Sähkö sähkö j elektroniikka j automaatio j energia j tietoliikenne j valo 052012 Tele Suomalainen aaltovoimala rantautui Skotlantiin Sähköpäivä-yhteistyö juhli Tallinnassa Akkuteknologia tasoittaa tietä ekoenergiaan Ajatustenluku haastaa bioelektroniikan
ILMOITUS PCB Connect Oy lyhyesti PCB Connect AB perustettiin vuonna 2004 Tukholmassa. Mistä PCB Connect Group sai alkunsa. Tampereelle PCB Connect Oy perustettiin vuonna 2007. Tänään yhtiöllä on edustus Ruotsin ja Suomen lisäksi, Norjassa, Hollannissa, Kiinassa ja Hongkongissa. Yhtiö työllistää yhteensä 65 henkilöä ja kokonaisliikevaihto oli vuonna 2011 yli 32 miljoonaa USA:n dollaria. PCB Connect Oy:n toimintaa Pirkkalassa vetää yhtiön perustaja ja yrittäjä Marko Timonen. Kauppalehden Menestyvät yritykset -listalla yritys harppoo kohti kärkisijoja. Pirkkalassa PCB Connect Oy on jo ykkönen ja Suomessa sijalla 198. Yrityksellä on sekä Iso 9001 ja Iso 14001 sertifikaatit. Yhtiön liikeidea: Yhtiö pyrkii pitkäaikaiseen ja luottamukselliseen asiakaskumppanuuteen ja haluaa osaltaan kehittää asiakkaiden kilpailukykyä. Tähän tavoitteeseen yritystä auttavat kohdallaan oleva hinta ja laatu sekä alan korkea tekninen osaaminen osana palvelua. (lähde: www.pcbconnect.fi) Mikä on piirilevy? Ensimmäinen vakavasti otettava piirilevy rakennettiin historian mukaan Itävallassa vuonna 1936. Tänään käytössä oleva yleisin piirilevyn materiaali on lasikuituvahvisteisen epoksihartsin päälle puristettava kuparifolio. Tänä päivänä piirilevyn kehittyneet valmistusprosessit mahdollistavat hyvinkin monimutkaiset rakenteet. Johdottamalla yhdistettävät komponentit ovat mennyttä aikaa. Piirilevyjen johtava valmistaja maailmassa on Kiina. Toimitusjohtaja Marko Timonen: Tekninen osaaminen ja palvelun taso ovat yrityksemme keskeisiä vahvuuksia Yrittäjä Marko Timonen oli aikanaan norjalaisen piirilevy-yrityksen palveluksessa. Siellä syntyi kipinä ja innostus alaan. Sieltä tulivat tutuiksi myös mahdolliset ja potentiaaliset suomalaiset asiakkaat. Muutamassa vuodessa Marko Timoselle kristallisoitui oman yrityksen tuomat mahdollisuudet menestyä ja saada parempaa tyydytystä omasta työstä. Hän perusti yrityksensä Pirkkalaan Tampereen kupeeseen vuonna 2007. Kolme henkilöä oli mukana startissa. Tänään yritys työllistää kahdeksan henkilöä. Yritys on ollut voimakkaalla kasvu-uralla joka vuosi perustamisesta lähtien. Asiakaspohja oli kannustavan kokoinen heti alussa. Ei tarvinnut lähteä liikkeelle aivan nollasta. Saimme aikaan melko vauhdikkaan startin ja kasvuvauhti on jatkunut näihin päiviin asti ja toivottavasi myös tulevina vuosina. Puhutaan paljon vuo- den 2008 lamasta. Voin todeta oman yritykseni kannalta, että silloin koettu lama itse asiassa auttoi meitä eteenpäin. Siitä yksinkertaisesta syystä, että asiakkaat alkoivat kriittisemmin tarkastella markkinoita, mistä saa aikaiseksi todellista säästöä ja parempaa palvelua. Me saimme tämän kyseisen laman aikana paljon uusia asiakkaita. Asiakkaat on löytäneet vahvuutemme Piirilevyt ja niiden tuomat mahdollisuudet pohjautuvat erittäin teknisiin ratkaisuihin. Marko Timosen yrityksen vahvuudet perustuvat pitkälti tähän perusasiaan. Vahvuuksistamme puhuttaessa, haluan ennen kaikkea korostaa yrityksemme teknistä osaamista ja palvelumme tasoa. Tätä vahvuuttamme asiakkaamme myös ovat arvostaneet. Näin olemme pystyneet auttamaan asiakkaitamme ja tuottamaan heille lisäarvoa kilpailukyvyn kasvun kautta. Lisäarvoa asiakkaalle tuo myös se, että emme lähde hinnoittelemaan jokaista palvelun osa-aluetta erikseen. Me tarjoamme kompaktin kokonaispaketin klassisella avaimet käteen -periaatteella. Tässä yhteydessä on myös mainittava, että meillä on toiminnan tukena kansainvälinen PCB Connect Group. Se on riittävän iso ja tunnettu, jotta meitäkin kuunnellaan maailmalla. Meidän yhteinen ostovolyymimme tuo omat etunsa asiakkaiden eduksi. Tietysti olemme myös pitäneet huolen siitä, että hinta/laatusuhde on kohdallaan. Hinta ja laatu viime kädessä ratkaisevat pitkälti asiakkaan ostokäyttäytymisen. Olemme maahantuonti yritys Kuvat ja teksti:ilkka Lähteenmäki Marko Timonen vakuuttui vuosituhannen alussa, että oma yritys on omalle työlle oivallinen toimintaympäristö ja mahdollisuus kehittyä ja menestyä. Piirilevyt ovat tuontitavaraa. PCB Connect Oy on onnistunut verkostoitumaan maailman johtavien ja laadukkaimpien piirilevyvalmistajien kanssa. Me olemme maahantuontiyritys. Tuomme maahan piirilevyjä. Asian ydin on siinä, että kun asiakas suunnittelee jonkun tuotteen niin meidän tehtävämme on etsiä sopiva ja teknisesti kykenevä valmistaja hyväksymistämme sopimusvalmistajista kyseiselle piirilevylle. Ryhmämme tarkkailee ja auditoi valmistajia maailmalla. Näin varmistamme, että löydämme parhaat valmistajat. Meidän keskeisin tehtävämme siinä välissä on varmistaa, että asiakas saa tarkalleen haluamansa tuotteen. Tarpeeksi laaja valmistajaverkostomme mahdollistaa meidän palvella asiakkaita aina tuotekehityksen protoista tuotantosarjoihin asti. Tämän toiminnan ulkoistaminen meille välittäjille on osoittautunut yrityksille selvästi omaa toimintaa kannattavammaksi ratkaisuksi. Merkittävin tuontimaa on tällä hetkellä Kiina, mihin alan tietotaitoa on paljon keskittynyt. Kiina ottaa nykyään myös isoja askelia ympäristön suojelussa. Valtio tekee siellä koko ajan entistä tiukempia määräyksiä, joita tehtaiden tulee noudattaa. Ryhmällämme on Kiinassa 30 hengen toimisto, joka varmistaa tehtaiden tuotteiden laadun ja toimitusten pysymisen aikataulussa. Alinhankintamessut hyvä kanava markkinoida yritystä Yritys on ahkerasti osallistunut erilaisiin messuihin. Syyskuun merkittävä messutapahtuma on kansainväliset Tampereen Alihankintamessut Tampereen Messu- ja Urheilukeskuksessa 18. 20.9. Messut kokoaa yhteen teollisuuden alihankinnan ammattilaiset sekä tuhannet uudet tuote- ja palveluinnovaatiot. PCB Connect Oy:n osaston numero on A 906. Alihankintamessut on meille erittäin tärkeä mahdollisuus esitellä nykyisille ja uusille asiakkaillemme yrityksemme tuotteita ja palvelua. Haluamme osoittaa myös mahdollisille tuleville asiakkaillemme, että meillä on maailmalla useita sopimustehtaita. Pystymme tarjoamaan asiakkaalle piirilevyn joka tarpeeseen. Sellaista piirilevyä ei ole vielä suunniteltu, jota emme pystyisi asiakkaillemme tarjoamaan. Täytyy kuitenkin muistaa, että messut eivät ole pelkästään kaupantekoa. Yhtä tärkeätä on tavata asiakkaita henkilökohtaisesti ja kysellä kuulumisia. Osastollamme päivystävät minun lisäkseni puolisoni Kati sekä Jyrki Apajainen. ILMOITUS
Todella pieni! uutta PTSM liittimet push-in-tekniikalla erityisesti LeD-sovelluksiin nyt myös valkoisena PTSM Push-in-jousiliitännällä PTPM Piercecon liitännällä Pienoisliittimet pikaliitännällä Tee laitteistasi vieläkin kompaktimpia ja johdota ne nopeammin 2-8 napaisilla PTSM- ja PTPM-liittimillä tai uudella 2-napaisella PTQ-pikaliittimellä. PTQ idc-pikaliitännällä Kaikki kortille tulevat liittimet soveltuvat automatisoituihin THR- ja SMDjuotosprosesseihin. Kytke johtimet nopeasti ja helposti Phoenix Contactin pikaliitäntätekniikoilla. Lisätietoa (09) 350 9020, myynti@phoenixcontact.com tai www.phoenixcontact.fi PHoenix ConTaCT 2012
