SAMKin Porin-kampukselle uudet kiinnostavat aurinkosähköjärjestelmät

Uuden kampuksen aurinkosähköjärjestelmät asennetaan Agora-salin katolle sekä sähkölaboratorioon. Sähkölaboratorion kaikkia taloteknisiä järjestelmiä on tarkoitus käyttää opiskelijoiden oppimisympäristönä. Tällä halutaan kehittää opetusta työelämälähtöisemmäksi ja tuoda kampusympäristön talotekniset järjestelmät opiskelijoiden saataville SAMKin teollisuusammattikorkeakoulustrategian mukaisesti.

Soveltuvuus Suomeen ja todellinen tehokkuus?

Järjestelmät koostuvat eri suuntiin ja asennuskulmiin laitetuista aurinkopaneeleista sekä erilaisista aurinkoenergiainverttereistä. Järjestelmiä on kymmenkunta erilaista. Uusinta tekniikkaa edustaa optimizer-tekniikkaan perustuva järjestelmä, jossa jokaisella paneelilla on oma säädin ja yhteinen invertteri. Näin paneelien mahdolliset varjostukset eivät vaikuta muiden paneelien toimintaan kuten perinteisissä järjestelmissä. Tutkimuksellisesti pyritään selvittämään uuden teknologian soveltuvuus Suomeen ja sen todellinen tehokkuus.

Sähkölaboratoriotiloihin sijoitetaan opiskelijoiden suunnittelema aurinkosähköjärjestelmän akusto, jolla varmistetaan tilojen valaistus keskeytymättä myös sähkökatkon sattuessa. Vastaavalla tekniikalla toteutettuja Aurinkosähkö UPS -järjestelmiä ei ole toteutettu juurikaan Suomessa. Järjestelmällä tutkitaan myös varastointijärjestelmän toimintaa, optimointia sekä aurinkosähkön käyttämistä varavoimana. Tutkimuksellisesti pyritään selvittämään aurinkoenergian hyödynnettävyys varavoimakäytössä Suomen vaihtuvissa vuodenajoissa.

Itse suunniteltu vastaan kaupallinen järjestelmä

Järjestelmä mahdollistaa myös tulevaisuudessa kysynnän jouston tutkimuksen rajoitetussa ympäristössä (sähkölaboratorio), jossa on pientuotantoa. Kysynnän joustontutkimuksessa voidaan päivällä auringon tuottamaa sähköenergiaa purkaa akustosta yöaikaan ja käyttää sitä laboratoriotilassa. Vertailun vuoksi hankitaan kaupallinen akustojärjestelmä, johon kuuluu omat aurinkopaneelit. Tämän toimintaa voidaan vertailla itse suunnittelemaamme järjestelmään.

Kummankin järjestelmän sähköenergian varastointi tapahtuu akustoihin sähkölaboratoriossa. Tutkimuksellisesti pyritään selvittämään aurinkoenergian merkitystä kysynnän jouston kannalta sekä sitä, mikä on akuston merkitys taloudellisuuden kannalta.

Pihaan träkkeri eli aurinkoseuraaja

Pihaan tulee lisäksi paneeliteholtaan 3kW tracker (träkkeri) eli aurinkoseuraaja, joka kääntää aurinkopaneeleita auringon suuntaan. Tällä jatketaan vanhalla kampuksella aloitettua tutkimusta, jossa oli vain yksi käännettävä paneeli (250W). Lisäksi uudelle kampukselle siirretään nykyinen sääasema, jossa on perusmittausten (lämpö, kosteus, tuuli, sade) lisäksi tarkat auringon säteilymittarit. Tutkimuksellisesti pyritään syventämään vanhalla kampuksella saatua tietämystä.

Omaa suunnittelua on akustojärjestelmä, erilaisten paneelikenttien sijoittelu tutkimuskäyttöön sekä aurinkosähköjärjestelmän asennusten suunnittelu. Akustojärjestelmän suunnittelu, asentaminen ja käyttäminen opetuksessa sähkölaboratorion sähköverkossa luovat haasteita. Laitteiston käyttäminen (kytkennät, katkot) eivät saa vaikuttaa sähkölaboratorion muuhun toimintaan, vaikka järjestelmällä suojataan sähkölaboratorion koko valaistus. Järjestelmän sopeuttamisella todelliseen käyttöympäristöön halutaan antaa opiskelijoille käytännönläheistä ongelmanratkaisukykyä.

Suunnittelu ja asennus kampuksen katolle luukkujen ja hormien sekaan

Suurin työ tulee olemaan järjestelmän asennus sekä suunnittelu uuden kampuksen katolle. Katolla on paljon esteitä, kuten savunpoistoluukkuja ja ilmastointihormeja. Järjestelmän asentaminen tullaan toteuttamaan pääosin opiskelijatyönä. Suunnittelussa pyritään huomioimaan myös tulevaisuuden tarpeita.

Tarkoituksena on tarjota opiskelijoille todellisia työelämän kokemuksia kampusympäristössä. Järjestelmän suunnittelussa ja asennuksessa hyödynnetään SAMKin SOLARLEAP Satakunta -hankkeessa saatua kokemusta. Hankkeessa toteutettiin aurinkoenergiajärjestelmiä kotitalouskohteisiin ympäri Satakuntaa.

Opiskelijat pääsevät kampuksellakin kiinni käytännön todellisuuteen

Uudet järjestelmät ovat kooltaan noin kymmenkertaiset vanhan kampuksen järjestelmiin verrattuna.

Opiskelijoille tarjoutuu mahdollisuus vertailla erilaisia asennustapoja ja tehdä tutkimusta todellisilla tuotantoluvuilla. Lisäksi järjestelmä toteutetaan siten, että erilaisia mittausharjoituksia pystytään helposti tekemään järjestelmän eri osissa. Osa mittauksista suoritetaan käytännön harjoitteina ja osa on luettavissa suunniteltavasta energiamittausjärjestelmästä.

TKI-puolelle järjestelmät antavat uutta tietoa, jolla täydennetään olemassa olevaan tutkimustietoa. Myös järjestelmän muunneltavuus tuo uusia ulottuvuuksia eri laitteiden vertailuun ja kytkentöjen vaikutusten havainnointiin.

Laboratoriotiloihin tehdään keskuskohtainen energiamittausjärjestelmä, jolla voidaan tarkkailla laboratoriotiloissa kuluvaa energiamäärää ja toisaalta aurinkoenergialla tuotettua energiaa. Järjestelmän asiakaskäyttöä (opiskelijat ja henkilökunta) varten luodaan web-liittymä. Järjestelmän datatiedot ovat myös luettavissa keskuksiin asennettavista näytöistä. Kampuksen yleiseen tiedonjakoon on myös mahdollista jakaa tietoa energiamittausjärjestelmästä, esimerkiksi näyttötauluin. Järjestelmä luodaan SAMKin DEWIL-hankkeessa muodostetun tiedon pohjalle.