Ympäristö ja kehitys ry on omassa kehitysyhteistyössään viime vuosina keskittynyt rahoittamaan uudenlaisia aurinkoenergiahankkeita Intiassa, yhteistyössä suomalais-intialaisen aurinkoenergian edistämisverkoston InSICin (International Solar Innovations Council) kanssa.
InSIC on vuosina 2020-2023 rahoittanut pääosin Ympäristö ja kehitys ry:n tuella kaikkiaan yhtätoista uudenlaisia aurinkoenergian sovellutuksia kehittävä hanketta Intiassa. Projekteista oli lokakuun 2023 lopulla saatettu loppuun neljä ja seitsemän jatkui edelleen.
Projektien tähänastinen maksimikoko on ollut 5000 euroa mutta ainakin yhdelle niistä eli aurinkopaneelien elektrodynaamisen puhdistuksen kehittämiselle tullaan todennäköisesti myöntämään jatkorahoitusta (muodollisesti uuden projektin kautta), koska kyseessä on poikkeuksellisen monimutkainen tutkimusongelma.
Ympäristö ja kehitys ry on vuosina 2020-23 rahoittanut yhteensä vähän yli 80 prosenttia InSICin pienprojektiohjelmasta, eli kuvattujen yhdentoista hankkeen yhteenlasketuista kustannuksista. Loput 20 prosenttia ovat tulleet Atmosmare-säätiöltä tai olleet InSICin itse keräämiä varoja.
Intialaisissa yliopistoissa on kuitenkin edelleen maailmanluokan tutkijoita, joiden vuosipalkka on 2000 tai 3000 euroa ja joiden tutkimusapulaiset, muusta henkilökunnasta puhumattakaan, ansaitsevat vielä paljon vähemmän. Myös useimmat muut kustannukset ovat halvempia kuin Euroopassa. Yliopistoilla ja muilla tutkimuslaitoksilla on myös valtaosa vaadittavasta infrastruktuurista sekä tarvittavat tilat valmiina, niin ettei niistä aiheudu kustannuksia.
InSIC rahoittaa vain projekteja jotka kehittävät tai jotka saattavat onnistua kehittämään jotakin aidosti uutta. Useimmat InSICin projekteista pyrkivät kehittämään nimenomaan maapallon kolmen miljardin köyhimmän ihmisen tarpeisiin vastaavia aurinkoenergian sovellutuksia, jollaisten tuottamisesta kaupalliset ja valtiolliset tutkimus- ja kehittelyohjelmat eivät ole olleet kiinnostuneita.
Tällä sivustolla on sekä lyhyet että vähän pidemmät kuvaukset näistä InSICin tähänastisista hankkeista, niiden saavutuksista ja tilanteesta. Samoista projekteista löytyy lisää tietoa, kuvia ja videoita myös InSICin omilta verkkosivuilta.
1. Paranneltujen aurinkokäyttöisten ruuan kuivureiden kehittäminen
Keralalainen kylien gandhilainen kehittämisjärjestö Mitraniketan kehitti InSICin pilottiprojektirahoituksella kolme parannettua ruuan kuivuria. Keskeisin uusi innovaatio kuivureissa oli "savupiippu" joka tehosti ilman kiertoa ja kosteuden poistumista kuivaustilasta. Parannetut aurinkokäyttöiset kuivurit vähentävät ruokahävikkiä ja sitä kautta maataloustuotannon muun muassa typpilannoituksen ja vesistöjen rehevöitymisen kautta aiheuttamia kasvihuonepäästöjä.
2. Surya Radhuni -valaistus, puhdas keittoenergia ja pieni määrä sähköä köyhille kotitalouksille 50 eurolla ja 6 kuukauden takaisinmaksuajalla.
Vivekananda Institute for Biotechnology kehitti InSICin pienprojektirahoituksella Surya Radhuni- eli "Aurinkokokki -nimisen teknologiapaketin. Se pystyy tuottamaan köyhille kotitalouksille valaistuksen, puhdasta keittoenergiaa ja pienen määrän ylimääräistä sähköä 50 euron yhteenlasketuin kustannuksin, jolloin takaisinmaksuajaksi tulee kuusi kuukautta. Surya Radhunin ytimessä on "Surya Jyoti" -mikrokattoikkuna, joka oli ensimmäinen InSIC-verkoston kehittämä merkittävä innovaatio. Surya Radhunissa mikrokattoikkunan aurinkopaneelia ja pientä akkua käytetään myös erittäin puhtaasti polttavan biomassakeittolieden pikku tuulettimen voimanlähteenä.
