Energialähteet

Aurinkovoima

Aurinkovoimalla eli auringon säteilyä hyödyntämällä voidaan saada talteen sekä sähköä, että lämpöä. Sähköä tuotetaan aurinkokennojen avulla. Aurinkopaneelit muodostuvat näistä kennoista. Sähkö saadaan talteen hyödyntäen niin sanottua valosähköistä ilmiötä. Auringosta lähtöisin oleva energia kulkee fotoneina ja kennon kohdatessaan, fotonit luovuttavat energiansa sen elektroneille synnyttäen sähkövirtaa. Aurinkopaneelit muodostuvat useista kennoista ja paneelin teho riippuu kennojen määrästä. Auringon lämpöenergiaa taas saadaan hyödynnettyä aurinkokeräimillä. Keräimet eivät tuota sähköä vaan niiden toiminta perustuu siihen, että aurinko lämmittää keräimessä kiertävän nesteen. Kiertävä neste taas lämmittää sen kohteen mihin se on kytketty, esimerkiksi lämminvesivaraajan.

Hieman suuremmassa mittakaavassa aurinkolämpövoimalassa auringon valo keskitetään peilijärjestelmää hyödyntämällä. Se saa lämpötilan nousemaan ja lämpö taas veden höyrystymään. Höyryllä taas pyöritetään turbiinia, jonka avulla tuotetaan energiaa sähköverkkoon.

Suomen olosuhteet eli pitkä pimeä kausi ja lumi aiheuttavat sen, että auringosta saatava hyöty on hyvin rajallinen talven aikana ja jakautuu epätasaisesti vuoden ajalle. Auringosta saatavaa sähköä voidaan varastoida akkuihin ja tasata niiden avulla epätasaista tuotantoa, mutta niistäkään ei koko talveksi riitä apua.

Tuulivoima

Tuulivoima on ehtymätön luonnonvara, jota saadaan hyödynnettyä tuulivoimalan avulla. Tuuli saa voimalan huipulla olevat siivet pyörimään ja pyöriminen tuottaa energiaa, jonka generaattori muuttaa sähköenergiaksi. Tuulivoimaloita kutsutaan myös tuuliturbiineiksi ja kotosammin usein puhutaan tyylimyllyistä. Tuulivoima on yksi edullisimmista keinoista tuottaa energiaa ja se on lähes täysin päästötöntä.

Tuulivoimaloille paras tuulen nopeus on noin 10m/s. Toisin kuin voisi luulla, todella kova tuuli ei ole hyväksi tuulivoimaloille ja jos tuulen voimakkuus kasvaa liian korkeaksi, ne kytkeytyvät pois päältä vikojen estämiseksi. Tuulivoima on kasvattanut osuuttaan Suomessa viime vuosina runsaasti. Olosuhteet etenkin rannikko- ja merialueilla ja tuntureilla ovat otollisia tuulivoiman kannalta. Suomen olosuhteissa etenkin talviaika on otollista aikaa tuulivoiman kannalta sillä ne ovat yleensä tuulisempia kuin kesäkuukaudet.

Bioenergia

Bioenergia on suurin uusiutuvaksi luokiteltava energianlähde Suomessa. Sitä hyödyntävät hyvinkin erikokoiset toimijat yksittäisistä kotitalouksista ja kiinteistöistä metsäteollisuuteen ja kaukolämpölaitoksiin.

Bioenergiaa saadaan biomassaa polttamalla. Bioenergian polttoaineita ovat biokaasu, kierrätys- ja jätepolttoaineiden biohajoava osa, peltobiomassat sekä puuperäiset polttoaineet. Bioenergiaa voidaan hyödyntää niin kiinteänä, nesteenä kuin kaasunakin. Biomassaa, josta polttoaine jalostetaan, saadaan metsistä, pelloilta, maataloudesta sekä jätteistä. Suomessa vahva metsäteollisuus synnyttää suuria määriä muuhun käyttöön sopimatonta jätepuuta, joka hyödynnetään biomassana.

Biomassojen polttaminen energiaksi on luokiteltu hiilineutraaliksi, sillä poltettaessa vapautuva hiili sitoutuu lopulta takaisin kasvavaan biomassaan. On kuitenkin tärkeää, että puupolttoaineiden alkuperä on kestävä, eikä niiden saamiseksi ole esimerkiksi ole tuhottu vanhoja, luontoarvoiltaan arvokkaita metsiä talousmetsän tieltä.

Vesi energian lähteenä

Vettä voidaan hyödyntää muutamallakin eri tavalla energiantuotantoon. Perinteinen tapa on vesivoimalaitokset. Vesivoimala toimii siten, että putoavan veden liikkeestä syntyvä energia muutetaan turbiinin ja generaattorin avulla sähköenergiaksi. Vaikka vesivoima on lähestulkoon päästötöntä ja voimalaitokset pitkäikäisiä, mutta uusia isoja voimalaitoksia tuskin Suomeen enää rakennetaan. Uuden voimalaitoksen ja siihen mahdollisesti liittyvän tekoaltaan rakentaminen aiheuttaa aina paikallisesti iso muutoksia alueen ympäristöön ja ekologiaan.

Vuorovesienergia toimii hyvin samaan tapaan kuin vesivoimalat. Vuorovettä voidaan hyödyntää energiantuotantoon vuorovesivirtageneraattorin tai vuorovesipadon avulla. Ensimmäisessä yksinkertaistettuna vesi virtaa generaattorin läpi ja jälkimmäisessä taas padolla säädellään veden korkeutta ja veden potentiaalienergia muutetaan sähköksi.

Aaltovoima on uudempi ja vielä kehittelyn alla oleva tapa hyödyntää vettä energiantuotantoon. Aaltovoimassa nimensä mukaisesti muutetaan sähköenergiaksi aaltojen liikettä aaltovoimalan avulla. Toistaiseksi aaltovoimaa ei olla onnistuttu hyödyntämään kannattavalla tavalla.

Geoterminen energia

Geoterminen energia on planeettamme ytimessä tapahtuvan radioaktiivisen hajoamisen tuotteena vapautuvaa lämpöenergiaa. Lämpöenergia saadaan hyötykäyttöön maahan porattavien 1-5 kilometriä syvien kaivojen kautta. Kaivoja tehdään aina vähintään kaksi. Toisen kautta valutetaan kylmää vettä alas ja kun se on maan alla lämmennyt, se pumpataan toista reittiä ylös. Pumput toimivat sähköllä, mutta pumppaamalla saatavan lämpöenergian hyöty on kustannuksia suurempi.

Geotermiseen energiaan perustuvia tuotantolaitoksia on yhden talouden tarpeisiin sopivasta aina isoihin, koko kaupungin lämmittäviin laitoksiin. Monille tuttuja geotermisen energian ilmenemiä ovat esimerkiksi kuumat lähteet ja Islanti onkin johtava maa geotermisen energian käytössä niin lämmityksen kuin sähköntuotannon osalta. Suomessa geotermisen energian hyödyntämisestä on tehty kokeiluja, mutta vielä sitä ei ole saatu hyödynnettyä laajemmassa mittakaavassa.

Maalämpö

Maalämpö menee helposti sekaisin geotermisen energian kanssa, sillä molemmissa energia tulee samasta suunnasta eli maan alta. Maalämpö on kuitenkin auringon lämpöä, joka on sitoutunut maan pintakerroksiin ja otetaan sieltä hyötykäyttöön pumppaamalla. Maalämpöpumput toimivat hyvin samaan tapaan kuin monille ehkä tutummat ilmalämpöpumput.