Päämainos

Aurinkokennoja yhdistetään vaatteisiin uudella tavalla

Aallossa kehitetty vaatteisiin piiloutuvaa ja konepesua kestävää aurinkokennoteknologiaa.

30.05.2022
Teksti Esko Lukkari

Aalto-yliopiston tutkijat ovat kehittäneet kolmivuotisessa Sun-powered Textiles -hankkeessa tavan liittää tekstiileihin konepesua kestäviä ja kankaaseen piiloutuvia aurinkokennoja. Tutkijat huomioivat myös käytön jälkeisen kierrätyksen.

Tutkimus oli osa Business Finlandin rahoittamaa Co-Innovation-hanketta, johon osallistuivat yrityskumppaneina Lindström, Foxa ja Haltian.

Tutkijatiimin mielestä työvaatteet ovat aurinkokennotekstiilien potentiaalisin sovellusalue. Ne ovat paksumpia kuin muut vaatteet, joten kankaaseen liitetyt kennot eivät muuta takin olemusta niin paljon.

Myös verhot voisivat olla hyvä paikka kerätä aurinkoenergiaa. Ne voisivat havaita valon määrää ja kääntyä sen mukaan.

Aalto tiedotti hankkeesta 19.5.

Teknologia on myös kierrätettävää

”Pinnalla oleva kenno dominoi vaatteen ulkonäköä tehden siitä robottimaisen haarniskan. Tekstiilin sisällä kenno tekee tuotteesta hyväksyttävämmän ja antaa mahdollisuuden suunnitella tuote ulkonäöllisesti käyttäjän tarpeiden mukaan”, sanoo tiedotteessa Aalto-yliopiston muotoilun laitoksen projektiasiantuntija ja Barcelonan teknillisen yliopiston professori Elina Ilén.

Tutkijat käyttivät hankkeessa mahdollisimman tehokkaasti kierrätettäviä, vain yhtä kuitua sisältäviä materiaaleja. Elektroniset komponentit saadaan poistettua kankaasta lämmittämällä ja repäisemällä.

”Aikaisemmin aurinkokennoja on toteutettu tekstiileihin punoslankoina, pieninä aurinkokennon palasina, ja se on todella huono idea kierrätyksen kannalta”, sanoo teknillisen fysiikan laitoksen yliopistonlehtori Janne Halme.

Kaupallisesti saatavien aurinkokennojen konepesun kestävyyttä ei ole aiemmin juuri tutkittu.

”Oletimme, että aurinkokennorakenne voisi hajota pesussa, aurinkokennoja kun ei ole tehty konepestäviksi. Pesu on raskas prosessi, jossa tekstiiliin ja aurinkokennoihin kohdistuu painetta ja iskuja erityisesti linkousvaiheessa”, sanoo Ilen.

Laminoitu pesun kestäväksi

Tutkijat laminoivat aurinkokennokomponentin kankaiden väliin vesitiiviillä polyuretaanikalvolla saadakseen sen pesunkestäväksi. Tekstiilejä pestiin kymmeniä kertoja 40 asteen lämpötilassa, ja fysiikan tutkija Farid Elsehrawy mittasi aurinkokennojen toiminnan aina kymmenen pesun välein.

Viisi kahdeksasta aurinkokennonäytteestä säilytti tehokkuutensa, ja kolme menetti noin viidesosan tehostaan. Pesut eivät rikkoneet kennoja eivätkä vahingoittaneet kangasta.

”Nyt kun kankaiden väliin laminoitu aurinkokenno on todettu pesunkestäväksi, kaikki muutkin komponentit pitää vielä onnistua suojaamaan. Ajatuksemme on, että kaikki älytekstiilin sähköiset osat voisivat olla samassa paketissa aurinkokennon kanssa. Silloin meillä olisi pesunkestävä tekstiilielektroniikkalaite, jonka paristoja ei tarvitse koskaan vaihtaa tai ladata”, sanoo Halme.

Kennon oltava suurempi

Tekstiilin alle laitettavan aurinkokennon täytyy olla pinta-alaltaan moninkertaisesti suurempi kuin pinnalle asetetun kennon, jos sillä halutaan tuottaa sama määrä energiaa. Tavallinen kangas syö noin 70 prosenttia kennon kapasiteetista, harsomainen materiaali vähemmän.

Tekstiilien valonläpäisykykyyn vaikuttavat kuidun materiaali, läpinäkyvyys ja poikkileikkaus, lankojen rakenne ja kankaan tiheys, ja sidos mahdollisine punontoineen ja reikineen, sekä värit ja viimeistysaineet. Vaaleat värit päästävät tummia paremmin valoa läpi, mutta myös täysin musta, läpinäkymätön kangas voi toimia.

Tutkimuksen aurinkokennot olivat yksikiteisiä piikennoja. Ne pystyvät hyödyntämään näkymätöntä valoa, jota on suurin osa auringonvalosta. Näkymätöntä valoa on esimerkiksi infrapunavalo.

Tekstiiliin piilottaminen syö aurinkokennon tehoa mutta parantaa sen kestävyyttä, sillä kenno on paremmin suojassa käytöstä aiheutuvilta rasituksilta kuin pinnalle asetettu kenno.

JAA