Elumajad ehitatakse päiksese abil elektrijaamadeks

www.arileht.ee
07. märts 2007 00:00
 Autor: Andres Reimer

Tallinna tehnikaülikooli professor Jüri Krustok loob uut tehnoloogiat maailma alternatiivenergiaallikatest kõige kiiremini kasvava päikesepatareide tootmisele. Varsti toodavad elumajad tänu Eesti teadlaste tööle ja päikesepatareidest seinakattele ise suure osa elanike kasutatavast elektrienergiast.
Tallinna tehnikaülikooli teadlased lähenevad oma tööga Hollandi investorite tellimusel samm-sammult tehnoloogiale, mis võib tuua revolutsiooni päikesepatareide kasutamisse, kinnitab professor Jüri Krustok.
Euroopa Liit soovib mõnekümne aasta pärast toota kümnendiku elektrist päikeseenergiast. Tehnoloogilisi uuendusi oma arengumootoriks pidava Eesti elektrimajanduse arengukavast on päikeseenergeetika arendamine välja jäetud.
Samal ajal kasvab päikesepaneelide tootmine maailmas ligi 40 protsenti aastas.
Teadlaste hinnangul langeb maapinnale nii suur hulk päikeseenergiat, et Eesti-suurusest alast piisaks kogu maailma energiavajaduse rahuldamiseks.

Von Krahli teatri juht Peeter Jalakas on juba rajanud oma maakodu nii, et ei maksa monopolistist Eesti Energiale mitte sentigi. Teatrimehe kogu elektrivarustus tuleb tuuleveskist ja päikesepatareidest.

Eesti Energia pidurdab
Kuid põlevkivienergeetikale keskendunud Eesti Energia pole kiiresti arenevast päikeseenergiatööstusest huvitatud. Põlevkivi ahju kühveldamisele keskendunud Eesti Energia peab päikesest energia tootmist liiga kulukaks, et sellest tõsiselt mõelda. “Päikeselisi päevi pole Eestis eriti palju ja päiksekiirte langemise nurk on ebasobivam kui ekvaatorile lähemal,” selgitab Eesti Energia taastuvenergia ettevõtte juht Raimo Pirksaar. “Praegu on päikeseelektri omahind endiselt oluliselt kõrgem kui kõikidest muudest taastuvaist energiaallikatest toodetud elektril ning suures mastaabis Eestis päikesepaneelidega elektrit toota pole veel majanduslikult otstarbekas.”
Päikeseenergiast olulisemaks peetakse investeeringut Jordaania põlevkivikaevandustesse, sest nii soovitakse ära kasutada Eestis juba tuttavaid ja läbiproovitud teadmisi.
Eesti Energia senise käitumise järgi hakkab meie elektrimonopol alternatiivenergiasse investeerima alles pärast seda, kui turule ilmub eraettevõtja, kes soovib seaduste toel müüa enda toodetud elektrit monopoli võrku. Niimoodi toimis Eesti Energia nii hüdroelektrijaamade kui ka tuulikute rajamisel.
Seni mastaapsemad päikeseenergia kasutamise projektid edenevad Saksamaal ja Ameerika Ühendriikides. Sakslased tahavad päikesepaneelidega katta 100 000 ja ameeriklased isegi miljon katust.
Eesti hoiab päikeseenergia arendamisel tagasihoidlikku joont, sest väidetavalt paistab siia liiga vähe valgust. Arvatakse, et päikeseelektri tootmine võib mõne aja pärast olla konkurentsivõimeline vaid ekvaatorile lähemal Lõuna-Euroopas.
Kuid teatrimees Jalakas on juba praegu jätnud oma suvekodu majandades Eesti Energia pika ninaga. Ta rajas viis aastat tagasi omaenese tarkusest tuule ja päikese jõul töötava elektrisüsteemi, mis varustab ligi 200-ruutmeetrise maja viit elanikku toimetulemiseks piisava hulga elektriga.
Mullu suvel uuendas Jalakas oma energiasüsteemi, mis peaks nüüd pidama tõrgeteta vastu järgmised kümmekond aastat.
Kogu süsteemi maksumuseks kujunes ligi 200 000 krooni. Summa näib esmapilgul suur, kuid näiteks Eesti Energia küsib oma võrguga esmakordselt liituvatelt eramajaomanikelt kümneid tuhandeid kroone liitumistasu. Tõsine maksmine läheb aga lahti alles pärast liitumist.

