Aurinkopaneeleista kaikki hyöty irti – Turun AMK vahvasti mukana TYS:n rakennusprojekteissa

Teksti: Siiri Welling
Kuva: Samuli Ranta

Turun ammattikorkeakoulun tavoitteena ja tehtävänä on ollut pohtia innovatiivisia aurinkopaneeliratkaisuja Tyyssija-rakennuksessa . 

– Olemme olleet mukana suunnittelemassa aurinkopaneeleita ja niiden energiatuotannon mittarointia. Vuoropuhelun kautta muiden yhteistyötahojen kanssa on syntynyt se ratkaisu, joka toteutetaan Tyyssijassa, sanoo Turun ammattikorkeakoulun lehtori ja tutkimusvastaava Samuli Ranta. 

Tyyssijassa näkyvin innovaatio aurinkopaneelien osalta on kattomateriaalissa. Yleensä talojen katoilla nähdään tummaa tai mustaa bitumikermiä, mutta Tyyssijan bitumikermi on tarkoituksella vaalea. Siksi Tyyssijassa voidaan käyttää kaksipuolista aurinkopaneelia, joka voi hyödyntää taustapuolelta heijastuvan säteilyn. 

– Tällainen järjestelmä on hyvin yleinen suurissa megawattien tai kymmenien megawattien aurinkovoimaloissa, mutta niitä ei ole juuri näkynyt rakennusten katoilla. Yksinkertaisuudessaan vaalealla bitumikermillä ja näillä taustapuolen heijastuksen hyödyntävillä paneeleilla voidaan saada enemmän irti siitä energiasta ja itse investoinnista, sanoo Ranta. 

Vielä toistaiseksi Tyyssijan katot odottavat paneelien asennusta, mutta Rannan mukaan sen pitäisi tapahtua kesän kuluessa. 

Ylijäänyt energia talteen

Aurinkopaneelien lisäksi Turun ammattikorkeakoulu on ollut mukana tutkimassa tasavirta-mikroverkkojen (DV) asennusta ja käyttöä Response-hankkeessa . Tällä hetkellä suurin osa verkkoinfrastruktuurista perustuu vaihtovirtaan (AC), koska se toimii helpommin, kun jännitettä nostaa siirtovaiheessa. Uusiutuvan energian yleistymisen myötä moni kaupunki ja energiayritys on siirtymässä pois keskitetystä sähköverkon hallintamallista kohti hajautetumpaa järjestelmää.

Suosituimmat uusiutuvat energialähteet tuottavat tasavirtaa suoraan tai muuntimen avulla. Tuotanto on ajoittaista, minkä vuoksi energiaa pitää varastoida sähköenergiavarastoihin eli tasavirtamikroverkkoihin. Paikallinen tasavirtainfrastruktuuri voi paremmin integroida uusiutuvia energialähteitä ja varastoida sähköä. Mikroverkon ja aurinkopaneelien avulla Tyyssija pystyy tarvittaessa varastoimaan ylijääneen energian, jolloin sitä voi hyödyntää sähköautojen latauksessa. 

Turun Ylioppilaskylässä TYS myös omistaa osan verkoistaan, minkä vuoksi ylijäämäenergiaa on mahdollista siirtää muihin alueen rakennuksiin. Siten TYS pystyy pidemmällä aikavälillä saavuttamaan energiapositiivisuustavoitteensa, eli tuottamaan energiaa enemmän kuin se kuluttaa. 

– Aitiopaikassa on ollut aurinkopaneeleita jo alusta lähtien, eli sinne Turun ammattikorkeakoulu tuo vain mittarointia ja second life akkuratkaisuja, sanoo Ranta. 

Second life -akkuratkaisulla Ranta tarkoittaa esimerkiksi sähköautosta irrotettua akkua, jota on muunneltu siten, että se toimii energiavarastona aurinkopaneelien tuottamalle energialle. 

– Samaan paikkaan Aitiopaikkaan tulee myös sähköautojen latausta, mutta se ei vielä tapahdu ensi kesänä. Lataus on kaksisuuntainen, eli lataus ja purku verkkoon päin ovat mahdollisia. Siinä on haasteita, sillä teknologia ei ole vielä oikein kypsä tähän ja laitteita on hankala saada, sanoo Ranta. 

Response-hanke alkoi kaksi vuotta sitten ja sen on määrä päättyä syyskuussa 2025. Toistaiseksi hankkeessa on keskitytty TYS:n asuntokohteisiin: Vuonna 2011 valmistuneeseen Ikituuriin on rakennettu huoneistokohtaiset lämpö- ja kosteusmittarit ja lämmitysjärjestelmän toimintaa on optimoitu. Aitiopaikkaan toteutetaan LT- ja kosteusmittaukset sekä autonlataus. Tämän lisäksi muutamia muita TYS:n kohteita saneerataan ja niiden lämmitys- ja ilmanvaihto-ominaisuuksia parannetaan energiapositiiviseen suuntaan. 

Lämmitysmuoto takaa energiapositiivisuuden

Turun Ylioppilaskyläsäätiön uusin rakennus, Tyyssija, valmistui viime vuoden lopulla. Opiskelijat pääsivät muuttamaan rakennukseen tammikuusta alkaen. Rakennus on erikoinen paitsi ulkonäkönsä mutta myös energiaratkaisujensa puolesta: Sähköä tuottavat katolle kesällä asennettavat aurinkopaneelit ja rakennuksessa on kaksisuuntainen lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmä. Siinä hyödynnetään Turku Energian kaukokylmän paluuvettä lämpöpumpun tuotannossa. Lisäksi Tyyssijan pihalla on mahdollista ladata sähköautoa V2G-autonlatausaseman avulla. 

– Kaksisuuntainen tarkoittaa sitä, että lämpöpumpun ylituottoa siirretään Turku Energian kaukolämpö- ja kylmäverkkoihin. Tyyssijan energiapositiivisuus tarkoittaa hyvin pitkälti tätä. Järjestelmässä hyödynnetään myös faasimuutosvaraajia niin Tyyssijan kuin YO-kylän länsipuolen lämpöverkoissa, sanoo TYS:n talotekniikka-asiantuntija Tomi Kultala. 

Asuntojen vesikiertoisten patterien menoveden lämpötilaa optimoidaan asunnoista kerättävän lämpötilan ja suhteellisen kosteuden perusteella. Vastaavaa optimointia on toteutettu muihinkin säätiön kohteisiin. 

Lue lisää:

Tutustu tutkimusryhmään: Uusi energia - New Energy

RESPONSE – Integroiduilla ratkaisuilla kohti energiapositiivisia asuinalueita ja kestäviä kaupunkeja

Turun ylioppilaskylästä tehdään energiapositiivinen (Turun kaupunki)