Projektist
Tallinna Tehnikaülikool töötab koostöös Maanteeametiga välja päikeseelektrit tootvat teekatendit. Varasemalt on taolisi lahendusi katsetatud Prantsusmaal, Hollandis ja Ameerika Ühendriikides. Eestis välja töötatava lahenduse eripäraks on, et see peab toimima Põhjamaade kliimatingimustes.
Katustele või spetsiaalraamidele paigaldatavad päikeseelektri tootmise lahendused on aasta-aastalt järjest levinumad. Samas on teepinda oluliselt rohkem kui katusepinda. Teepinna abil toodetavat päikeseelektrit saab kasutada näiteks valgusfoori, LED-tänavavalgusti või valgustatud liiklusmärgiga. Projekti raames valminud päikesepaneelidega e-katendi näidis paigaldatakse TalTech Mektory maja ette 2017. aasta sügiseks. Maanteeameti teede arengu ja investeeringute osakonna juhtivinseneri Taavi Tõntsi sõnul on taastuvenergiat tootvaid teekatendi lahendusi eri riikides juba arendatud – näiteks Prantsusmaal, Hollandis või USAs – samas puuduvad seni Põhjamaade oludega kohandatud lahendused. Tehnikaülikoolist on projekti kaasatud Mektory, inseneriteaduskonna ehituse ja arhitektuuri instituudi teedeehituse ja geodeesia uurimisrühm, materjali- ja keskkonnatehnoloogia instituudi polümeeride- ja tekstiilitehnoloogia teaduslabor ning keemiliste kiletehnoloogiate teaduslabor. Lisaks osaleb projektis ka Tallinna Tehnikakõrgkool. TalTechi teedeehituse ja geodeesia uurimisrühma liige Ain Kendra hinnangul on taastuvenergiat tootvatel teekatenditel suur potentsiaal võrreldes seniste monofunktsioonlahendustega.
Varasemad lahendused
Tavapäraselt ollakse harjunud, et päikseelektrit toodetakse maapinnal või katustel asuvate paneelide abil. Teed on päikeseelektri tootmiseks kasutamata ressurss. Keskmine teepinna koormatus ulatub 10-12%-ni teepinnast.
Elektrit tootva teekatendi katsetusi on tehtud nii Prantsusmaal, USA-s kui Hollandis. Eesti lahendus erineb varasematest kasutatava kattematerjali poolest, milleks on klaasiseguga kombineeritud plastik. Varasemad lahendused kasutasid kattematerjalina klaasi. Millised on plastiku eelised? Turvaliseks liiklemiseks peab teekate olema piisavalt kare. Plastiku abil, kasutades 3D modelleerimist, on vastavat karedust oluliselt lihtsam saavutada kui klaasi puhul. Plastikut läbib, võrreldes klaasiga, oluliselt erinev valgusspekter ning sellisel moel on päikeseelemendini jõudva kasuliku valguse hulk suurem.
Tehnoloogia
Protsess
Loodi teepinna mudelid, mis trükiti 3D printeriga. Mudelite abil valmistati valuvormid. Päikseselektri elemendid kapseldati epoksüüdvaigu ja klaasi segusse.
Materjalid
Kui varasemad päikeseelektrit tootvate teekatendite puhul kasutati kapseldusmaterjalina klaasi siis e-katendi projektis on elektrit tootvad elemendid kapseldatud plastikusse. Plastiku eelised:
- võimalus toota sobiva kujuga elemente
- võimalus kasutada pealispinna mustrit, mis tagab vajaliku haardeteguri
- suurem läbipaistvus kasulikule valgusele
Klaasi peamiseks eeliseks on odavam hind.
Osalised
Projekt sündis erinevate teadusüksuste koostöös. Töös osalesid:
TalTech:
- Ain Kendra – lektor, projekti tehniline juht
- Arvo Mere - vanemteadur
- Nicolae Spalatu – teadur, doktorant
- Viktoria Vassiljeva - doktorant/insener
- Mihkel Viirsalu - doktorant/insener
- Kristjan Ostov - bakalaureuseõppe tudeng (kaitses 08.06 projekti teemal bakalaureusetöö)
- Professor Andres Krumme
- Professor Malle Krunks
Tallinna Tehnikakõrgkool:
- Sven Sillamäe
- Rauno Leppik - teedeehituse eriala tudeng
- Marko Ehrlich - teedeehituse eriala tudeng
AS Teede Tehnokeskus:
- Henri Prank
- Mark Meikas
Projektijuht: Allan Lahi, TalTech Mektory
Tulemused
Valmisid esimesed teel katsetamiseks sobilikud, valguselektrit tootvad demopaneelid. Peamised füüsikalised näitajad:
- võimsus - kuni 50W /m2
- kasutegur - min 11%
- katendi valguse läbilaskvus - min 88%