISTÄ ASIAA

Lisätiedot

Mekatroniikan peruskurssi Luento 1 / 15.1.2013

Mekatroniikan peruskurssi Luento 1 / 15.1.2013 Lappeenranta University of Technology, Finland Mekatroniikan peruskurssi Luento 1 / 15.1.2013 Rafael Åman LUT/Älykkäiden koneiden laboratorio Tehonsiirto voidaan toteuttaa: Mekaanisesti Hydraulisesti Pneumaattisesti

Lisätiedot

Diplomityö, joka on jätetty tarkastettavaksi diplomi-insinöörin tutkintoa varten

Diplomityö, joka on jätetty tarkastettavaksi diplomi-insinöörin tutkintoa varten VAASAN YLIOPISTO TEKNILLINEN TIEDEKUNTA SÄHKÖTEKNIIKKA Jussi Sievänen KYTKENTÄSUOJAPIIRIEN VERTAILU ERÄÄN POLTTOKENNOJÄRJESTELMÄN KOKOAALTOSILTAMUUNTIMEN TASASUUNTAAJASSA Diplomityö, joka on jätetty tarkastettavaksi

Lisätiedot

Varavoiman asiantuntija. Marko Nurmi

Varavoiman asiantuntija. Marko Nurmi Varavoiman asiantuntija Marko Nurmi kw-set Oy (www.kwset.fi) Sähköverkon varmistaminen Sähköverkon varmistaminen Varmistamistavat UPS Kuorma ei havaitse sähkökatkoa Varmistusaika riippuvainen akkujen mitoituksesta

Lisätiedot

Biokaasun tuotanto tuo työpaikkoja Suomeen

Biokaasun tuotanto tuo työpaikkoja Suomeen BIOKAASUA METSÄSTÄ Biokaasun tuotanto tuo työpaikkoja Suomeen KOTIMAINEN Puupohjainen biokaasu on kotimaista energiaa. Raaka-aineen hankinta, kaasun tuotanto ja käyttö tapahtuvat kaikki maamme rajojen

Lisätiedot

VOIMALAITOSMITTAKAAVAN POLTTOKENNOJÄRJESTELMIEN TEKNIS-TALOUDELLINEN VERTAILU. Antti Teräsvirta Prizztech Oy

VOIMALAITOSMITTAKAAVAN POLTTOKENNOJÄRJESTELMIEN TEKNIS-TALOUDELLINEN VERTAILU. Antti Teräsvirta Prizztech Oy VOIMALAITOSMITTAKAAVAN POLTTOKENNOJÄRJESTELMIEN TEKNIS-TALOUDELLINEN VERTAILU Antti Teräsvirta Prizztech Oy II ESIPUHE Vetyä pidetään sen korkean energiatiheyden, vähäisten päästöjen ja säilöttävyyden

Lisätiedot

DEE-53010 Aurinkosähkön perusteet

DEE-53010 Aurinkosähkön perusteet DEE-53010 Aurinkosähkön perusteet Seitsemännen luennon aihepiirit Aurinkosähkön energiantuotanto-odotukset Etelä-Suomessa Mittaustuloksia Sähkömagnetiikan mittauspaneelista ja Kiilto Oy:n 66 kw:n aurinkosähkövoimalasta

Lisätiedot

Realgreen on kiinteistöön integroitava aurinko- ja tuulivoimaa hyödyntävä monienergiaratkaisu

Realgreen on kiinteistöön integroitava aurinko- ja tuulivoimaa hyödyntävä monienergiaratkaisu Realgreen on kiinteistöön integroitava aurinko- ja tuulivoimaa hyödyntävä ENERGIARATKAISU KIINTEISTÖN KILPAILUKYVYN SÄILYTTÄMISEKSI Osaksi kiinteistöä integroitava Realgreen- tuottaa sähköä aurinko- ja

Lisätiedot

Opetuskalvot aiheesta pietsokontrollerit

Opetuskalvot aiheesta pietsokontrollerit TEKNILLINEN KORKEAKOULU Sähkö- ja tietoliikennetekniikan osasto MIKES TKK Mittaustekniikka Opetuskalvot aiheesta pietsokontrollerit 20.3.2006 Maija Ojanen, 57898F maija.ojanen@tkk.fi Mittaustekniikan erikoistyö

Lisätiedot

Tulevaisuuden päästötön energiajärjestelmä

Tulevaisuuden päästötön energiajärjestelmä Tulevaisuuden päästötön energiajärjestelmä Helsinki 16.9.2009 1 Miksi päästötön energiajärjestelmä? 2 Päästöttömän energiajärjestelmän rakennuspuita Mitä jos tulevaisuus näyttääkin hyvin erilaiselta? 3

