Energiatekniikka Sähkötekniikka Ympäristötekniikka

Transkriptio

1

2 LUT Energia Energiatekniikka Sähkötekniikka Ympäristötekniikka

3 LUT Perustettu 1969, yhdistänyt alusta asti tekniikan ja talouden Valmistunut yli 8700 diplomi-insinööriä ja kauppatieteiden maisteria sekä vajaa 400 tekniikan, kauppatieteiden ja filosofian tohtoria Henkilökuntaa yli 930 Tutkinto-opiskelijoita noin 5000: tekniikka 75 %, kauppatieteet 25 % Tekniikan opiskelijoista naisia 22 %, kauppatieteilijöistä 49 % Tutkinto-opiskelijoista ulkomaalaisia noin 250 (5 %) Syksyllä 2009 aloittaneista opiskelijoista 16 % ulkomaalaisia 45:n eri kansallisuuden opiskelijoita Elinikäinen oppiminen: täydennyskoulutuksen opiskelijoita 1485, avoimen yliopiston opiskelijoita 1566 LUT Energia Energiatekniikka Sähkötekniikka Ympäristötekniikka

4 LUT: Teknillinen tiedekunta LUT Energia LUT Metalli LUT Kemia/ CST LUT MaFy/CEID Kielipalvelut Toimistopalvelut Opetus & tutkimus 4 kansainvälistä maisteriohjelmaa 6 koulutusohjelmaa Tekniset palvelut Opintopalvelut Henkilökunta 481 (88 professoria) Tavoitteet v DI-tutkinnot 285 TkT 30 Kv referee-julkaisut 220 Budjetti 42 M LUT Energia Energiatekniikka Sähkötekniikka Ympäristötekniikka

5 LUT Energia Suomen suurin yliopistollinen i lli energia-alan kouluttaja ja tutkijatkij Eurooppalaista huippututkimusta energiatuotantoon, energiaverkkoihin ja -markkinoihin sekä energian e käyttöön liittyvissä haasteissa ssa Energia-, sähkö- ja ympäristötekniikan koulutusohjelmat 200 asiantuntijaa 17 professoria 45 tutkijatohtoria / -opettajaa 130 diplomi-insinööriä i i i iä / vuosi 12 TkT / vuosi 9 miljoonan euron tutkimusbudjetti / vuosi 4 miljoonan euron opetusbudjetti / vuosi LUT Energia Energiatekniikka Sähkötekniikka Ympäristötekniikka

6 Energiatehokkuus maailmanlaajuiset l i tavoitteet t Kestävä kehitys ympäristö päästöt, ilmastonmuutos Riittävät energiavarat Kohtuullinen hinta Tehokas energiankäyttö LUT Energia Energiatekniikka Sähkötekniikka Ympäristötekniikka

7 LUT ja energiatehokkuus, tutkimusalueet Energiapolitiikka Teknologia Liiketoiminta -ympäristö Energia- järjestelmät Edellyttää monialaista tutkimusyhteistyötä LUT Energia Energiatekniikka Sähkötekniikka Ympäristötekniikka

8 Energiaketju ega etju ENERGIALÄHTEET ENERGIAN- TUOTANTO- TEKNIIKKA SÄHKÖ- VERKOT, -MARKKINAT ENERGIANKÄYTTÖ, TUOTANTOPROSESSIT IEA 2030 (2002) Oil Gas Coal Renewables Nuclear power LUT Energia Energiatekniikka Sähkötekniikka Ympäristötekniikka

9 Teoriasta käytäntöön töö Mallinnus Simulaatio Testaus Prototyypit Tuotteet Yhteiskunta Teoria l E d l = d d t S dφ B d S= dt LUT Energia Energiatekniikka Sähkötekniikka Ympäristötekniikka

10 LUT Energia Vahvuusalueet Bioenergia, i uusiutuvat t biopolttoaineet (tuotanto, logistiikka), talous, kokonaisjärjestelmäanalyysit Ydinvoimatekniikka kokeellinen turvallisuustutkimus, uudet reaktorityypit Ympäristötekniikka yhdyskuntien ja teollisuuden sivuainevirtojen hallinta, ympäristöjohtaminen, elinkaaren hallinta Sähkön ja lämmöntuotantojärjestelmät hajautetut energiajärjestelmät, tuuli, aurinko ja vesivoima, polttokennotekniikat, CCS, uudet päästöttömät tekniikat UUSIUTU TUTKIMUK VAT ENER KSEN VOIM RGIAJÄRJE MAKAS VAIK ESTELMÄT/ KUTTAVUU S LUT Energia Energiatekniikka Sähkötekniikka Ympäristötekniikka

