UUSIMMAT

Energia-alalla huikea osaajatarve

05.03.2012 17:32 | Aki Lehti

Vuoden 2011 Analogiasignaalinkäsittelykurssin satoa: D-luokan vahvistin, fuksianpunainen bilepossu ja sen suunnittelijat, kolme iloista sähköteekkaria, Joonas Talvitie, Antti Summanen ja Juha Toikka. 
 

Tekniikan keinoin voidaan vastata moniin haasteisiin, joita tulevat vuosikymmenet tuovat mukanaan. Maailma muuttuu huikeaa vauhtia. Ilmastonmuutos vaikuttaa globaalisti; puhdas vesi ja ilma eivät ole itsestäänselvyyksiä, ei myöskään ruuan riittävyys lisääntyvälle väestömäärälle. Kestävä kehitys, uusiutuvan energian käytön hallittu lisääminen ja energiatehokkuus ovat tekniikan alan asiantuntijoiden työsarkaa.

Tammikuussa tekniikan alan 3T-ammattilehti julkaisi selvityksen, jossa oli haastateltu viittäkymmentä asiantuntijaa. Merkittäviltä tekniikan alan työllistäjiltä kysyttiin, mikä on suomalaisen insinöörityön tulevaisuus. Vastaajat mainitsivat ilmastonmuutoksen ihmiskunnan suurimpana haasteena, johon insinöörien odotetaan löytävän ratkaisuja. Muita tärkeitä tutkimus- ja kehityskohteita ovat muun muassa uusiutuvan energian, varsinkin aurinkoenergian, ja veden puhdistusteknologian kehittäminen. Maailman ruokatuotannon riittävyys nostettiin myös esille. Jätteiden käsittelyn tehostaminen niin, että roskista saadaan energialähteitä sekä öljyriippuvuuden vähentäminen ovat askelia kohti kestävää kehitystä.

– Tulevaisuuden energiaratkaisujen kehittämistä voidaan karkeasti kuvata kolmella vaihtoehdolla. Uusiutuvat energialähteet (vesi, aurinko, tuuli, aalto, bio), täysin puhdas hiilivoima ja superturvallinen ydinvoima. Tällä hetkellä maailmanlaajuisesti eniten tutkimuspanoksia laitetaan uusiutuvien energialähteiden hyödyntämiseen. Tosiasia on kuitenkin myös, että hiilivoimaa ja ydinvoimaa tullaan käyttämään pitkälle tulevaisuuteen. Edullinen energia on yksi hyvinvoinnin kehittymisen perusta ja siksi esimerkiksi hiilivoimaa rakennetaan suuria määriä kehittyvillä markkinoilla, myös tulevaisuudessa, toteaa Lappeenrannan teknillisen yliopiston (LUT) sähkötekniikan professori Jarmo Partanen.

– LUT:ssa energiatehokkuudella ja uusiutuviin energialähteisiin perustuvalla energiantuotannolla on suuri paino energiatekniikan opetus- ja tutkimustoiminnassa, mutta olemme aktiivisesti mukana myös ydinenergian turvallisuuden kehittämisessä ja hiilidioksidin talteenotossa hiilivoimalaitoksissa.
 

LUT Energian opiskelijat ovat tulevaisuuden tekijöitä

LUT Energian tohtoriopiskelijat Mikko Purhonen ja Mikko Rantalankila valmistautuvat kumpikin omalla tutkimusalueellaan liittymään tulevaisuuden tekijöiden joukkoon.

Aurinkoenergiassa riittää tulevaisuuden potentiaalia; aurinko on paistanut jo viisi miljardia vuotta, mutta vasta nyt aurinkoenergian talteenotossa ollaan alkumetreillä. Tekemistä tällä saralla riittää, toteaa nuorempi tutkija Mikko Purhonen.

– Koen, että tutkimustyöni antaa minulle kokemusta ja eväitä vaikuttaa tulevaisuuden vesi- ja energiavarojen riittävyyteen, kertoo nuorempi tutkija Mikko Rantalankila, joka väitöskirjatutkimuksessaan keskittyy veden puhdistamiseen UV-ledeillä.

Energia-alan asiantuntijoilla on vientiä

Energia-alan asiantuntijoiden tehtäväkenttä on laaja. Lisää työpaikkoja alalle luovat muun muassa uusiutuvan energian lisääntyvä hyödyntäminen, ydinvoiman, varsinkin ydinturvallisuuden suunnittelu ja toteutus, älykkäiden sähköverkkojen rakentaminen sekä energiatehokkaat, ympäristöä säästävät teknologiaratkaisut.

LUT Energian energia-, sähkö- ja ympäristötekniikan koulutusohjelmista valmistuu vuosittain 130 diplomi-insinööriä ja kymmenkunta tekniikan tohtoria muun muassa edellä mainittuihin energia-alan asiantuntijatehtäviin. Kysyntää osaamiselle on.

LUT:n opetuksen tasosta ja opiskelijoiden motivaatiosta kertoo hiljattain valmistunut valtakunnallinen selvitys opintojen etenemisestä tekniikan alan koulutusohjelmissa. Tarkastelussa olivat vuosina 2008-2010 aloittaneet ensimmäisen vuoden opiskelijat. Selvitys osoittaa että LUT:n opiskelijat etenevät opinnoissaan erittäin hyvin, ja LUT oli selvästi näissä tilastoissa valtakunnan ykkönen.
 