3. Parabolisella heijastimella ladattava lämpöparisto-aurinkokeitin
Heritage Institute for Technology on kehittänyt InSICin pienprojektirahalla ja InSICin tiimien tuella aurinkokeitintä, jonka lämpövarasto ladataan suoralla auringonvalolla keskellä päivää. Useiden uusien innovaatioiden ansiosta InSICin ja Heritage Technology Instituten lämpövarasto-aurinkokeittimen arvioidut valmistuskustannukset ovat sarjatuotannossa noin 40 euroa ja suurisuuntaisessa massatuotannossa ehkä vain 10-20 euroa. Keitin mahdollistaa ruuanlaiton aurinkoenergialla sisällä sekä illalla ja aamulla, sen jälkeen kun aurinko on jo laskenut.
Solar cooking device with energy storage (pdf)
4. Aurinkosähköllä ladattava lämpöparisto-aurinkokeitin
Tunnettu intialainen aurinkoenergiakeksijä Ajay Chandak kehitti InSICin tuella uudenlaisen ja aiempaa halvemman, yhdellä aurinkopaneelilla ladattavan lämpövarasto-aurinkokeittimen.
5. Aurinkosähköllä toimiva, kyliin sopiva vedenpuhdistusjärjestelmä
Maharasthran osavaltiossa toimiva Vigyan Ashram-järjestö kehitti InSICin pienprojektirahoituksella erittäin halvan, osittain aurinkokäyttöisiin puhaltimiin perustuvan jätevesien puhdistusjärjestelmän, jolla on suuret mahdollisuudet pienentää rehevöityneiden vesistöjen metaani- ja typpioksiduulipäästöjä eri puolilla maailmaa. Ensimmäinen prototyyppi laski jäteveden kemiallisen hapenkulutuksen yli kymmenen kertaa aiempaa pienemmäksi, niin että jätevesiä oli puhdistuksen jälkeen mahdollista käyttää muun muassa peltojen kasteluvetenä.
6. Aurinkopaneelien elektrodynaaminen (eli elektrostaattinen) puhdistusjärjestelmä
Kolkatan yliopiston sovelletun fysiikan laitos on yrittänyt InSICin pilottiprojektirahoituksen turvin kehittää maailman ensimmäistä toimivaa aurinkopaneelien elektrodynaamista puhdistusjärjestelmää. Jos menetelmä saadaan toimivaksi ja professori Jitendra Nath Beran tutkijaryhmä löytää myös riittävän halvan tavan lisätä EDS-kalvot aurinkopaneeleihin, ne voivat 2-2,5-kertaistaa aurinkopaneelien sähkön tuotannon Intian kaltaisissa hyvin saastuneissa maissa, pienentää aurinkopaneelien puhdistuskustannuksia, vähentää aurinkosähkön tuotannon ja maataloustuotannon välisiä, vesipulaan liittyviä ristiriitoja ja ehkä kaksinkertaistaa aurinkopaneelien käyttöiän. Projekti on jo saanut elektrodynaamisen puhdistuksen toimimaan (eri tavoin tehdyt kokeet ovat kaikki vahvistaneet tämän) mutta riittävän halvan EDS-kalvojen valmistusmenetelmän kehittäminen on vielä kesken.
Automatic Cleaning of Solar Panels (pdf)
7. Aiempaa halvemman aurinkokäyttöisen rullatuolin kehittäminen
Tripuran yliopiston kanssa toteutetun hankkeen tarkoituksena oli puolittaa korkeatasoisten, aurinkopaneelista virtansa saavien, sähkömoottorilla varustettujen rullatuolien valmistuskustannukset. Hanke ei onnistunut saavuttamaan tätä tavoitetta, sillä sen toteuttajat päätyivät tekemään designiinsa suuren määrän parannuksia, joista jokainen lisäsi tuotantokustannuksia jonkin verran. Tämän takia tuloksena ei ollut 50 prosenttia aiempaa halvempi vaan suunnilleen samanhintainen, mutta monin tavoin ratkaisevasti aiempaa parempi aurinkosähköllä kulkeva rullatuoli. Hanke oli siis osittainen onnistuminen, mutta alkuperäistä tavoitettaan se ei saavuttanut.
8. Teräksen korvaaminen bambulla aurinkovoimaloiden rakenteissa
InSICin rahoittama Arka Renewable Collegen projekti pyrkii korvaamaan aurinkovoimaloiden sekä aurinkopaneeleilla toimivien katuvalojen ja puutarhavalaisimien teräksiset tukirakenteet valikoiduista bambulajeista tehdyillä ja ympäristöystävällisellä tavalla käsitellyillä rakenteilla. Jos projekti onnistuu, siirtyminen teräksestä bambuun laskee aurinkovoimaloiden kustannuksia Intiassa ja sen naapurimaissa noin 20 prosentilla ja tekee samalla aurinkovoimaloista hiilinieluja. Silloin kun aurinkovoimaloiden tukirakenteet tehdään teräksestä, terästä tarvitaan noin 90 tonnia kutakin asennettua megawattituntia kohti. Yhden terästonnin tuottaminen aiheuttaa keskimäärin 500 kilon suuruiset hiilipäästöt.
