Uudne muundur aitab muuta terve maja päikesepaneeliks

Fotoelektriliste materjalide ja seadmete kiire areng võimaldab lõimida neid otse hoone konstruktsioonidesse. Samas on olnud väljakutseks taoliste päikesepaneelide, majasisese mikrovõrgu ja elektrivõrgu ühendamine. Tallinna Tehnikaülikooli teadlased esitlevad nüüd uudset muundurit, mille abil saab liita väga erineva pingega seadmeid.
Hoonete ja teiste ehitiste elektri ning soojaga varustamiseks kulub praegu jämedalt 40 protsenti inimkonna toodetavast energiast. Lisaks nende energiatõhususe parandamisele panustavad riigid kliimaeesmärkide täitmiseks seega üha rohkem ka elektri hajatootmisele. Hooned poleks sellisel juhul enam pelgalt energiatarbijad, vaid ka elektritootjad ja -salvestajad.
Enamasti kasutatakse elektri tootmiseks päikesepaneele. Uute tehnoloogiliste lahenduste abil saab paigaldada neid lisaks hoonete katustele ka katuste sisse, seintesse ja isegi akendesse. Nõnda saaks asendada tüüpilised fassaadielemendid, nagu metallist seinapaneelid, fassaadikivid jne elektrit tootvate elementidega.
See tähendab, et päikesefassaadil oleks kaks funktsiooni: energia tootmine ja esteetilise välimuse tagamine. Selle tulemusel võiks olla tulevikus hooned rohkem ümaramate vormidega, et paremini püüda päikeseenergiat varavalgest kuni õhtuni.
Päikesefassaadid on aga ainult üks näide hoonesse integreeritud päikesetehnoloogiast. Ikka ja jälle ilmub turule uusi lahendusi ning prognoosi kohaselt kahekordistub selle maht järgneva kahe aasta jooksul. Uusi tooteid ja tehnoloogiat arendatakse ka Eestis: näiteks päikesepaneelidest katuseid, päikest püüdvaid aknaid ja elektrit tootvaid teekatendeid.
Kasvavale turule omaselt võtab lahenduste standardiseerimine aega, mis raskendab senikaua sama hoone piires eri lahenduste kasutamist ja lõimimist. Näiteks võib olla osade toodete pinge kolm volti, mis vastab kahele AA patareile. Samas küündib aga õhukesekihiliste päikeseelementide pinge kuni 100 voldini. Taoliste näitajate peaaegu juhuslik jaotus sunnib igalt tootjalt erilahendusega jõuelektroonika muunduri arendamist.
Üks lahendus võiks peituda universaalmuunduris. Tallinna Tehnikaülikooli vanemteadur Andrii Chub märkis, et see peaks suutma töötada sisendpinge vahemikus 5–100 volti. Teisisõnu nõuab see kahekümnekordset reageerimisulatust. Nüüd esitlebki ta enda sõnul koos oma töörühmaga taolistele nõudmistele vastavat uut muundurite klassi.
"Muundur on väiksem kui A5 paber ja õhem kui 20 millimeetrit. Arvestades sealjuures selle elektriparameetritega, ei leidu teist taolist muundurit maailmas," selgitas vanemteadur. Chubb lisas, et arendatav muundur oli mõeldud sobituma päikesefassaadide ja -katuste alla.
Kuna seade peaks töötama kõigi hoonetes kasutatavate päikesetehnoloogiatega, võiks anda see tema sõnul arhitektidele ja projekteerijatele päikesetehnoloogiliste lahenduste integreerimiseks senisest rohkem vabadust.
Muundurit kirjeldav töö ilmus ajakirjas IEEE Transactions on Power Electronics.
Toimetaja: Jaan-Juhan Oidermaa