Teollisuus haluaa eroon paristoista ja johdoista
Industrin vill bli av med batterier och ledningar
Langaton tiedonsiirto, automaatio ja järjestelmävalvonta kasvavat kiihtyvällä vauhdilla teollisuudessa. Kun mittaustoiminta kasvaa eksponentiaalisesti, kasvaa myös paristojen, akkujen ja sähköjohtojen kulutus. Teollisuus haluaa kuitenkin eroon virtalähteiden kerryttämästä ongelmajätteestä ja energiankulutuksesta.
– Ratkaisu on kerätä paikallista energiaa teollisuuslaitteiden valvontaan käytettävien mittalaitteiden ympäristöstä, kuten värähtelystä, liikkeestä ja sähkömagneettisista kentistä. Tätä energiaa voidaan hyödyntää mittalaitteissa, kertoo tutkimusjohtaja Pekka Ruuskanen Vaasan yliopiston tekniikan ja innovaatiojohtamisen yksiköstä.
Paikallisen energian talteenoton ansiosta sähköjohtojakaan ei enää tarvita ja mikä tärkeintä: laitteet toimivat ilman kalliita ja aikaa vieviä huoltoseisautuksia. Mittauksia voidaan myös tehdä paikoissa, joihin ei voi asentaa paristoja tai sähköjohtoja.
Kerätty energia on hyvin pientä, jolloin sen lähde ja käyttökohde sijaitsevat lähekkäin.
– Käytännössä esimerkiksi sähkömoottoreiden tuottamasta lämmöstä voidaan ottaa talteen energiaa, ja muunnettua sähköenergiaa voidaan käyttää moottorin toiminnan valvontaan, Ruuskanen kerto.
Teollisuuden lisäksi myös esimerkiksi teknisistä urheiluvaatteista on mahdollista kerätä energiaa, jota tuottavat ihmisen liikkeet. Sähkövirtaa voidaan käyttää esimerkiksi vaatteiden led-valoihin.
Paikallinen energiankeräys herättää kiinnostusta
Pohjanmaan liiton rahoittaman EAKR-hankkeen E4IoT – Energy for IoT and Other Electrical Devices | Vaasan yliopisto (uwasa.fi) tavoitteena on kehittää ja demonstroida energia-autonomisia ratkaisuja erilaisiin teollisuuden sovelluksiin.
– Otimme yhteyttä alan yrityksiin. Paikalliseen energian keräykseen ja itsenäisesti toimiviin mittausjärjestelmiin löytyikin laajasti kiinnostusta, Ruuskanen kertoo.
Yhteistyökumppaneita ovat Vaasan yliopiston lisäksi Vaasan ammattikorkeakoulu, Novia ja Merinova. Yrityksiä on mukana lukuisia, kuten ABB, Vaisala, Wärtsilä. Yrityksissä on niin laitevalmistajia kuin loppukäyttäjiä.
Vaisala on erikoistunut erilaisiin ympäristön ja teollisuuden mittausratkaisuihin. Yritys on toimittanut hankkeen käyttöön säänmittausteknologioita, joilla voidaan mitata muun muassa tuulen nopeutta, lämpötilaa ja kosteutta.
– On kiinnostavaa kuulla, mitä hankkeessa ja muissa yrityksissä tapahtuu, ja mihin kaikkeen erilaisia teknologioita keksitään hyödyntää, kertoo Vaisalan ilmanlaatupuolen teknologiapäällikkö Jaakko Yli-Ojanperä.
Hän kiittelee hankkeen järjestämiä demonstraatioita, joissa tekniikkaa on esitelty hyvin käsinkosketeltavasti suorana lähetetyissä tulosseminaareissa.
– Tämä on hyvin konkreettinen hanke, jossa tehdään aidosti asioita, mikä on tervetullutta, Yli-Ojanperä sanoo.
Vaasan yliopiston ja ammattikorkeakoulun tutkimusryhmä on kehittänyt neljää eri tekniikkaa: energian keräämistä suurjännitejohtojen ympäriltä, muuntajien kunnon mittausta, energiankeräystä koneiden mekaanisesta värähtelystä sekä lämpötilaeroista saatavaa sähkövirtaa.
– Seuraavaksi lähdemme testaamaan hankkeessa kehitettyjä laitteita käytännön sovelluksiin asiasta kiinnostuneisiin yrityksiin, Ruuskanen kertoo.
Testausvaihetta seuraa yritysten mahdollinen oma tuotekehitys.
Vielä 10 vuotta sitten paikallisen energian kerääminen ei herättänyt suurta kiinnostusta, mutta nyt aika on kypsä uudelle teknologialle.
– Yliopistojen tehtävä on herättää yhteiskunnan kiinnostus uusiin asioihin, ja pitää huolta siitä, että olemme kehityksen kärjessä, Pekka Ruuskanen sanoo.
E4IoT – Energy for IoT and Other Electrical Devices | Vaasan yliopisto (uwasa.fi)
Toteutusaika: 1.9.2020–31.8.2022
Kokonaiskustannukset: 298 519
EAKR- ja valtion tuen osuus: 187 799
Rahoittajat: Pohjanmaan liitto, Vaasan yliopisto, Vaasan ammattikorkeakoulu, seudun yrityksiä