JAGA

Tallinn kuulutas eile välja riigihanke „Päikeseelektrit tootvate teekatendite arendamise ja kasutuselevõtu turuanalüüs“, mille eesmärgiks on koostada turuanalüüs päikeseelektrit tootvate teekatendite arendamiseks ja kasutuselevõtuks.

Hankedokumentides märgib hanke eest vastutav Tallinna Kommunaalamet:

Iga aastaga kasvab vajadus alternatiivsete, mittefossiilsete energiaallikate järele. Üheks võimalikuks lahenduseks on päikeseelektrit tootvate paneelide kasutamine Need paneelid installeeritakse enamasti katustele või spetsiaalraamides maapinnale. Katuste puhul on piiranguks katuste pind, samuti vajadus kohandada katusekonstruktsioonid talumaks oluliselt suuremat raskust ja tuule mõjul (päikesepaneelide purjepind) tekkivat koormust. Maapinna puhul on piiranguks vaba maa kättesaadavus. Tiheasustusaladel napib ruumi, väärtuslikku põllumaad ei ole samuti otstarbekas teiseks otstarbeks kasutada. Seoses intelligentsete teesüsteemide arenguga kasvab järjest tee infrastruktuuri energianõudlus, mille vajaduste vähemalt osaliseks katmiseks on võimalik toota elektrienergiat seni kasutamata ressurssi – teepinda kasutades. Päikeseelektrit tootvaid teekatendeid on katsetatud näiteks Prantsusmaal, USAs ja Hollandis.

Eestis ja lõunapoolsetes maades on päikesekiirgust aasta kogusummas ligikaudu sama palju, selle spektraalne ja ajaline jaotus on erinevad. Eesti eeliseks on jahedam kliima, mis võimaldab toota päikseelektrit oluliselt suurema kasuteguriga.

TTÜ teadlased on tegelenud põhjamaade oludesse mõeldud päikeseelektrit tootva teekatendi arendamisega. Projekti töönimi on e-pavement, eesti keeles e-katend. Olemasolev demolahendus ehitati 160X160 mm plokkidest mis on kolmekihilised – polümeeri ja klaasi sisaldav alusplaat, päikeseelektri element, millele on kinnitatud elektrit juhtivad viigud ning pealiskiht. Pealiskiht koosneb epoksüüdvaigu ja purustatud karastatud klaasi segust ning laseb läbi valgust lainepikkusega 300nm ning rohkem. Element on ühendatud bypass-dioodiga, mis juhib rikke korral elektri katkisest elemendist mööda, niimoodi ei teki ühe elemendi rivist väljalangemisel tuntavat elektritootlikkuse langust. Kattekihi pealisstruktuur imiteerib asfaldi mustrit ning on optimeeritud hõõrdetakistuse ja valguse läbilaskvuse suhtes.

Polümeermaterjalina võib kasutada ka teisi polümeere, näiteks polüestervaiku, kuid siis võib kannatada paneeli tootlikkus, kuna 300-400nm vahemikku jäävad valguslained kihti enam ei läbi. Edasiarenduse käigus tuleb leida optimaalne lahendus materjali, maksumuse ja tehniliste näitajate osas.

Plokid on omavahel ühendatud alusel, mis võimaldab nende mõningast omavahelist vertikaalsuunalist liikuvust. See teeb lahenduse vertikaalsuunas mõjuvatele jõududele oluliselt vastupidavamaks võrreldes tervikklaasist paneelidega.

E-tänavakivi on mõeldud nii autonoomse elektritoite loomiseks (kasutatakse akusid või superkondensaatoreid) kergliiklusteedel kui elektrienergia tootmiseks võrku. E-katendi peamised erinevused võrreldes välismaiste analoogidega:

  • Varasemates lahendustes on kasutatud klaaside vahel olevaid päikeseelemente, mida on kaetud erinevate polümeeridega ehk lamineeritud. E-katendis kasutatakse elemendi polümeeri sisse kapseldamist ehk valamist.
  • Varasemad lahendused on suunatud elektri salvestamisele vooluvõrgus. E-katendi lahendused on suunatud pigem elektrienergia autonoomsele salvestamisele.
  • Lahenduses kasutatakse purustatud karastatud klaasi tükke. Puudub info, et varasemad lahendused oleksid seda kasutanud.
  • 3D modelleeritud teekatte pealispind – ei ole infot, et varasemad lahendused oleksid seda teinud.

Katendi prototüüp on installeeritud TTÜ Mektory ette tänavakividega kaetud kõnniteesse ja seda monitooritakse reaalajas, saamaks täiendavat sisendit edasisteks arendusteks.

Kommunaalamet on huvitatud järgmise perioodi arendusest, mis hõlmaks kaks peamist arendussuunda:

  • töökeskkonda (avalikku ruumi) installeeritava praktilise rakenduse testala väljatöötamine (2018);
  • uute materjalide ja tehnoloogiate kasutamine, alandamaks katendi omahinda, parendamaks tehnilisi näitajaid ja tootmise efektiivsust (2018-2019).

E-pavement projekti raames tehtud väljatöötlus demonstreeris üht võimalikku lahendust, mille vastupidavus ilmastikuoludele meie kliimas on testimata, samuti pole selge kui palju energiat on väljatöötatud lahendus võimeline tootma installeerituna kõnniteesse välistingimustes. Lisaks eelpoolnimetatud probleemidele, on praegune lahendus liiga kallis, et selle tehnoloogiaga toota e-sillutiskive suurte pindade jaoks.

E-pavement projekti meeskond Tallinna Tehnikaülikoolis, mis koosneb mitme valdkonna spetsialistidest (polümeermaterjalide tehnoloogid, PV tehnoloogid, füüsikud, ehitajad) on valmis jätkama rakendusliku uurimistööga, et kasutada ära projekti käigus saadud teadmised ja arendada neid edasi, mis üldkokkuvõttes annavad edasistele arendustele konkurentsieelise.

Innovatsiooni edendava hanke toetusel on Tallinna Kommunaalamet valmis ehitama testala (sobiliku lõigu kergliiklusteest ja/või muu sobilik testala), mille monitoorimise tulemusel on võimalik edasi liikuda e-katendi väljaarendamisel tegeledes alljärgnevate probleemidega:

  • e-sillutiskividest koosneva kõnniteepaneeli energiatootlikkuse ja ilmastikukindluse kohta puuduvad andmed. Selleks on vajalik monitoorida testala energiatootlikkust, monitoorida katendi vastupidavust ilmastikutingimustele;
  • e-sillutiskividest koosneva teekatte kõrge hind. Alandada elektrit tootva teekatte maksumust:
    • töötada välja uued odavamad katendi materjalid; b) töötada välja e-sillutiskividest koosneva paneeli uus konstruktsioon, kus on optimeeritud katendi paksust, kasutatud optimeeritud koostisega odavamaid katendi materjale ja vandalismikindlaid ühendusliiteid;
  • Töötada välja uuele katendile ja e-sillutiskivi konstruktsioonile sobivad päikesepatareide elektriliste ühenduste ja energia salvestamise lahendused.

Projektis on avaldanud soovi osaleda kaastaotlejana Tallinna Teaduspark Tehnopol SA. Vajadusel ja huvi korral kaasatakse projekti veel huvitatud osapooli.