TAPAHTUMAKOKONAISUUS: 12 Messut Energiapäivä Kongressi Seminaarit Tampere 23.-25.10.2012 SUUNTAA ENERGIASI TÄNNE! Energia-alan päätapahtuma - nyt ennätyssuurena! Lähes 300 näytteilleasettajaa, 2 messuhallia, 3 tietoiskuareenaa ja huikea seminaaritarjonta. Esillä energiatuotannon ja teknologian parhaat ratkaisut. MESSUILLA ESILLÄ: Energiatuotanto ja -jakelu, energiamarkkinat Järjestelmät ja laitteet Suunnittelu ja rakentaminen Käyttö ja kunnossapito AJANKOHTAISTEEMOINA MM: Energiatehokkuus Uusiutuvat energiat Ydinvoima - UUTUUS! - Kestävän kehityksen ratkaisut kaupunki- ja energiainfraan - Vähäpäästöinen liikenne Messut avoinna: ti-ke klo 9-17 to klo 9-16 Tervetuloa! Kestävää energiaa tehokkaasti! Ennakkorekisteröidy messuvieraaksi www.energiamessut.fi ENERGIA 12 -MESSUT JÄRJESTÄÄ: YHTEISTYÖSSÄ: ECOCITY KUMPPANIT: VIRALLINEN ENERGIA 12 -MESSUJULKAISU: Kuntaliitto ERA 17 -toimintaohjelma VTT Helsingin Energia
sisältö Sähkö Tele SISÄLTÖ 5/2012 AJANKOHTAISET Aalloista energiaa 10 Suomalainen aaltovoimala pääsi koekäyttöön Skotlantiin. Ajatustenluvun jäljillä 14 Ajatustenluku on iso haaste bioelektroniikalle. Ympäristön ehdoilla 16 Uudet akkuteknologiat tasoittavat tietä ekoenergiaan. Irti verkkojohdoista 26 Langattomuus tulee myös sähköenergian siirtoon. Kun läppäri jumiutui 32 Mitä voi tapahtua, kun tietokone ei käynnistykään? RAPORTIT Sähkön tähden 24 Sähköpäivä katsasti sähkömarkkinoita ja toimitusvarmuutta Tallinnassa. EMC sai lisävauhtia 35 Sähkömagneettisilta häiriöiltä suojautuminen tuli tutuksi Eurassa. Johdottomuus tulee. Pian myös vaikka matkapuhelimenkin voi ladata ilman virtajohtoa. Sivut 26-30. VAKIOT Uutiset 6 Pääkirjoitus 7 Nimitykset 36 Tuoteuutiset 37 ESITTELYT Waps tuo apua asumiseen 22 Uusi teknologia helpottaa arkea ja säästää energiaa. Akkuteknologia auttaa myös ympäristöä. Tarjolla on todella pienikokoisiakin akkuvaihtoehtoja (Cymbet ja Infinite Solutions). Sivut 16 21. Kannen kuvat: Timo Rinta SÄHKÖ & TELE 5/2012 5
uutiset Uusi tutkimusympäristö tulevaisuuden sähköajoneuvojen kehittämiseen VTT on laajentanut tutkimusympäristöään tulevaisuuden sähköajoneuvojen, sähköisten liikkuvien työkoneiden, akustojen ja komponenttien kehittämiseksi. Uudessa laboratoriossa voidaan testata ja kehittää raskaitakin ajoneuvoja. VTT ja Metropolia ammattikorkeakoulu ovat rakentaneet Kabus Oy:n bussirunkoon testisähköbussin, jonka tavoitteena on vauhdittaa kotimaisten komponenttien kehitystyötä. Ajoneuvojen ja liikkuvien työkoneiden sähköistäminen tulee näkymään entistä selvemmin tutkimushankkeissa, joissa yhdistetään muun muassa materiaali- ja sähkötekniikkaan, sähkökoneisiin ja ajoneuvoihin liittyvää asiantuntemusta. Keskitymme hankkeisiin, joilla on todellisia liiketoimintamahdollisuuksia, toteaa VTT:n tutkimusprofessori Nils-Olof Nylund. VTT lisää Otaniemessä sijaitsevan ajoneuvolaboratorion toimintaa vastaamaan paremmin sähköajoneuvojen ja sähköliikenteen kehityksen tarpeita. Ajoneuvolaboratorioon asennettu teholähde pystyy sekä simuloimaan raskaan sähköajoneuvon akustoa ajoneuvon testauksessa että tekemään täysimittaisen akuston latausja purkusyklejä. Teollisuuden komponentteja voidaan nyt testata ja kehittää todellisessa käyttöympäristössä ebus-projektissa toteutetun testisähköbussin avulla. Kuva: Antonin Halas Ajoneuvolaboratorion laajennuksen lisäksi syyskuussa otetaan käyttöön täysin uusi akkulaboratorio tukemaan sähköisten hyötyajoneuvojen tutkimusta ja kehitystä. Laboratorion toiminnot jakautuvat akkukennojen, akkumoduulien ja suurten käyttövalmiiden akustojen tutkimukseen ja kehitykseen. Sähköajoneuvoihin soveltuvien energiavarastojen suorituskykyä voidaan mitata toistettavasti erilaisissa kontrolloiduissa olosuhteissa ja kylmimmillään jopa 70 asteen pakkasessa. Sähkö- ja hybridiajoneuvojen kehitystyö henkilöliikenteeseen on maailmalla vilkasta, mutta raskaiden ajoneuvojen kehitystyössä kilpailu on vielä vähäistä. w 40 miljoonan euron merikaapelitehdas Kaapelikonserni Prysmian Group on ottanut käyttöön uuden merikaapelitehtaansa Kirkkonummen Pikkalassa. Investoinnin suuruus on noin 40 miljoonaa euroa. Yhtiön mukaan tuotannon laajennuksen tavoitteena on vastata lisääntyvien merituulipuistojen sähkönsiirron tarpeisiin. Prysmian Group on kahdeksan miljardin liikevaihdollaan alansa suurin yhtiö maailmassa. Yhtiö näkee suomalaistehtaan erittäin tärkeänä siirryttäessä älykkäämpiin ja kestävää kehitystä edistäviin sähkönsiirtoverkkoihin. Eurooppaan tullaan rakentamaan laajoja merituulipuistoja, joissa sähköä siirretään vaativissa olosuhteissa pitkiä etäisyyksiä. Pikkalan tehdas on maailmalla tunnettu myös suurjännitekaapelien valmistajana. Sen sijainti on logistisesti hyvä ja kaapeli voidaan lastata tehtaasta suoraan laivaan. On luontevaa laajentaa tuotantoa juuri täällä, sanoo konsernin merikaapeliliiketoiminnasta vastaavan Prysmian Power Linkin toimitusjohtaja Marcello Del Brenna. Prysmian Groupin Suomen toimitusjohtaja Javier Arata katsoo merikaapeliprojektin tuoneen tarvittavaa kasvua ja vakautta Pikkalaan. j Sähkö Tele 85. vuosikerta TOIMITUS Sähkö & Tele Merikasarminkatu 7, 00160 Puhelin: (09) 668 9850 Sähköposti: sil@sil.fi www.sil.fi Päätoimittaja: Timo Rinta Toimitussihteeri: Jaana Lindholm TEKSTISISÄLTÖ Sähkö & Tele julkaisee sitoumuksetta teksti- ja kuvamateriaalia edustamiltaan aihealueilta. Lehti pidättää oikeuden päättää tarjotun tai tilatun aineiston julkaisemisesta ja muokata julkaistavaa aineistoa lehden toimituksellisen käytännön mukaisesti ja hyvää journalistista tapaa noudattaen. Tarjottu tai tilattu aineisto hyväksytään julkaistavaksi sillä ehdolla, että sitä saa korvauksetta käyttää uudelleen lehden tai sen osan uudelleenjulkaisun tai muun käytön yhteydessä toteutus- ja jakelutavasta riippumatta. Lehti ei vastaa tilaamattoman materiaalin säilyttämisestä eikä palauttamisesta. JULKAISIJA Sähköinsinööriliitto ry KUSTANTAJA Fin-El Oy TILAUSHINTA Kestotilaus 64 (8 numeron tilausjakso) Hinta sisältää alv 9 % ILMOITUKSET Sähkö & Tele Puhelin: (09) 668 9850 Sähköposti: sil@sil.fi JE-Mark Ky Puhelin: (09) 5489 3631 Sähköposti: je-mark.oy@netlife.fi PAINOPAIKKA Kopijyvä Kuopio ISSN 0789-676X Aikakauslehtien Liiton jäsen 6 SÄHKÖ & TELE 5/2012
Sähkö Tele Pääkirjoitus 5/2012 Perustettu 1928 DIESELGENERAATTORIT DIESELPUMPUT VARAVOIMAHUOLLOT VARAOSAT Akkujen voimalla Akkuteknologialla on keskeinen merkitys nykyisellä kännyköiden, läppärien ja sähköautojen aikakaudella. Liikkuvuus ja tavoitettavuus olisi ilman toimivia akkuja huomattavasti rajoitetumpaa kuin mihin olemme nyt arkielämässämme tottuneet. Akkuteknologian historia ulottuu toisaalta jo kauas 1800-luvulle. Ei siis olekaan yllättävää, että akkujen tärkeys on uinut matkan varrella myös puhekieleen. Esimerkiksi kun akut ovat tyhjät, niin lähdetään lomalle akkuja lataamaan. Akut ovat nousseet viime aikoina julkisuuteen erityisesti sähköautojen yhteydessä. Akkuteknologialla onkin keskeinen rooli matkalla kohti ympäristöystävällisempää energiavarojen hyödyntämistä, kuten toisaalla tässä lehdessämme kerrotaan. Parempia akkuratkaisuja kehitetäänkin kuumeisesti ympäri maailmaa ja myös Suomessa, jotta tie entistä ekologisempiin vaihtoehtoihin olisi mahdollisimman tasainen. Ajatusten voimalla Ajatustenluku tuntuu äkkiseltään kuuluvan enemmänkin tieteiskirjallisuuteen kuin todelliseen elämään. Aivot synnyttävät kuitenkin heikkoja sähkömagneettisia kenttiä, jotka ovat ainakin osittain mitattavissa. Nykyiset mittaukset eivät sentään suoraan paljasta ajatuksia, kuten lehtemme tästä numerosta voi lukea. Ajatustenlukuteknologia olisi kuitenkin todella tervetullut apu esimerkiksi joidenkin vakavasti sairaiden potilaiden hoidossa. Kommunikointi voisi tällöin olla mahdollista, vaikka esimerkiksi lihasten liikuttaminen tai puhuminen ei onnistuisikaan. Alan tutkimustyö ja menetelmien kehittäminen voivat aikanaan hyvinkin johtaa läpimurtoon ajatustenluvussa. Näin voi käydä vaikka suomalaistutkijoidenkin voimin, jos vain aihe koetaan riittävän kiinnostavaksi. w KOKONAISVASTUULLISTA VARAVOIMAA 12-2000 kva GenPowex-dieselgeneraattorit on suunniteltu käyttökohteisiin, joissa vaaditaan suurta luotettavuutta. Kokonaispalveluumme sisältyy laitteiden suunnittelu ja valmistus, lisäksi tarvittaessa käyttöönottoapu, käyttäjäkoulutus sekä huolto- ja varaosapalvelut. AGCO POWER GenPowex Vesimyllynkatu 3, 33310 Tampere Puh. 03 341 7111, Faksi 03 343 3114 info.agcosisupower@agcocorp.com SÄHKÖ & TELE 5/2012 7 www.genpowex.fi