11 LUT Energia Vahvuusalueet Suurnopeustekniikka erikoissähkökoneet, ORC voimalat ja pumput, turbogeneraattorit Sähkö ja energiamarkkinat älykkäät verkot, sähkö ja päästökauppa Sähkökoneet ja käytöt sähköajoneuvot, kestomagneettikoneet, sähkökäyttöjen ja prosessilaitteiden ennakoiva kunnossapito UUSIUTU TUTKIMUK VAT ENER KSEN VOIM RGIAJÄRJE MAKAS VAIK ESTELMÄT/ KUTTAVUU S LUT Energia Energiatekniikka Sähkötekniikka Ympäristötekniikka

12 Ympäristötekniikka Tutkimusalueet: - Yhdyskuntien ja teollisuuden sivuainevirtojen hallinta, jätehuoltojärjestelmät, sivuaineiden hyödyntäminen energiana ja materiaalina Ympäristöjohtaminen, yritysten yhteiskuntavastuu, tuottajavastuu, päästökauppa Elinkaaren hallinta, päästöjen ja jätteiden synnyn ehkäisy, ympäristömyötäinen tuotesuunnittelu, taloudelliset vaikutukset LUT Energia Energiatekniikka Sähkötekniikka Ympäristötekniikka

13 BH60A0900 YMPÄRISTÖMITTAUKSET 4 op 3. vuosi, Periodi 1 Opettaja TkL Simo Hammo, h. 3420, puh Tavoitteet Opintojakso antaa valmiudet standardien mukaisten ympäristömittausmenetelmien käyttöön. Lisäksi perehdytään tavallisimpiin jatkuvatoimisiin laboratoriomittausmenetelmiin ja laitteisiin.

14 Sisältö Päästöjen lähteet, päästöjen pitoisuuden, tilavuusvirran ja massavirran määritys. Jatkuvatoiminen ja kertaluonteinen mittaus. Mittausmenetelmät (näytteenotto ja -käsittely, analyysimenetelmät, laitteet). EU-lainsäädännön velvoitteet. Jätevesi- ja vesistömittaukset. Mittalaitteiden kalibrointi, tulosten jäljitettävyys, mittausten luotettavuus, kokonaisepävarmuus ja laadunvarmistus. Opetus Luentoja 28 h, harjoituksia i 14 h, 1. periodi. Kotilaskuja 14 h, 1. periodi. Tentti, laskuharjoitukset, kotilaskut ja luennot Suoritusvaatimukset kotilaskut (40 %), tentti (60 %), läpäisyraja 50 % (tentissä 2 laskua ja 3 sanallista tehtävää)

15 Miksi mitataan? koon/määrän selvittämiseksi esim. luonnonvarat, ainetase numerot ilmoitetaan mittayksiköissä vertailun vuoksi Mitoitus/suunnittelu Sidosryhmille raportoitavaksi todisteeksi (viranomaisille) koostumuksen selvittämiseksi Päätöksen teon tueksi ja ohjaukseen (PK) ympäristön tilan selvittämiseksi mittaamalla asiat konkretisoituu Tiedon tuottaminen edellyttää mittaamista. Seurattavien muuttujien toistuvaa mittaamista ajallisten ja paikallisten vaihteluiden ja muutosten toteamiseksi.

16 ULKOILMA VESISTÖ SAVUKAASUT KAATOPAIKKA JÄTEVEDET MELU TUOTANTOPROSESSI MAAPERÄ

17 KAATOPAIKKA JÄTEVEDET ULKOILMA SISÄILMA LIIKENNE VESILAITOS VESISTÖ MAAPERÄ

18 Historia (1,2) järjestelmällisellä j älli llä mittaamisella i on pitkä historia; i juuret muinaisessa i Egyptissä (kyynärä, jyvän massa) SI-yksiköt Jokisen juttu mittaamisen alue on laajentunut pituudesta ajan, lämpötilan, massan, sähkön, valovoiman ja viimeisimpänä moolien eli ainemäärän mittausjärjestelmien kehittymiseen (SI-yksiköt) miltei mahdotonta kuvata mitään toimintaa viittaamatta mittoihin mittaamisen on laskettu muodostavan 6 % yhteenlasketusta bruttokansantuotteesta ennen ei tarvittu standardin di mukaisia i mittayksiköitä iköitä osien valmistus ainutkertaista metrijärjestelmä j 1875 ja Suomi virallisesti 1925 alkuaikoina mittalaitteiden valmistaminen vaikeaa