Lisätiedot

VOIMALASÄÄTIMET Sivu 1/5 10.6.2009. FinnPropOy Puhelin: 040-773 4499 Y-tunnus: 2238817-3

VOIMALASÄÄTIMET Sivu 1/5 10.6.2009. FinnPropOy Puhelin: 040-773 4499 Y-tunnus: 2238817-3 VOIMALASÄÄTIMET Sivu 1/5 VOIMALASÄÄTIMET Sivu 2/5 YLEISTÄ VOIMALASÄÄTIMISTÄ Miksi säädin tarvitaan ja mitä se tekee? Tuulesta saatava teho vaihtelee suuresti tuulen nopeuden mukaan lähes nollasta aina

Lisätiedot

Kohti vedyn ANTTI KURKELA. 28 Tekniikan Maailma 1/2001 Tätä tulostetta ei saa käyttää mainos- ja myynninedistämistarkoituksiin.

Kohti vedyn ANTTI KURKELA. 28 Tekniikan Maailma 1/2001 Tätä tulostetta ei saa käyttää mainos- ja myynninedistämistarkoituksiin. net PDF -kopio Kohti vedyn Kivikausi ei loppunut kivien loppumisen takia. Öljyn aika loppuu, mutta ei öljyn loppumisen takia, Saudi-Arabian entinen öljyministeri Sheikki Ahmed Zaki Yamani totesi viime

Lisätiedot

HIGHBIO - INTERREG POHJOINEN

HIGHBIO - INTERREG POHJOINEN HIGHBIO-INTERREG POHJOINEN 2008-2011 Korkeasti jalostettuja bioenergiatuotteita kaasutuksen kautta EUROPEAN UNION European Regional Development Fund Projekti INFO 05 Pienempiä CHP- yksiköitä Monet pienemmät

Lisätiedot

KYMENLAAKSON AMMATTIKORKEAKOULU Merenkulun ko / Merenkulkualan insinöörin sv

KYMENLAAKSON AMMATTIKORKEAKOULU Merenkulun ko / Merenkulkualan insinöörin sv KYMENLAAKSON AMMATTIKORKEAKOULU Merenkulun ko / Merenkulkualan insinöörin sv Mikko Oksanen MAAKAASUA JA METANOLIA KÄYTTÄVIEN KIINTEÄOKSIDIPOLTTO- KENNOJEN (SOFC) KÄYTTÖ LAIVOISSA Opinnäytetyö 2011 TIIVISTELMÄ

Lisätiedot

Normaalisti valmistamme vastuksia oheisen taulukon mukaisista laadukkaista raaka-aineista. Erikoistilauksesta on saatavana myös muita raaka-aineita.

Normaalisti valmistamme vastuksia oheisen taulukon mukaisista laadukkaista raaka-aineista. Erikoistilauksesta on saatavana myös muita raaka-aineita. Putkivastuksien vaippaputken raaka-aineet Vastuksen käyttölämpötila ja ympäristön olosuhteet määräävät minkälaisesta materiaalista vastuksen vaippaputki on valmistettu. Tavallisesti käytettäviä aineita

Lisätiedot

SMG-4500 Tuulivoima. Kolmannen luennon aihepiirit TUULEN TEHO

SMG-4500 Tuulivoima. Kolmannen luennon aihepiirit TUULEN TEHO SMG-4500 Tuulivoima Kolmannen luennon aihepiirit Tuulen teho: Betzin lain johtaminen Tuulivoimalatyypeistä: Miksi vaaka-akselinen, miksi kolme lapaa? Aerodynamiikkaa: Tuulivoimalan roottorin lapasuunnittelun

Lisätiedot

Veneen sähköt ja akusto. Akkujen valinta Lataus ja -laitteet Kaapelointi ja kytkentä Yleisimmät viat sähköjärjestelmissä

Veneen sähköt ja akusto. Akkujen valinta Lataus ja -laitteet Kaapelointi ja kytkentä Yleisimmät viat sähköjärjestelmissä Veneen sähköt ja akusto Akkujen valinta Lataus ja -laitteet Kaapelointi ja kytkentä Yleisimmät viat sähköjärjestelmissä Akku Akku on laite, joka ladattaessa muuttaa sähköenergian kemialliseksi energiaksi

Lisätiedot

Ilmankos Energiailta. Timo Routakangas 12.10.2010

Ilmankos Energiailta. Timo Routakangas 12.10.2010 Ilmankos Energiailta Timo Routakangas 12.10.2010 C 2 H 5 OH Esittely Timo Routakangas Yrittäjä Energiamarket Tampere Oy Energiamarket Turku Oy Energiamarket Tyrvää Oy RM Lämpöasennus Oy 044 555 0077 timo.routakangas@st1energiamarket.fi

Lisätiedot

Akkujen ylläpito. Yleistä akkujen ylläpidosta VAROITUS!