j uutiset Toimitamme merkintoantolaitteita hälytystorvet sireenit hälytyskellot vilkkuvalot valopylväät Edustuksessamme sähkövastukset kalvoasetukset patruunavastukset Sähkömoottorit moduulit ohjaukset Telreg Trading Oy Pulttitie 16 00880 Puh. 09-241 0700, 09-241 9639 e-mail: telreg@telreg.fi Prysmianin kaapeleita lasketaan paikalleen mereen näinkin järeällä kalustolla. Nykyinen Prysmian Groupin kaapelituotanto Suomessa käynnistyi sata vuotta sitten, kun Keisarillinen Suomen senaatti myönsi perustamisluvan Suomen Punomotehdas Osakeyhtiölle. Samalla syntyi maan ensimmäinen alan yritys ja uusi teollisuudenhaara. Yhtiö muutti pian nimensä Suomen Kaapelitehtaaksi ja rakensi talvisodan aikaan Salmisaareen uuden tuotantolaitoksen. Tänään Kaapelitehdas on Suomen suurin kulttuurikeskus museoineen ja teattereineen. Kasvun myötä yhtiön nimi on vaihtunut useaan otteeseen: Nokia Kaapeli, NK Cables, Pirelli ja Draka. Viime vuonna Drakan ja Prysmianin yhdistyminen loi uuden Prysmian Groupin. w Älykästä tietoliikennejärjestelmää tutkitaan Turussa Viestintävirasto on myöntänyt Turun ammattikorkeakoululle luvan kognitiiviselle eli niin sanotulle älykkäälle radiojärjestelmälle. Kysymyksessä on tietoliikennejärjestelmä, joka osaa havaita käytössä olevat taajuudet sekä käyttää kulloinkin sopivinta vapaana olevaa taajuutta. Taajuuksien valitsemisessa järjestelmä hyödyntää sijaintitietoihin perustuvaa tietokantaa ensimmäisenä Euroopassa. Kognitiiviselle radiolle on kaavailtu tulevaisuudessa useita käyttötarkoituksia, kuten laajakaistayhteydet ja koneidenvälinen tiedonsiirto. Viestintäviraston nyt myöntämä lupa kattaa Turun alueella tehtävän tutkimustyön. Tekesin rahoittamaan WISE-tutkimusprojektiin osallistuvat Nokia, Digita, Fairspectrum, Turun ammattikorkeakoulu, Turun yliopisto, Aalto yliopisto ja Viestintävirasto. w Tekesin Groove-ohjelman toiminta-alue laajenee Uusiutuva energia, kasvua kansainvälistymisestä ohjelma eli Groove on toiminut kaksi vuotta. Groove on toistaiseksi rahoittanut uusiutuvan energian alan yritysten hankkeita, mutta nyt ohjelman toiminta-alue laajenee. Groove-ohjelma kannustaa yrityksiä kansainvälistymiseen. Se on tarjonnut erilaisia kansainvälistymispalveluja muillekin kuin ohjelmaan kuuluville yrityksille. Nyt ohjelman rahoitusta on tarjolla myös tutkimus- ja kehityshankkeisiin. Ohjelmaan toivotaan mukaan kansainvälistyviä cleantech-alan pk-yrityksiä esimerkiksi energiatehokkuuden alalta. Jatkossa myös Tekesin nyt päättyvissä Vesi- ja BioRefine ohjelmissa toimineet kansainvälistyvät yritykset ovat tervetulleita Groove-ohjelmaan. w kotimainen kaapeli- ja tarviketoimittajasi Nestor Cablesin FTMS+CAT6-hybridikaapeleilla voidaan rakentaa helposti joko optinen kaapelointi tai valmius, jossa kuidut ovat kytkentävalmiina ilman johtoteiden ylimääräisiä kustannuksia. KUPARIKAAPELIT VALOKAAPELIT INSTRUMENTOINTIKAAPELIT KENTTÄKAAPELIT ERIKOISKAAPELIT VALOKAAPELITARVIKKEET Asennuksen helppoutta - www.nestorcables.fi info@nestorcables.fi I Tehdas: 279, 91 Oulu I Myynti ja markkinointi: Miestentie 1, Hybridikaapelin voi hankkia valmiiksi päätettynä Nestor Cablesin NC-126 päätekoteloon. 8 SÄHKÖ & TELE 5/2012
Suomen Sähköteknikkojen Liiton kunniapuheenjohtaja Hannu Petäjäinen In Memoriam Hannu Petäjäinen 1926 2012. Heinäkuussa 2012 saimme suruviestin. Suomen Sähköteknikkojen Liitto ry:n kunniapuheenjohtaja Hannu Petäjäinen oli poistunut keskuudestamme. Hannu Petäjäinen oli syntynyt 13.7.1926 Askolassa, josta hän 1943 muutti in, kävi keskikoulun ja sen jälkeen Helsingin Teknillisen koulun valmistuen sähköteknikoksi vuonna 1952. Ammatissaan hän erikoistui mittaus- ja säätötekniikkaan. Hannu Petäjäisen ensimmäinen työpaikka oli Teknillisen korkeakoulun labo- ratorio, jossa hän työskenteli kaksi ja puoli vuotta. Sen jälkeen hän oli Helsingin kaupungin sähkölaitoksen laboratoriossa kahdeksan ja Sähköliikkeiden Oy:n mittaus- ja säätötekniikan osaston työnjohtajana kolme vuotta. Vuonna 1965 hän palasi Helsingin kaupungin sähkölaitokseen, josta hän jäi laboratoriomestarin tehtävästä eläkkeelle vuonna 1989. Suuri osa Hannu Petäjäisen työvuosien vapaa-ajasta on kulunut järjestötoiminnassa. Hän oli Suomen Sähköteknikkojen Liitto ry:n puheenjohtajana viisitoista vuotta ja sitä ennen kolme vuotta liittohallituksessa sihteerinä. Hannu oli liiton pitkäaikaisin puheenjohtaja, joka tehtävään tultuaan oli suuren urakan edessä. Määrätietoisella toiminnallaan hän sai jäsenmäärän nousuun ja talouden tasapainoon. Liiton johtaminen ei ollut helppo tehtävä, sillä sen toiminnassa ja jäsenkunnassa mukana olleilla sähköteknikoilla oli toisistaan poikkeavia mielipiteitä liitosta ja sen toiminnan tavoitteista. Puheenjohtajana toimiessaan Hannu pystyi asiallisella ja rauhallisella tavallaan pitämään liiton asiat hallinnassa ja suunnan oikeana. Hän oli jo liittohallituksen sihteerinä perehtynyt liiton toimiston erilaisiin tehtäviin ja sitä kautta sisäistänyt järjestötoiminnan tärkeyden kaikessa laajuudessaan. Tehtävien kirjo oli monenkirjava, mutta Hannu oli aina valmis antamaan oman panoksensa. Hän oli sähköteknikkoaatteen vankka puolustaja niin am- matillisesti kuin järjestötoiminnassakin. Hannu Petäjäisellä oli rohkeutta viedä aatetta eteenpäin silloinkin, kun vastustusta esiintyi. Oivana suhdetoimintamiehenä Hannu loi hyvät suhteet ja vaikutusmahdollisuudet sähköalan eri intressipiireihin edustaen liittoa tyylikkäästi ja asiantuntevasti useissa järjestöissä ja yhteisöissä. Näistä mainittakoon Sähkötarkastuskeskuksen hallitus, Teknikkojen Keskusliiton hallitus sekä lukuisat KTM:n työryhmät. Kuntoaan Hannu piti yllä kesäisin Pirkkolan pururadalla ja talvella hiihtoretkillä Sähkömajan Saariselän maastossa. Kesiään hän vietti Askolan mökillään, jossa hän viihtyi erilaisten askareiden parissa. Monien vuosien kuluessa liiton ja sähköteknikkojen puolesta Hannun tekemä arvokas ja kunnioitettava työ koitui sähköteknikkojen hyväksi, mutta varmasti se vei myös aikaa perheeltä, johon kuuluivat vaimo Paula sekä pojat Juha ja Vesa. Myös isoisän kunniakkaan arvon Hannu Petäjäinen ehti saavuttaa. Hannu Petäjäiselle myönnettiin 1985 Suomen Sähköteknikkojen Liitto ry:n Kultainen ansiomerkki numero kolme tammenlehvin ja kymmenen vuotta myöhemmin hänet kutsuttiin liiton toiseksi kunniapuheenjohtajaksi. w Tapio Aho, Airi Hänninen ja Reijo Seppänen Kirjoittajat ovat Hannu Petäjäisen pitkäaikaisia järjestöystäviä. SÄHKÖ & TELE 5/2012 9