Jalaka suvekodus jaguneb tuul ja päike energiaallikatena ligikaudu pooleks. Seni vähem kui aasta töötanud süsteemi täpne bilanss selgub eelolevaks suveks. Kõige raskemaks kujuneb elektriga varustamine veebruarikuus, kui Eestis valitseb kõige tuulevaiksem ja sombusem ilm. Veebruarikuus eelistab Jalakate pere sellepärast maakodule linnaelu.
Jalaka päikesepatareid kujutavad endast kombineeritud süsteemi. Ühe osa patareist moodustab erilise kattekihiga kaetud klaasplaat, mis toodab elektrit, teine osa on aga tundlikust metallist valmistatud veetoru, milles vesi päikese toimel soojeneb. Niimoodi pole vaja tavapäraselt kasutatavat pesuvett enam täiendavalt soojendada.
Teadlased peavad Krustoki sõnul Eesti ilma liiga sombuseks. Suurem osa päevi on vahelduva pilvisusega ning päikesepatareidele maksimaalset efektiivsust lubavat selget taevasina näeb harva. Sellepärast on otstarbekas kasutada päikest kõrvuti muude energiaallikatega.
Kuna Maa suhtes päike liigub, siis peab paneelide hulka ligi kaks korda suurendama, et saada igal ajal kätte maksimaalne kogus energiat. Samuti vajab päikeseenergia väga häid salvestamistingimusi.
Käepärastest vahenditest võiksid sobida näiteks pikaajaliseks töötamiseks mõeldud tõstukiakud. Tavaline autoaku tüüpi salvesti ei sobi, sest on mõeldud vaid äkilise käivitusvoolu andmiseks.
Kuid akutootjad on juba lasknud tootmisse just päikeseenergia salvestamiseks mõeldud akumulaatorid, mida nüüd kasutab ka Jalakas.

Lasnamäe päikeselinnaks
Jalaka praktika kinnitab teadlaste väidet, et ühe tavalise elumaja päikesepatareidega kaetud katus suudab katta ühe inimese aastase elektrivajaduse.
Hobienergeetik Jalakas käib välja veel ühe mõtte, mis võib näidata teed nii Eesti energeetikale kui ka ehituskunstile. Kui tavaliselt peetakse päikesepaneeli kõige paremaks paigutuseks maapinna suhtes 45-kraadist nurka, siis talvel oleks õige tõsta lõunapoolse asetusega paneel täisnurga alla, selgitab Jalakas. Niimoodi saaks talvel madalalt liikuva päikese valgust kõige paremini kinni püüda. “Lasnamäe magalate lõunapoolsete seinte katmine päikesepaneelidega annaks tuntava efekti,” väidab Jalakas.
Kui lasnamäelaste uude tehnoloogiasse investeerimise valmiduses võib kahelda, siis tõenäolised elektrijaam-majade rajajad on lähitulevikus klaasist pilvelõhkujate ehitajad.
Kallis lõbu
Praegu pidurdab päikesepatareide kasutuselevõtmist nende väidetavalt liiga kõrge hind. 100 kW tootmiseks vajaminev paneel maksab üle 15 000 krooni. Praeguste elektrihindade juures kulub tavaolukorras investeeringu tagasi teenimiseks liiga palju aega, väidab Krustok.
Päikesepatarei muudab kalliks selle tootmiseks kasutatav räni. Kui tänapäevaste tehnoloogiate arenguga kasvas nõudlus räni järele, rändas ka selle hind lakke. Kuigi looduses ringi kõndijale näib, et ränikuhilatele võib komistada igal sammul, on tööstuslikuks kasutamiseks vajalike kristallide tootmine keeruline.
Tallinna tehnikaülikooli teadlased on juba ligi kümme aastat töötanud selle nimel, et leida ränile odavam asendaja. Tulevikus võib kohmakas päikesepaneel sarnaneda kilekotiga või esineda hoopis pintsliga peale kantava värvi kujul.
Uudsete ja senisest palju odavamate tehnoloogiate otsinguid alustati Tallinnas välisinvestorite toel.

Mis on päikesepatarei?
•• Päikesepaneel on oma olemuselt keeruline elektrooniline seade. Tavaliselt kujutab ta endast väikest klaasplaati, millele on kantud päikesekiirgust neelav pooljuhtmaterjali kiht. Kahe erineva juhtimisomadusega materjali kokkupanemisel saavutatakse plaadil samasugune tulemus nagu tavalise taskulambipatareiga: üks plaadi ots on pluss- ja teine miinusmärgiga.
•• Pooljuhtmaterjal tuleb kanda valgust läbilaskvale pinnale. Kuna viimasel ajal kasutatakse üha sagedamini paneele, mille aluspinna moodustab vedelikku soojendav süsteem, tuleb ka paneeli aluspinna konstruktsioonile üha rohkem tähelepanu pöörata.
•• Päikesepatareid on praeguse tehnoloogia järgi nagu väikesed klaasplaadikesed, mis ühendatakse omavahel suurteks paneelideks.
•• Teiste alternatiivenergia allikatega võrreldes on päikesepatareil palju eeliseid.
•• Esiteks ei kahjusta nende tootmine oluliselt keskkonda. Kasutamine on täiesti ohutu. Nimelt ei eraldu kasvuhoonegaase, pole linde häirivaid liikuvaid osi. Samuti antakse patareidele tavaliselt kümnete aastate pikkune garantii. Kuna tehnoloogia on laiatarbekasutuses alles väga uus, pole seadmete tegelikust töökindlusest päris täpset ülevaadet.
•• Kuid väidetavalt on päikesepatareid ka täiesti hooldusvabad. Tehnikaülikooli teadlased uurivad tehnoloogiat, kuidas paneele peale sadavast lumest automaatselt puhastada, näiteks tolmuna leviv mustus patarei tööd ei häiri.
•• Esimene päikesepatarei ehitati Ameerika Ühendriikides 1954. aastal Belli laboratooriumis.
•• Suurim päikesepatareide tootja on 50-protsendise turuosaga Jaapan. Suurim turg asub Saksamaal, kus asub ligi 80 protsenti Euroopas paigaldatud päikesepatareidest.