Avainsana-arkisto: sähköenergia

Turun linja-autoasemalle avattiin sähköautojen latausasema

Turun linja-autoaseman pysäköintipaikalle avattiin Turkuenergian ensimmäinen sähköautojen latausasema. Latausaseman pikalatauspisteessä auton lataa puolessa tunnissa ja hidaslatauspisteessä lataus kestää neljästä kahdeksaan tuntiin. Aseman sähkö on tuotettu tuulivoimalla.

Lähde: http://www.turkuenergia.fi/

Halvat LED-lamput voivat olla turvallisuusriski

Turvallisuus- ja kemikaaliviraston (Tukes) vaarallisten tuotteiden listalta löytyy suuri määrä LED-lamppuja, jotka voivat aiheuttaa muun muassa sähköiskun tai häiritä muita sähkö- ja elektroniikkalaitteita. Useat lamput on asetettu myyntikieltoon.

Ilmeisesti moni näistä huonolaatuisista halpa-LED-lampuista on kauppiaiden itse maahantuoma. Nykyään valmistajat tai maahantuojat vakuuttavat laitteiden turvallisuuden CE-merkinnällä, ennen EU:ta vaadittiin tiukemmat viranomaisten hyväksynnät. Lamppujen huono laatu lieneekin osoitus siitä, etteivät maahantuojat oikeasti ole testanneet välittämiään tuotteita, vaikka ovat niihin CE-merkinnän lätkäisseetkin.

Hyvää ei saa halvalla, mikä pätee LED-lamppujen lisäksi myös jo pitkään markkinoilla olleisiin energiansäästölamppuihin. Halvalla tehdyt LED- ja loistelamput aiheuttavat piikkejä sähköverkkoon, mikä lisää sähkönsiirtokustannuksia ja rikkoo elektroniikkaa. Ehkä tämä on sähköyhtiöiden ja elektroniikkakauppiaiden mieleen, koska sähkön hinta nousee ja uusia laitteita tarvitaan hajonneiden tilalle.

Varsinaiset LED-valaisimet saattaisivat olla hehkulampun korvaajaksi käytettyjä LED-lamppuja parempi vaihtoehto. Valaisimet on suunniteltu LED-käyttöön, mistä yksi osoitus on laitteen sisältämä erillinen muuntaja. Tietenkin valaisimiakin on monen laatuisia, niin kauan kuin CE-merkinnän valvonnan kanssa lepsuillaan.

Harmillista, että huonot LED-lamput vaarantavat muuten loistavan tuotteen imagon. Viranomaisten tulisi määritellä tiukemmat laatuvaatimukset LED- ja energiansäästölampuille. Kokonaan toinen juttu onkin, kuinka paljon hyötyä ympäristön kannalta valaistukseen käytetyn energian säästöstä on Suomen talvessa.

Läpinäkyvä aurinkokenno ikkunoihin

UCLA:n tutkijat ovat kehittäneet läpinäkyvän aurinkokennon, jota voidaan käyttää ikkunoissa sähköntuotantoon ulos näkemisen ollessa edelleen mahdollista.

Uudenlainen polymeeriaurinkokenno tuottaa energiaa pääasiassa absorboimalla infrapunavaloa, eikä näkyvää valoa, mikä tekee kennosta lähes 70 prosenttisesti läpinäkyvän ihmissilmälle. Kenno on tehty fotoaktiivisesta muovista, joka muuntaa infrapunavalon sähkövirraksi. Muovimainen kennomateriaali on kevyttä ja taipuisaa. Sillä on sovelluksensa ikkunoiden lisäksi monissa kannettavissa vempaimissa. Läpinäkyvälle polymeeriaurinkokennolle on saavutettu neljän prosentin hyötysuhde.

Lähde: http://newsroom.ucla.edu

Edisonin akun uusi tuleminen

Stanfordin yliopiston tutkijat ovat huimasti parantaneet Edisonin nikkeli-rauta-akun tehoa. Akkua voitaneen käyttää sähkökäyttöisissä kulkuneuvoissa kuten Edison tarkoittikin.