ajankohtaista Pingviini on 30 metriä pitkä ja painaa 220 tonnia. Sen teho riittää tuottamaan 400 brittitalouden vuodessa tarvitseman energian. Suomalaista aaltovoimalaa testataan Skotlannissa Aalloista energiaa Lontoon olympialaisissa Suomea ei juostu maailmankartalle. Jos urheilussa hävittiin, niin tekniikassa voitetaan. Nyt suomalaiset innovoivat aalloista energiaa. Eturintamassa maailman valloitukseen on lähtenyt espoolainen Wello, jonka Penguin-aaltovoimalaa testataan parhaillaan Skotlannin rannikolla. Teksti: Riittamaija Ståhle Kuvat: Riittamaija Ståhle ja Wello Suomalainen Penguin-aaltovoimala sai alkunsa Heikki Paakkisen autotallista 1970-luvun lopulla. Arkkitehti Paakkinen tarkasteli aaltoenergian hyötykäyttöä pitkän kaavan avulla. - Tämä on ollut pitkän linjan prosessi. Rajasin aluksi pois asioita, jotka eivät toimi. Tarkoitus oli synnyttää pyörimisliikettä suoraan aallosta. Jäljelle jäi viisi-kuusi toimintaperiaatetta, joista kaikki eivät suinkaan olleet tehokkaita, Paakkinen kuvailee. Kun autotalli alkoi käydä pieneksi ja perheen olohuonekin oli jo osin yrityksen käytössä, tuli aika siirtyä eteenpäin. Paakkinen perusti Wellon viitisen vuotta sitten. Majaa pidetään nyt n Iivisniemessä vanhan neuvolan tiloissa. 450 miljardin euron markkinat Wello on kasvanut maltillisesti. Toimitusjohtajaksi Paakkinen palkkasi Aki Luukkaisen, koska halusi itse keskittyä Penguinin tekniseen kehittämiseen. Yrityksessä työskentelee seitsemän insinööriä Suomessa ja pari Skotlannissa. Tavoitteet ovat korkealla. 10 SÄHKÖ & TELE 5/2012
- Yritys on nyt murroksessa. Olemme siirtymässä tekniikasta kaupallistamiseen. Lähtökohta on ollut perin suomalainen: ensin teknologia kuntoon ja sitten avautuville markkinoille, naurahtavat Paakkinen ja Luukkainen. Aaltovoimatekniikassa on, mistä ammentaa. Yksinomaan Yhdysvaltojen aaltoenergiassa on tehoa yli 2,6 miljoonaa gigawattituntia vuodessa. Paakkinen ja Luukkainen arvioivat, että aaltoenergiaan investoidaan 451 miljardia euroa vuoteen 2050 mennessä. Tarjolla on siis paljon energiaa ja vielä enemmän rahaa. Wellon aaltovoimalaitos Penguin on kelluva laite, joka muuttaa meren aaltoliikkeen suoraan pyörimisliikkeeksi ja edelleen sähköksi. Paakkisen mukaan laite on yksinkertainen ja varma. - Koko idea pohjautuu Penguinin muotoon. Perinteisesti asioita yritetään ratkaista mekanismeilla, mutta me lähdemme laitteen muodosta. Pyörimisliike on laitteen sisällä, ei meressä. Penguinin sisällä on täydellinen sähköntuotantolaitos, jota voi verrata vaikka laivan konehuoneeseen tai voimalaitoksen saliin. Kaikki tekniikka on suojassa mereltä ja sen suolalta. Penguinissa käytetään perinteistä, jo olemassa olevaa tekniikkaa, mikä tekee laitteesta edullisen, kertoo Paakkinen. 30 metriä ja 220 tonnia Penguin eli suomalaisittain Pingviini kelluu vedessä. Generaattori muuntaa valtameren aaltojen liike-energian suoraan pyörimisliikkeeksi ja edelleen sähköksi ilman hydrauliikkaa tai vaihteita. Kaikki komponentit ovat rungon sisällä suojassa merivedeltä. Erikoisen muotonsa ansiosta laitteen runko tekee gyraatioksi kutsuttavaa hyrräliikettä. Sen ansiosta rungon sisällä oleva epäkesko massa lähtee liikkeelle ja alkaa pyöriä pystyakselinsa ympäri. Käytetyt komponentit ovat samanlaisia kuin tuulimyllyissä. Paakkisen mukaan juuri erilainen tekniikka erottaa Wellon ratkaisun muista aaltoenergiaa tuottavista laitteista. Pyörimisliike tapahtuu siis laitteen sisällä, ei meressä. Aaltoenergiamuuntimen sisus on kuin minkä tahansa teräsaluksen sisus. Rotaattori on näkyvissä aidan takana ja voima- ja ohjauselektroniikka ovat yksikön sisällä. Pingviini on 30 metriä pitkä ja painaa 220 tonnia. Voimalan teho on puolesta megawatista yhteen megawattiin, jos aallon korkeus on 2 10 metriä. Yhden pingviinin avulla voidaan tuottaa 400 Britanniassa Wello ja Pingviini ovat saaneet osakseen paljon myönteistä huomiota aina ministeritasoa myöten. brittiläisen kotitalouden vuodessa tarvitsema energia. Pingviinissä käytetään olemassa olevia osia, jotka on testattu ja hyviksi havaittu. Wellon 30 yhteistyökumppanin joukossa on tuttuja nimiä: Siemens, ABB, Schneider Electric, EMEC, Aquatera Peruskonsepti testattu käytännössä Ensimmäinen Penguin asennettiin Skotlannin pohjoisrannikolle Orkneyn Billia Croo -testipaikalle kesäkuun 2012 lopulla. Latvian Riikassa telakalla valmistettu Pinguin hinattiin paikoilleen Skotlantiin. Asennus kesti 36 tuntia. Tehtävässä oli apuna muun muassa satamahinaaja. Aki Luukkaisen mukaan alustavat tulokset vahvistavat laitteen tuottavan tehokkaasti energiaa jopa pienemmissä aalloissa kuin etukäteen kuviteltiin. Julkisuutta Wello on Luukkaisen ja Paakkisen mukaan saanut mukavasti. Kiinnostuneita kyselyjä ja tarjouspyyntöjä on tullut Etelä-Afrikasta, Japanista ja Australiasta asti. Heikki Paakkinen (kuvassa oikealla) palkkasi Aki Luukkaisen Wellon toimitusjohtajaksi. Paakkinen haluaa keskittyä Pingviinin tekniseen kehittämiseen. SÄHKÖ & TELE 5/2012 11
ajankohtaista Ensimmäinen Pingviini hinattiin paikoilleen Skotlannin pohjoisrannikolle Orkneyn Billia Croo testipaikalle kesäkuussa. - Britanniassa olemme varmaan tunnetumpia kuin Suomessa. Siellä olemme olleet median kiinnostuksen kohteena. Haastatteluja on annettu niin lehdille kuin radiolle ja televisiollekin. Vieraita on käynyt aina ministeritasoa myöten, sanoo Aki Luukkainen. Skotlanti on Paakkisen ja Luukkaisen mukaan oivallinen aaltoenergian testipaikka, sillä aallot ovat hyviä ja niitä riittää jopa 300 päivää vuodessa. Haasteitakin projektissa vielä on. - Peruskonsepti on todettu toimivaksi. Haasteet ovat hyvin konkreettisia asioita, sanoo Heikki Paakkinen. Wello tähtää menestykseen. Vuonna 2015 on tarkoitus saada käyntiin aaltovoimakenttä. Kymmenen vuoden kuluttua miehet toivovat myyneensä satoja laitteita ympäri maailmaa. - Juuri myyntiin ja jatkokehittelyyn tarvitsemme nyt lisää voimavaroja, sanoo Luukkainen. Penguinin ensimmäinen versio tehtiin Latviassa, mutta Luukkainen ja Paakkinen vakuuttavat, että uusia laitteita voidaan tehdä missä tahansa telakalla, kuten vaikkapa Suomessa. - Suomessa telakkateollisuus on korkeatasoista. Penguin voidaan valmistaa missä tahansa, koska laitteen kuljetus hinaamalla paikalleen on helppoa ja edullista. Nopea kasvu tavoitteena Paakkinen ja Luukkainen kertovat hakevansa suurta liiketoimintaa lyhyellä aikajänteellä. - Olemme tulleet markkinoille tuotteella, jonka rakentamiseen on käytetty huomattavasti kilpailevia tuotteita vähemmän rahaa ja jonka kustannusrakenne on täysin erilainen. Valmistuskustannukset ovat pienet, koska telakat pystyvät valmistamaan laitteen ilman erikoistyökaluja. Paakkinen ja Luukkainen uskovat suomalaiseen osaamiseen. - Suomi on erinomainen paikka testata erilaisia asioita. Meri on lisäksi aina ollut lähellä suomalaisten ainakin rannikolla asuvien sydäntä. Meillä on korkea koulutustaso. Lisäksi Tekes ja Sitra tukevat uusia innovaatioita rahallisesti. Paakkisen mukaan koulutus ei varsinaisesti auta keksintöjen tekemisessä, mutta koulutus auttaa keksijää kohdentamaan ajatuksensa asioihin, joilla on merkitystä. - Voi ja osaa keskittyä oleelliseen, Paakkinen naurahtaa. Wellon takana on kaksi sijoittajaa. Erityisesti puhtaaseen ja uusiutuvaan energiaan sijoittava VNT Management on ollut osakkaana melkein alusta lähtien. Mukana on myös Finnvera-konserniin kuuluva, innovatiivisia yrityksiä rahoittava Finnvera Venture Capital. Omistajiin kuuluu myös Wellon henkilökuntaa, joista suurimpana osakkaana Heikki Paakkinen. Autotallista on ennenkin ponnistettu maailman huipulle. Esimerkiksi Microsoft aloitti Bill Gatesin autotalliprojektina. Aaltoenergiamarkkinoiden arvellaan saavuttavan 9,4 gigawattia vuoteen 2030 mennessä. Siihen on aikaa ainoastaan 18 vuotta. w 12 SÄHKÖ & TELE 5/2012