Replacement of Structural Steel with Bamboo (pdf)
9. Aurinkokäyttöisen terveyssiteiden jakeluautomaatin kehittäminen Intian maaseudun tyttökouluja varten
Kuukautissuojien saatavuus Intian maaseudulla on niin huono, että noin 40 prosenttia naispuolisista oppilaista jää pois koulusta kuukautisten ajaksi ja jää tämän seurauksena pikku hiljaa yhä pahemmin jälkeen opetuksessa. Terveyssiteiden huono saatavuus on tutkimuksien mukaan tärkein yksittäinen syy siihen, että suuri osa intialaisista tytöistä jättää koulunsa kesken. Kouluissa on terveyssiteitä myyviä automaatteja, mutta ne menevät rikki toistuvien sähkökatkojen takia. Selvityksien mukaan suurin osa käytössä olevista automaateista ei tällä hetkellä toimi. Tästä syystä Geetanjali Solar on InSICin rahoituksella kehittänyt Intian maaseudun tyttökouluja varten aurinko- ja akkukäyttöisen, ratkaisevasti aiempaa luotettavamman terveyssiteiden jakeluautomaatin. Naaree- eli Nainen-niminen automaatti on myös ulkoiselta designiltaan paljon aiempia malleja houkuttelevampi.
Solar powered Sanitary Napkin Vending Machine (pdf)
10. Tuhat euroa maksavan aurinkokäyttöisen (SDD-) rokotejääkaapin kehittäminen
Woxsen-yliopiston kanssa toteutettava hanke pyrkii pudottamaan rokotteiden säilytykseen soveltuvien aurinkokäyttöisten jääkaappien hinnan alle tuhanteen euroon. Koska rokotejääkaapit ovat lääketieteellistä teknologiaa, niistä tehdään nykyään tietyllä tavalla myös vähän turhan hienoja. Tämän takia ne ovat edelleen niin kalliita, että esimerkiksi Intian tai useimpien Afrikan maiden köyhien maaseutualueiden terveyskeskuksilla ei ole varaa niihin. Tästä syystä iso osa lapsista (ja aikuisista) saa edelleen tehonsa menettäneitä rokotteita.
Emme vielä tiedä onnistuuko projekti saavuttamaan tavoitteensa, mutta se on jo nyt kehittänyt yhden uuden potentiaalisesti merkittävän innovaation. Kokeilemalla erilaisia aurinkosuoloja erikokoisia annoksina Woxsen-yliopiston projektitiimi on pystynyt kehittämään jääkaapin jonka sisäosat pysyvät 6-7 vuorokautta alle 4-asteisena vielä sen jälkeen kun se ei ole enää saanut lainkaan virtaa aurinkopaneeleista, akuista tai verkosta.
Solar Based Vaccine Refrigerator (pdf)
11. Sähköriksoja ja muita pieniä sähköisiä ajoneuvoja palvelevan, aurinkopaneeleilla toimivan latausaseman prototyypin kehittäminen
Intiassa on kaksi miljoonaa sähköriksaa ja kahdeksan miljoonaa bensakäyttöistä riksaa. Bensakäyttöinen riksa tuottaa keskimäärin 3,7 tonnia hiilidioksidia vuodessa. Sähkökäyttöiset riksat tuottavat vain puolet tästä, mutta niidenkin päästöt ovat melko suuria koska niiden akut ladataan öisin, pääosin fossiilisähköllä tuotetulla verkkovirralla. Sitä paitsi öisten syvälatausten suosiminen kuluttaa akkuja monta kertaa enemmän kuin lukuisat osittaiset tai kevyemmät lataukset. Tämä vähentää sähköriksojen suosiota ja hidastaa bensariksojen korvautumista niillä. Joydip Janan ja pienen Resoltz-nimisen startupin kanssa toteutettu hanke pyrkii kehittämään Intiaa varten neljästä Vikram Solarin 665 watin aurinkopaneelista virtansa saavan sähköriksojen latauspisteen. Toiveena on, että idea replikoitaisiin miljoonin kappalein kaikkialle Intiaan (ja myös sen naapurimaihin) niin että sähköriksat voisivat jatkossa ladata akkujaan osittaisin kevytlatauksin aurinkosähköllä, ajojen välissä.