19 Historia (2,2) Seuranta on pitkäjänteistä toimintaa, tietoja kerätään pitkiä aikoja, samoista paikoista, samoilla menetelmillä Esim luvulla aloitetut hydrologiset seurannat, joiden tuloksia on voitu käyttää happamoitumis- ja rehevöitymistutkimuksissa. Nykyään ympäristön tilan seurannan tulisi kattaa kaikki ympäristön tilaan vaikuttavat yhteiskunnan toiminnot Ympäristön tilan seurantaa harjoittavat ministeriöt, kunnat, yritykset, yhteisöt

20 Mittausten tarve Mittausten avulla seurataan mm. ympäristön tilaa, rehevöityminen elintarvikkeiden hygieniaa, ihmisten terveyttä ja sairauksia, kaupallisten tuotteiden laatua ja turvallisuutta, urheilun puhtautta ja kemiallisten ja biologisten aseiden sopimusten noudattamista. Myös teollisuuden prosesseihin ja raaka-aineiden aineiden laatuun liittyy valtava määrä mittauksia mittausten määrä ja luotettavuusvaatimukset lisääntyvät koko ajan

21 Sovelluskohteita Maaperä, saastuneet maat Kaatopaikat, jätteet Vesistöt, jätevedet Suotovedet, pohjavedet, talousvedet Ulkoilma, sisäilma Ilmanvaihto, kosteusvauriot Savukaasut, pakokaasut Polttoaineet, prosessit Ääni ja melu Radioaktiivisuus Kemikaalit Ympäristön tila ja sen muutos

22 Mittaukset ja yhteiskunta Mittauksia edellyttäviä direktiivejä on mm. juomavedelle, talousvedelle, jätevedelle, uimavedelle, ulko- ja sisäilmalle, savukaasuille, maaperälle, puhdistamolietteelle, elintarvikkeille, rehuille, eläintaudeille, kemikaaleille, jätteille, työsuojelulle. Mittaustulosten vertailtavuutta edellytetään mm. elintarvikkeiden laatuun ja turvallisuuteen liittyvät määräykset, teollisuuden päästöt ja raaka-ainekauppa sekä päästökauppa.

23 Ihmisen toiminta Ihminen on omalla toiminnallaan lisännyt ympäristömittausten tarvetta valtavasti Kokonaispäästö hyvinvoinnin lisäämiseksi valmistetaan jatkuvasti uusia kemiallisia aineita ja lisätään ympäristöön kuormitusta uusista tekniikoista huolimatta tuotamme ja kulutamme koko ajan enemmän ja enemmän Aine vain ei häviä Tehtaan ainetase Sen mitä me tuotamme jätämme ympäristöömme ja todennäköisesti kohtaamme esimerkiksi ruuassamme Hyvään tarkoitukseen valmistetut yhdisteet jäävät kiertämään ravintoketjuumme Dioksiineja, furaaneja ja kloorifenoleja löytyy yy kaikkialta

24 Määrä ja laatu laatu/koostumus haitta-aineita piipussa miljoonasosa 10-6, ppm teoria pitoisuus i = ppm, mg/m3 tilavuusvirta = m3/s päästö, massavirta = kg/s kaasun tilayhtälö, normaalitila (NTP tai n) 101,3 kpa, 273 K ainemäärä

25 Mittaustulosten luotettavuus Tutkimuksilta edellytetään jäljitettävyyttä ja mittaustulosten tarkkuuden tuntemusta (CEN-EN14181) Käytännössä ä tämä ä tarkoittaa sitä, että mittalaitteet ovat laadukkaita, laboratoriot osaavat käyttää vertailuaineita ja laboratoriot t hallitsevat t mittausepävarmuuden koko k jäljitettävyysketjun osalta. Jäljitettävyysketjun on oltava katkeamaton ja katettava kaikki keskeiset toiminnot näytteenotosta tulosten tulkintaan Mittaus- ja määritysmenetelmien on tuotettava vertailukelpoisia tuloksia.

26 Tulevaisuus Mittausten määrä kasvaa Ihmisten terveyteen ja hyvinvointiin sekä turvalliseen ympäristöön liittyvien mittausten tarve kasvaa myös jatkossa yhä laajenevissa määrin Kansainvälisesti merkittäviä iä kohteita ovat mm. liikenteeseen ja päästöihin liittyvät mittaukset Määrän lisäksi mittaamisen laatuvaatimukset kasvavat mittausten luotettavuuteen liittyy paljon kriittisiä tekijöitä. Esimerkiksi teollisuudessa säädetään prosesseja ja asetetaan hälytysrajoja erilaisten mittausten perusteella. Hyvä mittaaminen tukee ympäristöä säästävien teknologioiden kehittymistä.