Sähkö Tele sähkö j elektroniikka j automaatio j energia j tietoliikenne j valo Tilaa alan tärkein media Sähkö & Tele -lehti yrityksellesi tai itsellesi www.sil.fi tai liity Sähköinsinööriliiton jäseneksi, niin saat lehden jäsenetuna! Sähköalan ehdoton ykköslehti Lehti joka luetaan kannesta kanteen. JO VUODESTA 1928 8 numeroa vuodessa ja satoja sivuja asiaa ammattilaisille ja päättäjille Sähköinsinööriliiton jäsenet saavat lehden jäsenetuna liity jäseneksi www.sil.fi Sähkö & Tele -lehti Merikasarminkatu 7, 00160 (09) 668 9850, sil@sil.fi, www.sil.fi
Ajatustenluvusta voisi olla iloa ja apua esimerkiksi niin puhekykynsä menettäneille, sukeltajille, hävittäjälentäjille kuin vaikkapa kalastajillekin. Kuva: Timo Rinta Iso haaste bioelektroniikalle Ajatustenluvun jäljillä Aivojen synnyttämät sähkömagneettiset kentät ovat erittäin heikkoja. Nykyiset tekniset tutkimusmenetelmät kertovat paljon aivojen toiminnasta, mutta ajatuksia ne eivät vielä suoraan paljasta. Uusien aivotoimintojen kuvantamismenetelmien avulla kuitenkin myös ajatustenluku voi olla tulevaisuudessa mahdollista. Teksti: Pentti O. A. Haikonen Käsitys ajattelusta aivosähköisenä toimintana on varsin vanha. Jo 1920-luvulla radiotekniikan pioneeri Manfred von Ardenne spekuloi, että ajattelu esiintyisi aivoissa sähkömagneettisena värähtelynä, joka voisi olla havaittavissa ja kuultavissa herkällä laajakaistaradiovastaanottimella. Tätä myös testattiin sijoittamalla koehenkilö Faradayn häkkiin, johon asetettiin myös vastaanottoantenni henkilön pään lähelle. Olisikin ollut varsinainen läpimurto, jos koehenkilön sisäinen puhe olisi saatu näin kuulumaan vastaanottimesta. Valitettavasti tutkitulla 200 hertsistä kahteen megahertsiin ulottuneella taajuusalueella ei voitu löytää vähäisintäkään merkkiä aivojen ai- heuttamista sähkömagneettisista kentistä. Myöhemmin on huomattu, että aivojen synnyttämiä sähkömagneettisia kenttiä todellakin on olemassa. Ne ovat kuitenkin hyvin heikkoja ja lisäksi ne voidaan mitata vain kallon pinnalta. Nämä EEG-signaalit kertovat kyllä paljon aivojen toiminnasta, mutta suoraan ne eivät ajatuksia paljasta. Vakiintuneen EEG-tekniikan lisäksi on viime aikoina kehitetty myös muita aivoprosessien kuvantamismenetelmiä, joiden avulla ajatustenluku saattaisi olla paremmin mahdollista. Kommunikointia ja tuntemuksia Ajatustenlukutekniikasta voisi olla merkittävää apua myös esimerkiksi Lockedin-syndroomaa (LIS) sairastavien potilaiden hoidossa. LIS syntyy toisinaan aivorungon massiivisen vaurioitumisen seurauksena. Tässä tilassa muutoin tietoinen, kuuleva ja näkevä potilas ei voi liikuttaa tahdonalaisia lihaksiaan eikä tuottaa puhetta. Yleensä kuitenkin tahdonalainen silmien räpyttely onnistuu ja mahdollistaa hitaan kommunikoinnin. LIS-potilaat kuntoutuvat yleensä hyvin hitaasti. Heidän hoitonsa on myös monella tavalla hankalaa muun muassa puuttuvan kommunikaation takia. Alkuvaiheessa jopa diagnoosin tekeminenkin voi olla vaikeaa, koska potilaan tietoisuuden tila ei ole ulkopuoliselle tarkkailijalle ilmiselvä. Inhimillisen ajattelun osa-alueita ovat 14 SÄHKÖ & TELE 5/2012
sisäinen puhe, mielikuvat ja tuntemukset. Aivoissa nämä esiintyvät neuraalisena aktiviteettina, jota nykyisin voidaan erilaisin instrumentein havaita. Mitattiinpa koehenkilön aivoprosesseja kuinka tarkasti hyvänsä, saadaan havaintotuloksiksi vain dataa fysikaalisista prosesseista. Tuloksina ei saada subjektiivisia ajatuksia ja tuntemuksia sellaisina kuin koehenkilö ne itse kokee. Ainoastaan aivot itse kokee aivojen fysikaaliset prosessit ajatuksina. Miten siis päästäisiin käsiksi aivojen sisäisiin ajatuksiin? Nykykäsityksen mukaan aivojen fysikaaliset prosessit ja sisäiset ajatukset ovat sama asia. Nämä näyttäytyvät fysikaalisina prosesseina, kun niitä tarkastellaan fysikaalisilla instrumenteilla, ja toisaalta subjektiivisina mielikuvina ja sisäisenä puheena, kun niitä tarkastellaan systeemistä itsestään käsin. Tällä perusteella ajatusten lukeminen voisi olla mahdollista, mikäli näiden kahden tarkastelutavan välinen korrelaatio löydettäisiin. Skannausta funktionaalisella magneettikuvauksella Neuraalisen aktiviteetin jakautumista aivoissa voidaan mitata niin sanotulla funktionaalisella magneettikuvauksella (Functional Magnetic Resonance Imaging, fmri). Menetelmällä voidaan seurata aivotoiminnan muutoksia muutaman millimetrin paikallisella tarkkuudella ja muutamien sekuntien ajallisella resoluutiolla. Tyypillinen fmri-skanneri koostuu voimakkaasta magneetista, radiotaajuuspulssigeneraattorista ja vastaanottimesta. Mittauksen aikana koehenkilön pää on sylinterimäisen laitteen sisäpuolella. Laitteen voimakas magneettikenttä suuntaa aivoissa vetyatomien ytimien (protonien) spinnit samansuuntaisiksi. Mittauksessa spinnit käännetään lyhyellä radiopulssilla, jolloin protonit absorboivat energiaa. Kun radiopulssi päättyy, spinnit kääntyvät takaisin ja protonien absorboima energia poistuu radiosignaalina. Radiosignaalin kesto aivojen kussakin paikallisessa pisteessä riippuu ei-hapettuneen ja hapettuneen veren suhteesta. Tämä taas liittyy paikalliseen neuraaliseen aktiviteettiin, sillä aktiivinen aivoalue kuluttaa enemmän happea kuin eiaktiivinen. Ilmiötä kutsutaan BOLD-efektiksi (Blood Oxygenation Level Dependent effect). Tällä periaatteella fmri-laite pystyy luomaan eräänlaisia karttakuvia aivojen ajallisesta aktiviteettijakautumasta. Tiedetään, että näköhavainnot käsitellään aivojen takaosassa näköaivokuorella. Tiedetään myös, että visuaalinen kuvittelu käyttää samaa aivoaluetta. Tällä perusteella voitaisiin ajatella, että annettaisiin koehenkilön katsella sopivia testikuvia samalla, kun hänen näköaivokuortaan kuvattaisiin fmri-laitteella. Näin voitaisiin löytää korrelaatio nähdyn kuvan ja fmri-aktiviteettikuvan välillä. Myöhemmin koehenkilön kuvitellessa joitakin hahmoja, voitaisiin kuvitellut hahmot päätellä fmrikuvien perusteella. Tällaisia kokeiluja on myös käytännössä tehty. Koehenkilö on esimerkiksi asetettu katselemaan yksinkertaisia 10 x 10 pikselin binäärikuvia fmri-kuvauksen aikana (Miyawaki et al.). Tällä tavoin nähtyjen kuvioiden ja fmri-kuvien välille voitiin saada tilastollinen korrelaatio. Tutkijat pystyivätkin jatkossa rekonstruoimaan nähdyt kuvat pelkän fmri-kuvan avulla. Tutkijat ovat suorittaneet vaativampiakin kokeita, joissa koehenkilöt ovat katselleet tavallisia elokuvia (Nishimoto et al.). Tarkempien mittausjärjestelyjen ja signaalinkäsittelyn avulla voitiin tällöin löytää korrelaatio nähtyjen elävien kuvien ja fmri-kuvien välille. Tähän perustuen voitiin rekonstruoida nähdyt elokuvajaksot aivosignaalien perusteella. Kovin tarkkoja yksityiskohtia ei kuvista kuitenkaan voitu rekonstruoida, vaan rekonstruktiot jäivät pehmeiden liikkuvien hahmojen tasolle. Kokeilut kuitenkin osoittavat, että aivosignaaleista voidaan päätellä ainakin jollakin tarkkuudella niiden esittämät asiat eli mielen sisältö. Sisäinen puhe haasteena Kirjallisuutta Edellä esitellyn fmri-tekniikan käyttämä BOLD-efekti on kuitenkin liian hidas seuraamaan aivojen sisäistä puhetta eli sitä höpinää, joka mielessämme alkaa, kun aamulla heräämme, ja joka loppuu, kun nukahdamme. Tämän sisäisen puheen seuraamiseen on esitetty puheelimille tulevien neurosignaalien mittaamista, koska on havaittu (muun muassa MacKay), että aivot lähettävät sisäisen puheen mukaisia komentosignaaleja puhe-elimille myös silloin, kun ajatuksia ei lausuta