Julkaistu: 2021-10-08 Lukemisaika: 4 min
EnergiatekniikkaVesivoimaTuulivoima

Vanhojen energialähteiden uusi hyödyntäminen

Lataa PDF-tiedosto

Vesi-, tuuli- ja aurinkoenergiaa hyödyntävässä tekniikassa ei ole mitään uutta. Vesirattaita käytettiin jo antiikin Kreikassa. Aurinko-, vesi- ja tuulivoiman kehitys on ollut äärettömän voimakasta.

Vesiratas keksittiin yli kaksi tuhatta vuotta sitten Kreikassa, minkä jälkeen kesti vielä muutama sata vuotta, ennen kuin tuulimylly löi itsensä läpi. Vedestä ja tuulesta saadun energian hyödyntäminen helpotti antiikin kreikkalaisten elämää ja käynnisti uusiutuvan energian pitkän kehityksen. Nykypäivän energiajärjestelmä on äärettömän keskitettyä. Sähköä siirretään pitkiä etäisyyksiä energialähteestä siihen paikkaan, missä energiaa käytetään.

- Vesimylly on vanhin keksintö, jolla uusiutuvaa energiaa osattiin käyttää hyödyksi. Sen jälkeen tapahtumat etenivät vasta 1800-luvun lopussa, sanoo Jonas Bergqvist, Ruotsin RISE-tutkimuslaitoksen tulevaisuuden energiajärjestelmän johtaja.

- Sähkön tulon ja vesipyörien generaattoreihin kytkennän myötä Ruotsiin saatiin ensimmäinen vesivoimalaitos vuonna 1882. Tuolloin yksi maailman ensimmäisistä vesivoimalaitoksista oli otettu käyttöön Niagaran putouksilla vain muutamaa vuotta aikaisemmin.

Suomen ensimmäinen sähköä tuottava vesivoimalaitos otettiin käyttöön vuonna 1891 Tampereella.

Muuttaa energian sähköksi

Vesi ja tuuli olivat pitkään hallitsevia energialähteitä. Tuuli- ja vesimyllyillä energiaa otettiin hyötykäyttöön. Myöhemmin teollisen vallankumouksen aikana käyttöön tuli höyrykone, joka edisti siirtymää kohti fossiilista energiaa.

Kun aiemmin energiaa hyödynnettiin suoraan eri energialähteistä, nykyään energia muutetaan sähköksi, jolla käytetään koneita tai lämmitetään taloja.

- Kuinka paljon energiaa menee hukkaan, riippuu siitä, miten asia nähdään, sillä kiinnostavaa on prosessin tehokkuus. Siihen on kuitenkin mennyt aikaa. Nykyaikaiset aurinkopaneelit tulivat markkinoille 1940-luvun lopussa, ja aurinkoenergian tehostaminen on kestänyt yli kuusikymmentä vuotta, minä aikana on tapahtunut useita suuria harppauksia. Viimeisen kymmenen vuoden aikana aurinkoenergian tekninen kehitys on kiihtynyt eksponentiaalisesti, ja sen hinta on laskenut. Myös aurinkokennojen teho on kasvanut, Jonas Bergqvist sanoo.

Uusiutuvan energian tehostamisen vastakohtina tai täydentäjinä löytyy myös esimerkkejä, joissa kehitys vie takaisin vanhoihin menetelmiin.

- Sähkö saapui yhteiskuntaan asteittain. Se alkoi pienestä kylästä tai kaupungista, vesiteihin ehkä asennettiin generaattori pääkadun valaisemiseksi, jonka jälkeen sähkön käyttö laajeni muualle. Myöhemmin siirryttiin hyvin keskitettyyn energiajärjestelmään, jossa suuri osa sähköntuotannosta tapahtuu joko tuuli-, vesi- tai ydinvoimalla. Tämä tarkoittaa, että sähköä on siirrettävä pitkiä matkoja, ja vaarana on sähköpula, jos sähkönsiirtoon tulee rajoituksia.

- Paikalliset energiayhteisöt toimivat esimerkkinä paluusta menneisyyteen. Taajamassa on voi esimerkiksi olla useita rakennuksia, jotka sijaitsevat lähellä toisiaan ja jakavat energian toistensa kanssa esimerkiksi aurinkopaneelien avulla, sanoo Jonas Bergqvist.

Jalkamyllyjen uusi tuleminen

Vanhempiin menetelmiin siirrytään useissa eri muodoissa. Jalkamylly on vesiratas, joka pyöriiSKVALTKVARN1200 vaakasuunnassa eikä pystysuunnassa. Siksi vesi ei vaadi pudotuskorkeutta rattaan käyttämiseksi, vaan se voidaan sijoittaa esimerkiksi rantatörmälle, jossa se toimii vuoroveden vaikutuksesta.

- Färsaarilla on käynnissä jalkamyllyjen renessanssi, sanoo Håkan Fågelfors, Ruotsin valtion maatalousyliopiston (SLU) professori.

- Ne sijoitetaan vuonojen tuloaukkoihin, ja päivitetyn tekniikan ansiosta jalkamyllyt ovat kiinnostava vaihtoehto hitaasti virtaavassa vedessä. 

Kuvassa oleva vesiratas ja vesikouru ovat osa tilamyllyä, joka oli käytössä Svalhultin tilalla Hallandissa vuoteen 1927 asti. Se on nykyään Ruotsin Teknisen-museon kokoelmissa.

Parempaa tehokkuutta kylmässä Pohjolassa

Nykyään aurinko-, tuuli- ja vesienergiaa hyödynnettäessä pyritään tekniikan kehityksen avulla parempaan tehokkuuteen itse tuotannossa ja energian siirrossa myös pitkillä etäisyyksillä. Pohjoismaiden kylmä sää sekä pimeän ja valoisan vuodenajan vaihtelut asettavat tekniikalle erityisvaatimuksia.

- Siksi RISE tekee yhteistyötä myös sellaisten aloitteiden kanssa, kuten Arctic Center of Energy, ACE, joka muun muassa parantaa ja kehittää uusiutuvan energian järjestelmiä kylmissä olosuhteissa, sanoo Jonas Bergqvist.

ACE-aloite käynnistettiin tänä vuonna yhteistyössä muun muassa RISE-tutkimuslaitoksen, Luulajan teknillisen yliopiston sekä Northvoltin ja Skellefteån kunnan kanssa, ja se toimii kylmien olosuhteiden energian koulutus- ja tutkimuskeskuksena. Toiminta käsittää peruskoulutuksen sekä alan kehittyneempää tutkimusta.

Kuva: Nisse Cronestrand

Lataa artikkeli PDF:nä

Haluatko tallentaa tai tulostaa artikkelin? Lataa artikkeli alla olevasta painikkeesta, niin saat sen suoraan sähköpostiisi.