Säätämällä säästettäisiin sähköä jopa ydinvoimalan verran

Sähkökoneiden säätö- ja ohjaustekniikka on tehnyt esimerkiksi vesitornit tarpeettomiksi- ja se on vasta pikkujuttu. LTY:llä hahmotellaan nyt tulevaisuuden sähkömoottoreita.

ESA VILENIUS

PROFESSORIT Juha Pyrhönen ja Jarmo Partanen ihmettelevät miksi sähkötekniikka ei nykyisin kovin hyvin vedä opiskelijoita.

– Täältä saisi aika laaja-alaisen luonnontieteellisen yleissivistyksen, Pyrhönen lupaa. Ja sähköpuolellakin tarvitaan ehdottomasti nyt muodissa olevaa elektroniikkaa ja tietotekniikkaa.

Noin kymmenen vuotta sitten energiatekniikasta eriytyneellä sähkötekniikalla on tähän asti riittänyt nopeasti opiskelleita huippulahjakkuuksia. Opiskelijoidenkin menestyksen pohjana on ollut suureksi osaksi tutkimustyö. Sillä on juuret jo parin vuosikymmenen takana.

Lappeenrannan sähkötekniikan osastoa ei sijoiteta enää alan kansalliseen, vaan kansainväliseen kärkeen. Lappeenrantalaisten saavutukset

suurnopeusmoottoreissa ja viimeksi aksiaalivuomoottoreissa on huomattu.

LTY:llä osataan myös säätää moottoreita niin, että ne toimivat tarkalleen oikea-aikaisesti ja -tehoisesti ja siten rasittavat mahdollisimman vähän itseään ja muuta laitteistoa.

Lappeenrannassa on vuosikaudet tehty kiinteää yhteistyötä muun muassa ABB:n kanssa. Monissa teollisuuslaitoksissa toimii Skinnarilassa viritetty sähkökäyttöjä.

LTY:n työ on versonut myös yrityksiä. Lappeenrannassa toimii neljä sähkökäyttötekniikan yritystä: High-Speed Tech Oy, Rotatek Finland Oy,

Jarotek Oy ja Axco Motors Oy. Jokaisella näistä on omaa erikoissähkömoottoreiden tuotantoa.

TEHOKKAIDEN koneiden kehittäminen on ratkaisevaa myös energian kulutuksessa. Älykkäät sähkökoneet voisivat Pyrhösen ja Partasen mukaan tehdä seuraavan ydinvoimalan tarpeettomaksi tai hoitaa Kioton ilmastosopimuksen ensimmäisen vaiheen.

Suurnopeusmoottorit ovat monessa käytössä, esimerkiksi pumpuissa ja puhaltimissa, jopa ylivoimaisen tehokkaita.

Pyrhönen ja Partanen hahmottelevat tulevaisuuden moottorin pienikokoisemmaksi, ehkä litteäksi aksiaalivuomoottoriksi.

Mekaanisten ominaisuuksien vuoksi sitä voidaan käyttää joustavasti. Se voidaan kytkeä suoraan ilman vaihteistoa toimilaitteeseen.

Koneiden rakenteista tulee aiempaa kevyempiä ja edullisempia.

Skinnarilassa on tutkimuksesta juontuneeseen tuotekehittelyn tuloksena prototyyppilaitteita, jotka on vielä varmuuden vuoksi peitetty pressuilla.

PYRHÖNEN ja Partanen arvelevat, että sähkö on niin arkipäiväistynyt asia, ettei siihen osata tai jakseta kiinnittää huomiota. Sähkön tuotanto on ollut varmaa ja hinta on vielä edullinen. Siksi sähkön säästämiseen ei osata kiinnittää huomiota.

Toinen asia on elektroniikan tietty hohdokkuus, joka on jättänyt vahvavirtapuolen hieman varjoonsa.

Koko sähkötekniikan perusasia, sähkömagnetismi, ei ole alkuunkaan valmiiksi tutkittu asia.

Sähkötekniikka toimii perusluonnonlakien varassa. Niille ei ole oikeastaan muita selityksiä kuin, että niin vain on. Koko juttu on fysiikkaa, joka

lähenee jopa filosofiaa.

Maailman sähköntuotannosta noin 60 prosenttia tarvitaan sähkömekaniikkaan. Osuus ei mitä todennäköisimmin pienene, vaan sähkölle tulee lisää käyttöalueita.

Liikennevälineissä sähkön käyttö yleistyy myös varsinaisena voimanlaitteena. Se, onko ratkaisu pääosin polttokennoteknologiassa vai hyvin nopeasti kehittyvissä akuissa, on Pyrhösen ja Partasen mukaan vielä epäselvää.

Sähkömoottorien tutkimus on suoraan myös sähkögeneraattorien tutkimusta. LTY:n sähköosastosta alkunsa saanut Rotatek on kehittänyt kolmen megawatin suoravetoisen tuulivoimalan kestomagneettigeneraattorin. Se asennetaan tänä kesänä Norjaan. Jo pelkkä rakennelma on vaikuttava: sata metriä korkeaan

torniin on sijoitettu 90 tonnin painoinen roottori. Tuuliroottorin siipien kärkiväli on noin sata metriä.

– Eikä tämä ole vielä yläraja, Pyrhönen sanoo peittelemättä ylpeyttä äänessään.

Kuvateksti

Megawatin moottori mahtuu noin pakastearkun kokoiseen tilaan, mutta paksut kaapelit kielivät tehosta. Kuvassa professori Juha Pyrhönen,

tutkimusinsinööri Mika Neuvonen ja erikoislaboratoriomestari Martti Lindh.

ESA VILENIUS

Kirjoittaja:
Esa Vilenius