ääneen. Ihon pinnalta voidaan verraten helposti mitata komentosignaalien aiheuttamia lihaspotentiaaleja eli EMG-signaaleja. Tässä tapauksessa sopivat mittauspisteet löytyvät kaulan ja leuan alueilta. Useissa tutkimuksissa on havaittu, että näiden EMGsignaalien sekä ääneen puhuttujen ja eiääneen puhuttujen sanojen välille on löydettävissä korrelaatio, joka mahdollistaa näiden sanojen tunnistamisen EMG-signaaleista (Wand & Schultz). Tunnistettu puhe voidaan sitten saattaa kuuluvaksi puhesyntetisaattorin avulla. Menetelmästä toivotaan apua puhekykynsä menettäneille ja myös tilanteisiin, joissa ääneen puhuminen on hankalaa (sukeltajat, hävittäjälentäjät, meluisat ympäristöt, mahdollisesti myös tietokoneen äänetön ohjaus ilman näppäimistöä). (Lesser, Schaeps, Haikonen & Jorgensen). Nykyaikaiset aivoaktiviteetin mittausja signaalinprosessointimenetelmät saattavat siis lopulta mahdollistaa von Ardennen haaveen ajatustenluvusta teknologian avulla. Tässä saattaisikin olla hyvä tutkimuksen aihe myös suomalaistutkijoille, sillä onhan meillä kuitenkin alan huippuosaamista muun muassa Aalto-yliopistossa. w Kirjoittaja on tekniikan tohtori ja toimii Adjunct Professorina University of Illinoisissa. von Ardenne M (1928). Kann Mann Gedanken Hören? Funkschau No 27, Juli 1928, pp. 209 210 Haikonen P. (2012). Consciousness and Robot Sentience. Word Scientific, Singapore Lesser E, Schaeps T, Haikonen P and Jorgensen C (2008). Associative neural networks for machine consciousness: Improving existing AI technologies, in Proc. of IEEEI 2008, pp. 011 015. MacKay D G (1992). Constraints on Theories of Inner Speech, in D. Reisberg (ed.), Auditory Imagery (Psychology Press), pp. 131 148. Miyawaki Y, Uchida H, Yamashita O, Sato M, Morito Y, Tanabe H C, Sadato N and Kamitani Y, (2008). Visual Image Reconstruction from Human Brain Activity using a Combination of Multiscale Local Image Decoders, Neuron 60(5), 915 929. Naselaris T, Prenger R J, Kay K N, Oliver M and Gallant J L (2009). Bayesian Reconstruction of Natural Images from Human Brain Activity, Neuron 63(6), 902 915. Wand M, Schultz T (2009). Towards Speaker-Adaptive Speech Recognition based on Surface Electromyography, in Proc. International Conference on Bio-inspired Systems and Signal Processing (Biosignals 2009) SÄHKÖ & TELE 5/2012 15
ajankohtaista Uudet akkuteknologiat tasoittavat tietä ekoenergiaan Ympäristön ehdoilla Akkuteknologialla on keskeinen merkitys myös uusiutuvien energiavarojen hyödyntämisessä. Nykyisissä akuissa on monenlaisia puutteita, mutta parempaa akkuteknologiaa kehitetään kuumeisesti ympäri maailmaa. Samalla myös akkujen lataamisen ja valvontaelektroniikan ratkaisut kehittyvät. Teksti: Krister Wikström Energiakysymys on yksi ihmiskunnan suurista kohtalonkysymyksistä. Nyky-yhteiskunnassa tärkein energiamuoto on sähköenergia, jonka tuotanto perustuu suurimmaksi osaksi vakiintuneisiin menetelmiin eli vesivoimaan, fossiilisiin polttoaineisiin ja ydinvoimaan. Uusia tuotantomenetelmiä ovat puolestaan esimerkiksi auringonvaloon ja tuulienergiaan perustuvat vaihtoehdot. Puhutaan jopa tavoitteesta korvata kaikki vanhat energiantuotantomenetelmät uusilla ympäristöystävällisillä, uusiutuvaan energiaan perustuvilla menetelmillä. Tällä reitillä on kuitenkin valitettavasti monta mutkaa matkassa. Parempi akkuteknologia tasoittaisi kuitenkin merkittävästi tietä tuohon kaukaiselta tuntuvaan tavoitteeseen. Yleisimpien akkutyyppien energiatiheydet paino- ja tilavuusyksikköä kohti. Kennon muoto vaikuttaa asiaan siten, että sylinterimäiset kennot ovat yleensä parempia kuin suorakulmaiset. Litium-polymeerikennot ovat yleensä suorakulmaisia. Avainasiana sähköenergian varastointi Uusiutuvaan energiaan perustuvien tuotantomenetelmien suurimpia ongelmia on energian tuotannon voimakas vaihtelu. Energiaa saadaan aika ajoin enemmän kuin kulutetaan, mutta toisaalta tuotanto ei aina riitä kattamaan kulutusta. Esimerkiksi Suomessa aurinkosähkön tuotanto on kesällä huipussaan, kun taas sähkön kulutus on samaan aikaan minimissään. Itse asiassa koko sähkövoimajärjestelmän toiminnallinen pääperiaatehan on, että kulutus ja tuotanto ovat hetkellisiä poikkeamia lukuun ottamatta tasapainossa. Parasta olisi, mikäli käytettävissä olisi edullinen ja yksinkertainen keino varastoida sähköenergiaa. Nykyisin käytössä ja näköpiirissä olevat varastointimenetelmät ovat valitettavasti kuitenkin vie- lä melko kalliita ja hankalia sekä muutenkin puutteellisia. Enintään muutaman kilowattitunnin energiamäärien varastointiin soveltuvat toistaiseksi parhaiten akut puutteistaan huolimatta. Akut ja paristot koostuvat galvaanisista kennoista, joissa energia varastoidaan kemiallisessa muodossa. Ensimmäisen galvaanisen kennon rakensi jo vuonna 1800 italialainen tutkija Alessandro Volta, joka sai inspiraation työhönsä toisen italialaisen tutkijan eli Luigi Galvanon sammakkokokeista. Energian varastoinnissa yksi tärkeimmistä asioista on energiatiheys eli energiamäärä paino- tai tilavuusyksikköä kohti. Tämä ei kuitenkaan yksin ratkaise, vaan sovelluksesta riippuen muut seikat voivat olla jopa tärkeämpiä. Esimerkiksi varastoinnin hinta energiayksikköä kohti on myös merkitsevä ominaisuus. Energiatiheydessä galvaaniset kennot jäävät kauas fossiilisista polttoaineista, mikä näkyy erityisen selvästi sähköautojen kohdalla. Energiatiheys riippuu suuresti galvaanisen kennon koostumuksesta, jolloin tietyillä koostumuksilla voidaan energiatiheydessä periaatteessa päästä samaan suuruusluokkaan kuin nestemäisillä polttoaineillakin. Tarjolla olevilla akuilla on silti ainakin toistaiseksi jouduttu tyytymään vaatimattomampaan energiatiheyteen kuin esimerkiksi bensiinillä. Akkujärjestelmän kustannus riippuu raaka-aineiden hinnoista ja tuotantokustannuksista, mutta myös akun käyttöiästä. Ihannetilanteessa akkua voisi rajattomasti ladata ja purkaa. Käytännössä akuissa tapahtuu kuitenkin myös reaktioita, joista aiheutuu pysyviä ja useimmiten haitallisia muutoksia. Akkua ladattaessa ja purettaessa akku siis koko ajan huononee, mikä 16 SÄHKÖ & TELE 5/2012
Amerikkalaiset Cymbet ja Infinite Power Solutions tarjoavat pienikokoisia ja ohuita litium-polymeeriakkuja, jotka soveltuvat virtalähteiksi muun muassa langattomissa anturiverkoissa. Akku voidaan ladata ympäristöstä kerättävällä energialla. Ohutkalvotyyppisen litium-akun rakenne (Infinite Power Solutions). Akku on erittäin ohut ja esimerkiksi vain 0,17 millimetrin paksuinen. Akku kestää kymmeniä tuhansia lataus- ja purkausjaksoja. ilmenee sisäisen resistanssin kasvamisena sekä kapasiteetin eli varauskyvyn pienenemisenä. Lopulta akku on niin huono, että se kelpaa enää ongelmajätteeksi. Kullakin galvaanisella kennolla on tyypillinen elinikä, mutta asiaan vaikuttavat paljon myös akun käyttötavat. Varsinkin ylilatausta tulee välttää, mutta samoin myös akun pitämistä ilman varausta. Erilaisten akkutyyppien herkkyys vaihtelee näiltä osin suuresti. Toisaalta myös kehittynyt latauselektroniikka voi pidentää akun käyttöikää merkittävästi. Lataustilan havaitseminen tärkeää Akun lataustilan luotettava havaitseminen on avainkysymys useimmissa akkusovelluksissa. Käyttäjän tulee tietää, milloin akku tarvitsee uutta latausta. Esimerkiksi sähköautoissa on erittäin tärkeää tietää, paljonko polttoainetta on jäljellä. Tietokoneissa taas halutaan tallentaa RAM-muistissa olevat tiedot haihtumattomaan muistiin ennen kuin kone suljetaan akun tyhjentyessä. Mitä tarkemmin lataustila