Alunperin sähkökulkuneuvoja varten suunniteltu Edison-akku poistui lähes kokonaisuudessaan markkinoilta 70-luvun puolivälissä. Nykyään vain muutama yritys valmistaa nikkeli-rauta-akkuja, jotka päätyvät lähinnä käytettäväksi aurinko- ja tuulivoiman ylituotannon säilömiseen.

Edison-akku on hyvin kestävä (elinikä jopa kymmeniä vuosia). Haittapuolia ovat hidas lataus- ja purkausnopeus. Hongjie Dai kollegoineen on onnistunut merkittävästi parantamaan tämän sata vuotta vanhan teknologian tehokkuutta. Stanfordin tutkijaryhmä on kehittänyt nikkeli-rauta-akun, joka latautuu täysin kahdessa minuutissa ja on purettavissa alle 30 sekunnissa. Akku kestää lähes 1000 lataus-purkaussykliä. Akun korkean tehon ja halvan hinnan ansiosta se mahdollisesti soveltuu käytettäväksi sähkökulkuneuvoissa.

Edison-akun katodi koostuu nikkelistä ja anodi raudasta, elektrolyyttinä on kaliumhydroksidi. Rauta ja nikkeli ovat yleisiä alkuaineita maapallollamme. Lisäksi niitä ei voi luokitella kovinkaan myrkyllisiksi.

Hiiltä on pitkään käytetty lisäämään elektrodien sähkönjohtavuutta. Edison-akun tehostamiseksi Stanfordin tutkijat käyttävät yhden atomin paksuisista hiilinanolevyistä muodostuvaa grafeenia ja kymmenestä yhteen rullatusta grafeenilevystä koostuvia moniseinäisiä hiilinanoputkia. Tavallisissa elektrodeissa hiili sekoittuu nikkeliin ja rautaan satunnaisesti. Stanfordissa rautaoksidin nanokiteet kasvatetaan grafeenille ja nikkelioksidin nanokiteet hiilinanoputkille.

Tällä tekniikalla muodostuu metallipartikkeleiden ja hillinanomateriaalejen välille voimakas kemiallinen sidos, millä on dramaattinen vaikutus akun tehoon. Kytkemällä nikkeli- ja rautapartikkelit hiileen sähkövaraukset liikkuvat nopeasti elektrodien välillä ja virtapiirin ulkopuolella. Tuloksena on huippunopea versio nikkeli-rauta-akusta, joka voidaan ladata ja purkaa sekunneissa.

Kehitetty yhden voltin akkuprototyyppi riittää taskulampulle. Tutkijoiden tavoitteena on isomman akun valmistaminen, sitä voitaisiin käyttää sähköverkkosovelluksissa tai liikennevälineessä.

Lähde: http://news.stanford.edu

Torium ydinvoimalan polttoaineena

Torium voisi olla uraania turvallisempi ja ympäristöystävällisempi polttoaine ydinvoimaloissa.

Siitä asti kun ydinvoimaa on kehitetty on erilaisia strategioita ydinjätteen vähentämiseksi ja hävittämiseksi harkittu. On kahden tyyppistä ydinjätettä: fissiotuote- ja aktinidijätettä. Näistä fissiojätettä on yleensä helpompi hallita, koska sen puoliintumisaika on suhteellisen lyhyt. Päinvastoin on aktinidijätteen kanssa, se vaatii tavallisesti tuhansien vuosien säilyttämistä erityisissä tähän tarkoitukseen rakennetuissa tiloissa.

Moni tutkija pitää aktinidijätettä hyödynnettävissä olevana voimavarana. Jäte voidaan kierrättää reaktoreissa ja käyttää uudelleen ydinpolttoaineena. Uraanipolttoaineen kanssa ongelmana on sopivan kaupallisen reaktoriteknologian puuttuminen. Lisäksi aktinidijätteen kierrättäminen uraaniin polttoainesyklissä ei ole turvallista. Jos uraani polttoainelähteenä korvataan toriumilla, voidaan käyttää nykyistä reaktoriteknologiaa ja aktinidijäte hyödyntää turvallisesti.

