Roheliselt mõtlev UBIK astub vastu energiaraiskamisele

Rohetehnoloogia demokeskusega (Sunly Port of Power) liitunud Eesti idufirma UBIK Solutions tuli välja tõelise innovatsiooniga: laiemas sisendpinge vahemikus töötava päikesekonverteriga, mis võimaldab päikesepaneelidest tuleva alalisvoolu otse, ilma vahepealse konverteerimiseta kodumasinatesse transportida. Kirjutab kaasautor Gerli Ramler. 

Ubik BIK paneb oma uudse inverteriga päikesepaneelid tootma ka madala pinge juures ehk kehvemates ilmastikuoludes, võimaldades samal ajal saada paneelist tavalisest inverterist rohkem energiat. „Harilikud inverterid töötavad 20–40 voldi vahel, mis tähendab, et need lakkavad töötamast juba isegi väikese varjutuse korral. Selleks, et süsteem töötaks ka madalama pinge juures, lisatakse inverterile vastav seade ehk optimaiser. Meie astusime aga sealt sammu edasi ja panime need kaks süsteemi tõhusalt ühte seadmesse,” selgitab ettevõtte tegevjuht Andre Lindvest. 

Efektiivne inverter suudab ka varjus töötava päikesepaneeli puhul anda 30% rohkem energiat kui tavainverterid. Uuringute järgi oleks 80% Euroopa majapidamistest mõistlikum kasutada oma päikeseenergiat. Samas ei ole 90% majapidamistest veel üldse päikeseenergiat kasutusele võtnud, mistõttu on Lindvesti sõnul potentsiaal selles vallas tohutu. Lokaalne PV ja akusalvestuse kasutamine aitab jõuda 100% taastuvenergia süsteemideni, samuti vähendada elektrihinda ja seda peamiselt just võrgutasude arvelt. See kõik viib suure nõudluseni lokaalse energiatootmise ja salvestuslahenduste järele, kusjuures võtmesõnaks on siin jõuelektroonika. 

Juba 10% varjutust paneelil alandab selle toodangut kuni 50%, sellised varjutused on aga tiheasustusega piirkonnas tavapärased. Kuna energiapöörde üks eesmärke on tuua tootmine tarbimisele lähemale, keskendutakse just väiksematele modulaarsetele tiheasustuse paigaldistele. Lahenduseks on Ubiku BIKU patenteeritud OptiVerteri® tehnoloogia. Lisaks on Ubiku BIKU mikromuunduril veel mitmeid teisi eeliseid: tegemist on modulaarse ehk paneelipõhise lahendusega, mis suurendab süsteemi turvalisust, paindlikkust, jõudlust ja skaleeritavust. Seadmesse on integreeritud Wi-Fi kiip, mis muudab selle andmeedastuse poolest üheks tervikuks ja võimaldab seadme lihtsat initsialiseerimist ja hilisemat kasutust.

Lisaks päikesepaneeli konverterile arendab Ubik modulaarset kahesuunalist akukonverterit võimaldades akusalvesti efektiivselt ühendada alalisvoolu mikrovõrguga. Samuti on arendamisel kogu alalisvoolu mikrovõrgu kontseptsioon koos sinna juurde kuuluva vahelduvvoolu võrguinverteriga, et luua terviklikke alalisvoolu mikrovõrkusid lõppkliendi tasandil, saavutades maksimaalne lokaalne taastuvenergia kasutamine ning muutes süsteemi efektiivsemaks

Milleks tegeleda voolumuundamisega, kui saab teisiti?

„Räägime aina aktiivsemalt rohepöördest ja energiatõhususest, kuid tegelikkuses raiskame igapäevaselt enese teadmata suurel hulgal elektrienergiat,” tõdeb Lindvest ja lisab, et raiskamine tuleb alalis- ja vahelduvvoolu konverteerimisest. Olemasolev, 19. sajandi lõpus loodud vahelduvvoolu elektrivõrk on sobilik põlevkütustest saadud energia edastamiseks. Samas päikesepaneelid, mis moodustavad enamiku uutest elektritootmisvõimsustest, toodavad alalisvoolu, mida tarbivad ka enamik uuemaid A+ energiaklassiga kodumasinaid ja akul töötavad seadmed, nagu mobiiltelefonid ja sülearvutid. Kahjuks aga ei ole tänased süsteemid veel võimaldanud majapidamistes päikesepaneelide alalisvoolu otse tarbida ning nii toimubki pidev elektrienergia muundamine. See aga tekitab kadusid, mis võivad ulatuda kuni veerandini kogu kasutatavast energiast. 

„Idee on lõpetada energiaraiskamine. Kuna hinnanguliselt 70–80% seadmetest töötavad täna juba alalisvoolul, tekib küsimus, miks peame seda kogu aeg muundama vahelduvvooluks ja tagasi,” selgitab Lindvest. „Päikesepaneelid annavad alati alalisvoolu, kuid „seina” jõudmiseks muudetakse see vahelduvvooluks ja siis vastavalt vajadusele jälle tagasi alalisvooluks. Aga mis oleks, kui kasutaksime päikeseenergiat kohe sobiva alalisvooluväljundiga? Sellega tõstame süsteemi efektiivsust ja vähendame enda reaalseid kulusid.”

Lisaks säästab selline lahendus olulisel määral materjalikulu, sest alalisvooluseadmetele kulub kolmandik vähem materjali. Ka elektrijuhtmete puhul on sama võimsuse läbilaskmiseks võimalik vähendada kolmandiku võrra juhtme ristlõiget või lasta juhtmest kolmandik rohkem võimsust läbi. See on väga suur ressursside kokkuhoid, lisaks on võrk stabiilsem, paremini juhitav ja paindlikum. 

Miks seda pole siis varem tehtud? „Varem ei osatud alalisvoolu pingeid tõsta ja lisaks oli muresid turvalisusega. Tänaseks on need lahendatud,” ütleb Lindvest. „Antud lahenduseni jõudmiseks oli vaja mõelda „raamidest välja” – 100 aastat on tehtud ühtmoodi, aga tehnoloogia on muutunud ja arenenud ning leidsime, et pole vaja mõelda nii, nagu alati on mõeldud. Täna ei ole meie lahendus veel täiesti kommertsvalmis, kuid loodame juba õige pea panna tööle esimesed demoprojektid.” 

Selline teadmistepõhine arendustegevus ei aita kaasa ainult säästmisele, vaid laiemas mastaabis Eesti majanduse arengule läbi konkurentsivõime suurendamise. Samuti lisab üleilmset nähtavust meie teadusele, eriti jõuelektroonika ja taastuvenergeetika vallas. „Sellised tehnoloogiad panevad tugeva vundamendi tulevastele nutikatele linnaosadele ja energiavõrkudele, mis on võimelised P2P energiakauplemiseks ja saavad toita mitmesuguseid alalisvoolutoitelisi rakendusi, nagu telekommunikatsiooni- ja arvutisüsteemid, elektrilised sõidukid jne, pakkudes sellega uusi ja ainulaadseid ärivõimalusi,” ütleb Ubiku tegevjuht.