voidaan mitata, sitä pitempi käyttöaika ennen uudelleenlatausta voidaan ilmoittaa tietylle lai- Galvaanisia kennoja ja kemiallisia reaktioita Galvaaninen kenno koostuu elektrolyytistä sekä kahdesta elektrodista. Kennossa tapahtuvien kemiallisten reaktioiden vaikutuksesta elektrodien välillä syntyy jännite, jolloin virta voi kulkea ulkoisessa virtapiirissä. Kennon sisällä elektrolyytissä kulkee vastaava virta, joka muodostuu liikkuvista ioneista. Kennon anodilla tapahtuu kemiallinen hapettumisreaktio ja katodilla taas kemiallinen pelkistysreaktio. Kennoa purettaessa kemiallinen energia siis vapautuu kätevästi sähköisessä muodossa. Myös fossiilisten polttoaineiden sisältämä kemiallinen energia vapautuu hapettumisreaktiossa, mutta useimmissa sovelluksissa lämmön muodossa. Sähkö ja lämpö ovat kumpikin käyttökelpoisia energiamuotoja, mutta sähköenergia on kuitenkin ylivoimaisen helppokäyttöistä ja monipuolista. Lämpöenergia voidaan muuttaa sähköenergiaksi lämpövoimakoneilla, joiden hyötysuhde voi kuitenkin olla huono. Prosessissa syntyy myös helposti haitallisia sivutuotteita, kuten hiilidioksidia. Galvaanisten kennojen paras ominaisuus onkin, että kennon kemiallinen energia saadaan suoraan sähköenergiana. Paristot ovat kertakäyttöisiä galvaanisia kennoja, joissa kemialliset reaktiot kulkevat vain yhteen suuntaan. Sen sijaan akuissa reaktiot tapahtuvat käänteiseen suuntaan ulkoisen sähkövirran vaikutuksesta, minkä seurauksena akkuihin voidaan varastoida uutta energiaa. Sekä kaupallisissa että kokeellisissa akuissa ja paristoissa esiintyy lukemattomia perusrakenteen muunnelmia. Alun perin elektrolyytti oli nestemäistä, kuten esimerkiksi lyijyakuissa laimeaa rikkihappoa. Nesteen sijasta käytetään myös hyytelömäistä tai kiinteää elektrolyyttiä ja jopa sulaa natriumammoniumkloridisuolaa. Olennaista on, että ionit voivat siirtyä anodin ja katodin välillä. Ensimmäisissä akuissa vuodelta 1859 elektrodit olivat lyijyä, mutta sen jälkeen on käyttöön tullut muitakin materiaaleja, kuten erityisesti litium. Mekaaniset rakenteet ovat keventyneet ja muuttuneet kestävämmiksi muovimateriaalien ansiosta. Mainitut rakenteelliset yksityiskohdat vaikuttavat erittäin suuressa määrin akkujen perusominaisuuksiin ja käyttökelpoisuuteen. Parempia rakenteita tutkitaan ja kehitetään kuumeisesti ympäri maailmaa. KW SÄHKÖ & TELE 5/2012 17
ajankohtaista Oikeaoppinen käyttö lisää akun käyttöikää te- ja akkuyhdistelmälle. Esimerkiksi kannettavien tietokoneiden ja matkapuhelinten valmistajat kilpailevat sen suhteen keskenään. Useat valmistajat kuten Linear Technology, Maxim ja Texas Instruments tarjoavat akun lataustilan mittaamiseen erityisiä mikropiirejä, joita kutsutaan polttoainemittareiksi (gas gauge). Nimestään huolimatta tämä on kuitenkin huomattavasti haasteellisempaa kuin polttonesteen määrän mittaaminen säiliössä. Yksinkertaisimmassa mutta epävarmimmassa menetelmässä mitataan jännite akun navoissa. Tällöin akun katsotaan olevan tyhjä, kun jännite alittaa tietyn rajan. Akun jännite laskee akun purkaantuessa ja lopussa jännite pienenee nopeasti ajan funktiona. Purkauskäyrä kuitenkin muuttuu akun purkaus- ja latausjaksojen myötä. Akun vanhentuessa sen sisäinen impedanssi kasvaa ja jännite laskee nopeammin kuin uudessa akussa. Purkauskäyrään vaikuttaa lisäksi virran suuruus ja akun lämpötila. Siten pelkkä jännitemittaus on hyvin epävarma lataustilan ilmaisin. Parempi mittausmenetelmä perustuu virtamittaukseen, jossa havaitaan latausja purkausvirtojen suuruudet ajan funktiona. Mittaustulokset integroimalla saadaan selville akkuun ladattu ja sieltä purettu varausmäärä, joiden erotus on akun varaustila. Tasavirran mittaaminen on periaatteessa hieman monimutkaisempaa kuin tasajännitteen mittaus, mutta tähänkin menetelmään on tarjolla mikropiirejä. Näistä varauslaskureiksi (coulomb counter) kutsutuista piireistä on esimerkkinä Linear Technologyn LTC4150. Virta-anturina toimii positiivisessa syöttöjännitejohdossa oleva sarjavastus. Antosignaali on pulssijono, jossa kukin pulssi edustaa tiettyä akkuun ladattua tai sieltä purettua varausmäärää. Toinen antosignaali ilmaisee virran suunnan. Texas Instruments on kehittänyt menetelmän, joka huomioi pelkkää virtamittausta paremmin akun ikääntymisen vaikutukset lataus- ja purkauskäyrään. Tämä Impedance Track eli impedanssin seurantamenetelmä perustuu yhdistettyihin jännite- ja virtamittauksiin eri käyttötilanteissa. Lepotilassa eli kun kennoja ei ladata eikä pureta, piiri mittaa kunkin kennon napajännitteen ja sen perusteella arvioi taulukosta katsomalla lataustilan. Kullekin erilaiselle litium-akkutyypille on oma taulukkonsa, joka ladataan piirin flash-muistiin tarpeen mukaan. Latauksen ja purkauksen yhteydessä mitataan jatkuvasti sekä virta että jännite, joista Akun käyttöikä on useimmissa sovelluksissa hyvin tärkeä ominaisuus. Se vaikuttaa ratkaisevasti varsinkin suurempien akkujärjestelmien, kuten sähköautojen, käyttökuluihin. Käyttöikä riippuu kennojen koostumuksen lisäksi suuresti myös akkujen lataus- ja valvontaelektroniikasta. Hyvällä huolenpidolla sama akku kestää huomattavasti kauemmin kuin puolihuolimattomalla käsittelyllä. Akkuja käytettäessä latausprosessi on kaikkein kriittisin seikka. Lataus tapahtuu periaatteessa aina samalla tavalla eli liittämällä ulkoinen virtalähde akun napoihin. Latausvirtalähde voi syöttää akkua vakiojännitteellä, jolloin akun ottama virta pienenee latauksen edistyessä. Akkua voi myös ladata vakiovirralla, jolloin napajännite vaihtelee latauksen aikana. Eri akkutyypit poikkeavat tässä suhteessa toisistaan. Litium-akkuja ladataan tyypillisesti kahdessa vaiheessa eli ensin vakiovirralla tiettyyn jännitteeseen asti ja sen jälkeen vielä vakiojännitteellä. Lyijyakkuja ladataan vakiojännitteellä, kun taas nikkelipohjaisia akkuja ladataan vakiovirralla. Latauksessa keskeistä on havaita, milloin akku on täyteen ladattu. Jos latausta jatketaan vielä täyttymisen jälkeenkin, tapahtuu haitallisia reaktioita, jotka lyhentävät akun elinikää. Suljetussa akussa sisäinen paine voi ylilatauksessa nousta niin suureksi, että kotelo hajoaa. Litium-akku on herkin ylilataukselle. Vähiten herkkä on puolestaan lyijyakku. KW Suomalainen European Batteries kehittää ajoneuvoihin tarkoitettuja, litiumrautafosfaattikennoihin perustuvia akustoja. Kuvassa yhden kilowattitunnin akustomoduuli. saadaan selville kunkin kennon sisäinen impedanssi. Akun vanhentuessa sisäinen impedanssi muuttuu, mutta mainittujen mittausten perusteella muutosta seurataan ja huomioidaan lataustilalaskelmissa. Texas Instruments lupaa menetelmälle yhden prosentin tarkkuuden akun koko elinkaaren ajaksi. Saatavilla on myös konfigurointiohjelma bqeasy, jota käyttäen akkupaketin ominaisuudet saadaan selville ja polttoainemittaripiirin tarvitsemat parametrit voidaan laskea. Texas Instrumentsin ratkaisussa varsinainen valvontapiiriperhe on bq20zxx, jonka kanssa käytetään analogiset toiminnot sisältävää piiriä bq29330. Tähän voi vielä lisätä piirin bq29401, joka suojaa kennoja ylijännitteitä vastaan. Kennojen tasapainotus ratkaisee Akuston tehollista käyttöikää voidaan merkittävästi lisätä kennojen välistä tasapainotusta käyttämällä. Tämä on suorastaan välttämätöntä litium-akuissa, jotka ovat erityisen herkkiä yli- ja alilataukselle. Yksinkertaisimmassa tapauksessa ladattaessa mitataan kennojen jännitteitä. Tällöin täyteen ladattujen kennojen rinnalle kytketään vastus ylilatauksen estämiseksi samalla, kun heikompia kennoja 18 SÄHKÖ & TELE 5/2012
