Business Finlandin rahoittama Tutkimuksesta uutta tietoa ja liiketoimintaa (nykyinen R2B) hanke – Aksiaalisesti laminoitu synkronireluktanssikoneen roottori (ASynRo) käynnistyi Lappeenrannan-Lahden teknillisen yliopiston ja LAB-ammattikorkeakoulun yhteishankkeena 1.1.2019. Hanke päättyi 31.3.2021. Hankkeessa tutkittiin suurelle akseliteholle ja korkealle pyörimisnopeudelle kehitetyn synkronireluktanssiroottorin kaupallistamisen edellytyksiä.
Teknologian taustaa
Maailmantalouden kestävä kasvu on mahdollista vain sähkön energiatehokkaan tuotannon ja käytön avulla. International Energy Agency:n (IEA) 2020 julkaistun raportin mukaan globaali sähköenergian kulutus vuonna 2018 oli 22 315 TWh, josta OECD-maiden osuus oli noin 44 prosenttia ja muiden maiden osuus noin 56 prosenttia. Vuosien 2010–2018 välisenä aikana globaali sähköenergian kulutus kasvoi 33 prosenttia, ja kasvun ennustetaan jatkuvan noin 5 prosentin vuosivauhdilla. Sähköenergian osalta kulutus on kasvanut varsinkin teollisuudessa.
Suurin osa teollisuuden käyttämästä sähköstä kulutetaan erilaisissa pumppaus-, kompressointi- ja puhallussovelluksissa, joten näiden sovellusten energiatehokkuuden parantaminen on erityisen tärkeää. Tämä on mahdollista, jos sähkökoneen tehoa sekä pyörimisnopeutta pystytään kasvattamaan yli nykyteknologialla saavutettavien arvojen.
Jotta megawattiluokan tehon omaavalla suurnopeussähkökoneella päästäisiin pyörimisnopeusalueelle, joka mahdollistaa teknologian siirtymisen uudelle tasolle, on sähkökoneen roottorin kestettävä erittäin korkeita tehoja ja pyörimisnopeuksia sekä korkeaa termistä rasitusta. Tämä on tarve, johon ASynRo-roottori vastaa.
Hankkeen tuloksia
ASynRon lupaavimmiksi käyttökohteiksi tunnistettiin muun muassa kompressorit ja ylikriittistä hiilidioksidia väliaineenaan käyttävät energianmuuntoprosessit. Mahdollisten applikaatioiden tarkennuttua hankkeessa tehtiin kattava kilpailija- ja markkina-analyysi sekä potentiaalisten teknologian hyödyntäjien kartoitus. Tämän avulla pyrittiin saavuttamaan riittävä ymmärrys ASynRo-teknologian kilpailukyvystä olemassa oleviin kilpailijoihin ja teknologioihin nähden valitussa liiketoimintaympäristössä.
Varsinaisen tiedonhaun jälkeen potentiaalisten asiakkaiden kanssa keskusteltiin ASynRo-teknologian hyödyntämisestä ja kaupallistamispotentiaalista yritysnäkökulman saavuttamiseksi. Haastattelujen ja tutkimuksen perusteella hahmoteltiin muun muassa ASynRon arvoketjua, joka näkyy Kuvassa 2 (Lowe, Golini & Gereffi 2010). Samalla tutkittiin ASynRon valmistusmenetelmiä ja sen teknisiä ominaisuuksia.
Hankkeen tuloksena ASynRolle saatiin kartoitettua kaksi potentiaalista kaupallistamispolkua ja ASynRo teknologian toimivuutta päästiin verifioimaan. ASynRon kaltaisen ratkaisun tarve todettiin aidoksi hankkeen aikana ja toive on, että ASynRo olisi tulevaisuudessa kaupallisesti menestyvä teknologia.
Kirjoittaja
Pauliina Poso työskentelee LAB-ammattikorkeakoulussa Teknologia-yksikössä TKI-asiantuntijana. Hän toimi ASynRo-hankkeessa ensin asiantuntijana ja helmikuusta 2020 lähtien projektipäällikkönä hankkeen loppuun asti.
Lähteet
IEA 2020. International Energy Agency. 2020. World Energy Balances: Overview. [Viitattu 27.4.2021.] Saatavissa: https://www.iea.org/reports/world-energy-balances-overview
Lowe, M., Golini, R. & Gereffi, G. 2010. U.S. Adoption of High-Efficiency Motors and Drives: Lessons Learned. Center on Globalization, Governance & Competitiveness; Duke University.
Linkit
LAB. 2021. Aksiaalisesti laminoitu synkronireluktanssikoneen roottori. [Viitattu 27.4.2021.] Saatavissa: https://lab.fi/fi/projekti/asynro-aksiaalisesti-laminoitu-synkronireluktanssikoneen-roottori