Toriumille on mahdollista polttoainesykli, jonka jätteenä on vain fissiotuote. Tulevia sukupolvia ajatellen toriumia käyttävän reaktorin tuottamat jätteet olisi helposti hallittavissa. Lisäksi toriumvarat ovat uraaniin nähden riittoisammat.

Lähde: http://www.cam.ac.uk

Panasonicilta massatuotantoon pitkäikäiset aurinkosähkön varastointiin tarkoitetut litiumioniakkujärjestelmät

Panasonic aloittaa kesäkuussa turvallisten ja pitkäikäisten litiumioniakkujärjestelmien massatuotannon. Tuotteen kohderyhmänä on eurooppalaiset kodit. Saksassa ja muissa eurooppalaisissa maissa hallitukset leikkaavat aurinkosähkön ostohintoja, minkä vuoksi kotitalouksien kannattaa hyödyntää tuottamansa aurinkosähkö omassa käytössä. Panasonicin akkujärjestelmällä kuluttaja voi varastoida sähkön eikä sitä tarvitse enää myydä eteenpäin. Panasonic ennustaakin suuren mittakaavan akkujärjestelmille nopeasti kasvavaa kysyntää.

Litiumioniakkujärjestelmä koostuu Panasonicin 1,35 kWh nimelliskapasiteetin akusta sekä akun latausta ja purkua valvovasta hallintajärjestelmästä. Akkujärjestelmä varastoi aurinkokennojen tuotantopiikit ja vapauttaa säilömänsä sähköenergian kun sille on tarvetta, mikä auttaa kotitalouksia kuluttamaan itse tuottamansa aurinkosähkön. Järjestelmä vähentää myös kotitalouksien riippuvuutta sähköverkosta ja edesauttaa vihreän energian tulemista.

Saksassa ollaan huolissaan ongelmista, joita tuuli- ja aurinkosähkön sähköverkkoon liitäminen aiheuttaa. Koska tuuli- ja aurinko-olosuhteita ei voida aina tarkasti ennustaa, voi sähkön jakelusta tulla epästabiilia. Nykyaikainen litiumioniakkuteknologia ja korkealaatuiset akunhallintajärjestelmät auttavat kuluttajia käyttämään tuottamansa aurinkosähkön, mutta ne myös tasaavat kulutuspiikkejä ja suojaavat näin ollen sähköverkkoa.

Lähde: http://panasonic.co.jp

Kiinteäoksidipolttokenno hyvällä hyötysuhteella

Yksittäiset kodit ja kokonaiset asuinalueet voisivat saada sähkönsä uudesta pienen kokoluokan kiinteäoksidipolttokennosta (SOFC), jolla saavutetaan jopa 57 prosentin hyötysuhde. Hyötysuhde on merkittävästi korkeampi kuin aikaisemmin on raportoitu SOFC-järjestelmille tässä kokoluokassa.

Kyseisessä Department of Energy’s Pacific Northwest National Laboratoryn (PNNL) kehittämässä SOFC:ssä käytetään polttoaineena metaania. Polttokennojärjestelmästä on tehty mahdollisimman tehokas käyttämällä PNNL:n mikrokanavateknologiaa yhdessä ulkoisen höyryreformointi- ja polttoainekierrätysprosessien kanssa. PNNL:n systeemissä käytetään polttokennopinoja, jotka on aikaisemmin kehitetty Department of Energy’s Solid State Energy Conversion Alliancen tuella.

Tähän asti ollaan oltu kiinnostuneita lähinnä isommista vähintään yhden megawatin järjestelmistä, mutta nyt on osoitettu että pienemmät SOFC-järjestelmät (välillä 1-100 kW) ovat varteen otettavia vaihtoehtoja erittäin tehokkaaseen paikalliseen sähköenergiantuotantoon. Sadan kilowatin järjestelmä riittää arviolta 50 amerikkalaiselle kotitaloudelle.