edelleen ladataan. Mainittu yksinkertainen menetelmä on kuitenkin suuritehoisissa akkusovelluksissa aivan liian yksinkertainen. Vastuksessa muodostuu hukkatehoa ja kehittyy lämpöä, mikä huonontaa hyötysuhdetta ja on haitallista akuille. Parempi menetelmä on siirtää varausta kennosta toiseen, eikä pelkästään purkaa joidenkin kennojen ylimääräistä varausta vastukseen. Siirron tulee tietenkin tapahtua mahdollisimman pienin häviöin, mikä parhaiten toteutuu hakkuriteholähteissä jo käytetyillä periaatteilla. Tällöin keloja ja kondensaattoreita käytetään energian välivarastoina ja kytkintransistoreja taas virtojen ja jännitteiden ohjaamiseen. Tähän sovellukseen ei kuitenkaan toistaiseksi ole valmiita mikropiiriratkaisuja, vaan toteutuksissa käytetään mikrokontrolleria ja erilliskomponentteja. Tarvittavia keloja ja kondensaattoreita ei ylipäänsä voi integroida piisirulle. Esimerkiksi suomalainen Finnish Electric Vehicle Technologies, joka on nykyisin yhdistynyt suomalaiseen European Batteries yritykseen, on kehittänyt ja patentoinut suurten akkupakettien tasapainotusmenetelmiä ja siihen liittyvää elektroniikkaa. Yksi Linear Technologyn piiri 6802 valvoo kahtatoista sarjaan kytkettyä litium-kennoa. Ylilatauksen estämiseksi piirissä on kytkintransistorit, joilla kunkin kennon rinnalle voidaan kytkeä vastus varausvirran ohjaamiseksi kennon ohi. Kohti suurempia energiatiheyksiä Akkujen suuren merkityksen takia kennorakenteita tutkitaan ja kehitetään maailmalla erittäin aktiivisesti korkeakouluissa ja alan yrityksissä. Tutkimuksesta ja prototyypeistä voi kuitenkin olla niin Linear Technologyn LTC4150 on tyypillinen akkujen polttoainemittari, joka ilmaisee akun lataustilan. Piiri mittaa lataus- ja purkuvirran. Nettovaraus saadaan laskemalla pulssit, joista kukin vastaa samaa varausmäärää. Piiri liitetään erilliseen mikro-ohjaimeen. SÄHKÖ & TELE 5/2012 19
ajankohtaista Tyypillisen akkupaketin elinkaarikustannus ($) Mittausvirhe (mv) Valvontapiirin mittaustarkkuus vaikuttaa yllättävässä määrin akuston elinkaarikustannukseen. Epätarkka mittaus johtaa helposti akun vaihtoon, vaikka käyttökelpoista kapasiteettia on vielä jäljellä. Yksittäisen akkukennon jännite on varsin pieni ja vaihtelee akkutyypin ja lataustilan mukaan noin yhdestä voltista lähes neljään volttiin. Useimmissa sovelluksissa tarvitaan paljon suurempi jännite, mikä saadaan kytkemällä kennoja sarjaan. Tyypillisessä ajoneuvosovelluksessa jopa kaksisataa litium-kennoa kytketään sarjaan, jolloin akuston nimellisjännite on yli seitsemänsataa volttia. Ladattaessa ja purettaessa sama virta kulkee kaikkien sarjaan kytkettyjen kennojen kautta. Kennot eivät kuitenkaan ole täysin samanlaisia, vaan niiden kapasiteetit ja muut ominaisuudet poikkeavat aina jonkin verran toisistaan. Ladattaessa eräät kennot voivatkin olla vajaita toisten kennojen jo täyttyessä. Purettaessa taas muutamat kennot voivat tyhjentyä samalla, kun toisissa on vielä energiaa jäljellä. Kenpitkä matka massatuotantoon ja laajamittaiseen käyttöön, että kehittäjät uupuvat matkan varrella ja sinällään lupaava teknologia jää hyödyntämättä tai kilpailijat ajavat ohi muilla ratkaisuilla. Perinteisillä akkutyypeillä eli lyijyakuilla ja nikkeli-metallihydridiakuilla on edelleen paikkansa, mutta uusien tuotteiden kehitys keskittyy mitä suurimmassa määrin litium-pohjaisiin akkuihin. Niissä onkin potentiaalia nykyistä merkittävästi suurempiin energiatiheyksiin, alhaisempiin kustannuksiin ja pitempään käyttöikään. Litium on kevyt metalli, joka on kemiallisesti erittäin aktiivinen. Tämä ominaisuus johtaa suureen energiatiheyteen. Toisaalta litiumin reaktioherkkyys voi tehdä akun epävakaaksi, jolloin energia voi purkautua hallitsemattomasti ja aiheuttaa esimerkiksi tulipalon vaaran. Litiumkennoista koostuvissa akustoissa tarvitaan aina akustonvalvontaelektroniikka, jonka tehtävänä on valvoa akuston kennojen jännitettä ja lämpötilaa sekä tasata kennojen varausta. Litium-pohjaisista kennoista on kehitetty lukuisia muunnelmia, joista litium-ioni-kenno on yleisin. Siinä anodi on useimmiten grafiittia, katodi taas nikkeli- tai kobolttioksidia ja uusimmissa akuissa rautafosfaattia. Ladattaessa ja purettaessa litium-ionit vaeltavat elektrolyytissä anodin ja katodin välillä, mistä myös akkutyypin nimitys johtuu. Litium-polymeeri- eli lipo-kenno taas on nykyisin eniten käytetty muunnelma litium-ioni-kennosta. Siinä litium-ionit liikkuvat kiinteässä muoviaineessa eli polymeerissä, kuten esimerkiksi polyetyleenioksidissa, eivätkä orgaanisessa liuottimessa, kuten alkuperäisessä li-ioni-kennossa. Koko kenno kotelo mukaan lukien koostuu päällystetyistä muovikelmuista. Litium-kennoista kehitetään uusia, parempiin anodi- ja katodimateriaaleihin perustuvia muunnelmia, jotka tyypillisesti lupaavat parempaa energiatiheyttä, pitempää elinikää ja esimerkiksi nopeampaa latausta. Amerikkalainen Amprius yrittää kaupallistaa litium-nanokuitukennoja, joissa perinteinen grafiittianodi on korvattu ruostumattomalla teräksellä, joka puolestaan on pinnoitettu piipohjaisilla erittäin ohuilla nanokuiduilla. Grafiittiin verrattuna piianodi kykenee varastoimaan kymmenkertaisen määrän litiumioneja energiatiheyden kasvaessa vastaavasti. Yhtenäinen piianodi kuitenkin paisuu ja halkeilee ladattaessa, eikä siten ole käyttökelpoinen. Pii-nanokuidut paisuvat myös, mutta ohuissa kuiduissa vaikutus ei ole samalla tavalla haitallinen. Amprius ei toistaiseksi ole kyennyt siirtämään teknologiaa tuotantoon. Yksi syy bensiinin kaltaisten polttoaineiden suureen energiatiheyteen on, että hapettamiseen eli palamiseen käytetty happi saadaan suoraan ilmasta. Sen sijaan galvaanisissa kennoissa hapetin kulkee normaalisti mukana. Ylipurkautumista ja alilatausta nojen ylilatauksen ja ylipurkautumisen vaara on mainitussa tilanteessa lähellä. Yksinkertaisinta on valvoa pelkästään akuston kokonaisjännitettä ja virtaa, mutta tällöin ei voida havaita yksittäisen kennon tilannetta. Akuston purkaus ja lataus joudutaan mitoittamaan heikoimman kennon perusteella. Paremmissa kennoissa jää osa kapasiteetista ja eliniästä käyttämättä. Tällä on ratkaiseva taloudellinen merkitys erityisesti suurissa ja kalliissa akuissa, kuten sähköautoissa. Akun elinkaarikustannus luonnollisesti nousee, jos puutteellisen tai epätarkan valvonnan ja mittauksen seurauksena akku vaihdetaan ennen aikojaan. Linear Technologyn valvontapiirit LTC6802 ja LT6803 on tarkoitettu valvomaan akustoja, jotka on muodostettu useista sarjaan kytketyistä litium-kennoista. Yhdellä piirillä voidaan valvoa ja mitata kahdentoista kennon pakettia. Piirissä on kahdentoista bitin analogiadigitaalimuunnin ja SPI-sarjaliitäntä, jonka kautta voidaan lukea kaikkien kennojen jännitteet. Piiriin voidaan liittää ulkoinen termistori paketin lämpötilan mittaamiseksi. Näiden lisäksi piirissä on kutakin kennoa kohti kytkintransistori, jota käyttäen ylijännitteistä kennoa voidaan purkaa ulkoisen vastuksen kautta. Suuremmissa akkukokonaisuuksissa kytketään kahdentoista kennon moduuleja sarjaan tarpeellinen määrä. Tällöin valvontapiirien SPI-sarjaliitännät ketjutetaan yhdeksi liitännäksi, jonka kautta mikro-ohjain voi valvoa kaikkia kennoja. Valvontapiirien välillä on potentiaalieroja, mutta piirin liitännät on suunniteltu siten, että liitäntä naapurimoduulien välillä sujuu ilman lisäkomponentteja tai galvaanista erotusta. KW 20 SÄHKÖ & TELE 5/2012