Akkujen ylläpito. Yleistä akkujen ylläpidosta VAROITUS! Yleistä akkujen ylläpidosta Yleistä akkujen ylläpidosta VAROITUS! Akut sisältävät syövyttävää happoa. Tämän vuoksi on oltava varovainen sekä käytettävä asianmukaisia suojavarusteita työskenneltäessä akkujen

Lisätiedot

BIOMETANOLIN TUOTANTO

BIOMETANOLIN TUOTANTO LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Kemiantekniikan osasto Teknillisen kemian laboratorio Ke3330000 Kemianteollisuuden prosessit BIOMETANOLIN TUOTANTO Tekijä: Hiltunen Salla 0279885, Ke2 20.2.2006 SISÄLLYS

Lisätiedot

kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki.

kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki. Sähkö 25 Esineet saavat sähkövarauksen hankauksessa kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki. Hankauksessa esineet voivat varautua sähköisesti. Varaukset syntyvät, koska hankauksessa kappaleesta siirtyy

Lisätiedot

Futura kuivaimen edut takaavat patentoidut tekniset ratkaisut

Futura kuivaimen edut takaavat patentoidut tekniset ratkaisut Kuivain Futura Kuivain Futura Eurooppalainen patentti EP nro. 1029211 19 patenttia todistavat laitteen teknisten ratkaisujen omaperäisyyden pistettä ja teknisten ratkaisujen Futura, kansainväliset innovatiivisuuspalkinnot

Lisätiedot

Talotekniikan järjestelmiä. RAK-C3004 Rakentamisen tekniikat 08.10.2015 Jouko Pakanen

Talotekniikan järjestelmiä. RAK-C3004 Rakentamisen tekniikat 08.10.2015 Jouko Pakanen Talotekniikan järjestelmiä RAK-C3004 Rakentamisen tekniikat 0 Jouko Pakanen Pientalon energiajärjestelmiä Oilon Home http://oilon.com/media/taloanimaatio.html Sähköinen lattialämmitys (1) Suoraa sähköistä

Lisätiedot

Pehmeä magneettiset materiaalit

Pehmeä magneettiset materiaalit Pehmeä magneettiset materiaalit Timo Santa-Nokki Pehmeä magneettiset materiaalit Johdanto Mittaukset Materiaalit Rauta-pii seokset Rauta-nikkeli seokset Rauta-koboltti seokset Amorfiset materiaalit Nanomateriaalit

Lisätiedot

Torqeedo. Palkittu, suorituskykyinen sähköperämoottori.

Torqeedo. Palkittu, suorituskykyinen sähköperämoottori. Torqeedo. Palkittu, suorituskykyinen sähköperämoottori. Torqeedo on veneilijän tulevaisuutta. Perämoottori, joka menestyy sitä paremmin, mitä tiukemmaksi ympäristömääräykset käyvät. Markkinoiden tehokkaimmat

Lisätiedot

[TBK] Tunturikeskuksen Bioenergian Käyttö

[TBK] Tunturikeskuksen Bioenergian Käyttö [TBK] Tunturikeskuksen Bioenergian Käyttö Yleiset bioenergia CHP voimalaitoskonseptit DI Jenni Kotakorpi, Myynti-insinööri, Hansapower Oy Taustaa Vuonna 1989 perustettu yhtiö Laitetoimittaja öljy-, kaasuja

Lisätiedot

Erkki Haapanen Tuulitaito

Erkki Haapanen Tuulitaito SISÄ-SUOMEN POTENTIAALISET TUULIVOIMA-ALUEET Varkaus Erkki Haapanen Laskettu 1 MW voimalalle tuotot, kun voimalat on sijoitettu 21 km pitkälle linjalle, joka alkaa avomereltä ja päättyy 10 km rannasta

Lisätiedot

Suprajohtava generaattori tuulivoimalassa

Suprajohtava generaattori tuulivoimalassa 1 Suprajohtava generaattori tuulivoimalassa, Seminaaripäivä, Pori 2 Tuulivoiman kehitysnäkymät Tuuliturbiinien koot kasvavat. Vuoden 2005 puolivälissä suurin turbiinihalkaisija oli 126 m ja voimalan teho

Lisätiedot