PNNL:n käyttämässä ulkoisessa höyryreformointiprosessissa höyry sekoittuu polttoaineen kanssa, jolloin nämä kaksi reagoivat keskenään muodostaen intermediaattituotteita. Intermediaatit, hiilimonoksidi ja vety, reagoivat edelleen hapen kanssa polttokennon anodilla, jolloin syntyy sähköä ja sivutuotteina höyryä ja hiilidioksidia. Ulkoinen höyryreformointi vaatii lämmönvaihtimen, jonka lämpöä johtava seinämä eristää kaksi kaasua toisistaan. Seinämän toisella puolella kulkee polttokennosta ulos tuleva kuuma kaasu ja toisella puolella kennon sisään menevä kylmä kaasu, joka lämpiää lämmönvaihtimessa polttokennoreaktioiden tarvitsemaan lämpötilaan.

PNNL:n mikrokanavateknologia on avainasemassa polttokennojärjestelmän hyvän hyötysuhteen saavuttamisessa. Sen sijaan että käytettäisiin vain yhtä kaasut erottavaa seinämää, PNNL:n järjestelmässä käytetään useita seinämiä. Ne on saatu aikaan sarjalla pienen pieniä kiertäviä kanavia, mikä lisää seinämien pinta-alaa ja mahdollistaa lämmön tehokkaan siirtymisen. Toinen ainutkertainen näkökohta järjestelmässä on kierrätys. Anodilta tuleva höyry ja lämpö ylläpitävät reformointiprosessia. Järjestelmä ei tarvitse sähkölaitetta veden kuumentamiseksi höyryksi. Lisäksi höyryn uudelleenkäytössä osa edellisen kierroksen hyödyntämättömästä polttoaineesta kulkeutuu kennoon uudelleen.

Polttokennon suuri etu tavanomaiseen energiantuotantoon verrattuna on hyvä hyötysuhde. Tavallisen polttomoottorin muuntaa vain 18 prosenttia polttoaineen kemiallisesta energiasta sähköksi, kun taas SOFC:llä saavutetaan jopa 60 prosentin hyötysuhde. Mitä parempi hyötysuhde sitä vähemmän polttoainetta kuluu ja ilmansaasteita muodostuu tiettyä tuotettua sähkömäärä kohden.

Lähde: http://www.pnnl.gov

Emittoivat aurinkokennot

Aurinkokennot on suunniteltu absorboimaan mahdollisimman tehokkaasti auringonvaloa, jota ne tuottaisivat hyvin sähköenergiaa. Nyt kalifornialaisen yliopiston tutkijat (Yablonovitch et al.) ovat demonstroineet konseptia, jossa aurinkokennot on suunniteltu enemmän LED:ien kaltaiseksi ja ne pystyvät sekä absorboimaan että emittoimaan valoa. Tutkijoiden mukaan mitä korkeampi jännite ja hyötysuhde on sitä paremmin aurinkokenno emittoi valoa.

Teoriassa tavanomainen aurinkokenno voi muuntaa korkeintaan 33,5 prosenttia tulevista fotoneista käyttökelpoiseksi sähköenergiaksi. Tähän mennessä korkein saavutettu hyötysuhde on ollut 26 prosenttia.

Yablonovitchin tutkijaryhmä on yrittänyt ymmärtää suurta eroa teoreettisen ja saavutetun hyötysuhteen välillä. Aurinkokennon tuottama jännite saadaan suuremmaksi suunnittelemalla kenno emittoimaan valoa niin ettei fotoneita hukata. Yablonovitchin perustama yritys Alta Devices on kehittänyt aurinkokennoprototyypin, joka on valmistettu galliumarsenidistä ja jolla on saavutettu 28,3 prosentin hyötysuhde.

Aurinkokennot tuottavat sähköä kun auringosta peräisin olevat fotonit iskeytyvät kennon puolijohdemateriaaliin. Fotoneiden energia vapauttaa puolijohdemateriaalista elektroneita, jolloin voi luminesenssin myötä syntyä myös uusia fotoneita. Ideana olisi hyödyntää myös fotonit, jotka eivät ole suoraan peräisin auringosta.

Lähde: http://www.cleoconference.org