Teoriasta käytäntöön – opiskelua maailman parhaaksi

LUT Energialla on vahva rajapinta yliopiston Green Campukseen, tutkimus- ja opetusympäristöön, jossa käytetään yliopiston energiaosaamista ja hyödynnetään omia innovaatioita. Hankkeesta saadaan konkreettista sisältöä LUT Energian koulutusohjelmien opetukseen samalla kun energia-asiantuntijuutta hyödynnetään Green Campuksen aurinko- ja tuulivoimaloissa sekä älykkään sähköverkon rakentamisessa.

Opintojen mielekkyyttä lisää se, ettei opiskelu ole pelkkää luennoilla istumista. Vuosittain toteutetaan useita kursseja, joihin kuuluu luentojen lisäksi teorian soveltamista käytäntöön.

– Tämän hetkeen kuumimpia aiheita ehdottomasti on 28.4. järjestettävä Lappeenranta GP, jossa energiapihit sähköajoneuvot kisaavat 2000 euron pääpalkinnosta. Kisaan osallistutaan kahdella projektityökurssilla. Aivan vapaastikin saa toki kuka vain osallistua, mutta kurssien kautta on tarjolla pientä taloudellista tukea hankintoihin ja toki sponsorit ovat sallittuja, kertoo tutkijatohtori Juha-Pekka Ström.

– Kyseessä on LUT Energian sähkötekniikan kurssin ”Teholähdetekniikan projektityö” ja LUT Metallin projektityökurssin yhteishanke, jonka lopputuloksena syntyy kaksi ajoneuvoa kyseiseen ”Joulella pisimmälle” -kisaan. Kurssi soveltuu sekä perus- että jatko-opintoihin, Ström jatkaa.

– Kurssissa on oppimistavoitteena tietysti käytännön sähkökäytön suunnittelun ja toteutuksen lisäksi oppia työelämässä oleellisia ryhmätyö- ja kommunikointitaitoja.
 

Energiapihejä sähköautoja kurssityönä

Molemmat kurssit toteutetaan siten, että opiskelijat jaetaan kilpaileviin ryhmiin, joille kullekin valitaan projektipäällikkö opiskelijoiden joukosta. Sähkötekniikan ryhmät rakentavat alusta alkaen sähkökäytön, joka koostuu sähköisestä energiavarastosta, tehoelektroniikasta, ohjauksesta ja sähkömoottorista. Konetekniikan ryhmät toteuttavat sitten auton ja sen mekaniikan sekä voimalinjan suunnittelun. Käytännössä molemmat ryhmät aloittavat puhtaalta pöydältä ja Wappuna sitten osallistutaan kilpailuun noilla itse rakennetuilla ajoneuvoilla. 

Vuodesta 2005 lähtien toteutettu Sähkökaupan pörssipeli -kurssi sisältää luento-opetusta, kotitehtäviä ja raportteja, mutta tärkein sisältö on kuitenkin itse peli, joka on tiimeissä pelattava perinteinen ”lautapeli” tietokonesovelluksena.

– Tiimit kilpailevat toisiaan vastaan tiettyjen sääntöjen mukaan ja noudattamalla aikataulua (”pelivuoroja”). Pelin voittaa tietenkin ryhmä, joka tekee parhaimman taloudellisen tuloksen. Peli on mahdollisimman realistinen, joten pelissä käytetään mm. oikeita hintatietoja pohjoismaisesta sähköpörssistä. Koska ollaan yliopistossa, niin pelin lopputulosta on osattava myös analysoida ja selittää, eli kertoa, miksi meni hyvin tai huonosti, kertoo kurssia vetävä nuorempi tutkija Mari Makkonen.

– Kurssilla opitaan sähkön vähittäismyyjänä toimimisen periaatteet eli myymään sähköä asiakkaille kannattavasti ja käyttämään pohjoismaisen sähköpörssin tuotteita. Siis kuten oikeatkin salkunhoitajat/sähkön myyjät sähköyhtiöissä. Tavoite on myös oppia seuraamaan sähkömarkkinoita ja esimerkiksi sähkön hintaan vaikuttavia tekijöitä.
 

Sähkökaupan pörssipelaajilla valaistumisen hetkiä

Kurssista kerätty opiskelijapalaute on innostavaa. Kurssia pidetään mielenkiintoisena ja käytännönläheisenä.

– Usein opiskelijat kokevat tässä vaiheessa ”valaistumisen hetkiä”, että näinhän nämä markkinat oikeasti toimivatkin, kertoo Makkonen.

– Peliä pelatessa sai hyvän käsityksen sähkömarkkinoiden toiminnasta ja samalla tuli seurattua todellista sähkömarkkinoiden kehitystä lähes päivittäin. Kurssi oli todella mielenkiintoinen ja toi mukavaa vaihtelua opiskeluun. Ryhmien kesken oli myös havaittavissa pientä mukavaa kilvoittelua pelin aikana. Suosittelen kurssia kaikille, joita energiamarkkinoiden toiminta kiinnostaa, raportoi sähköteekkari Aino-Mari Keskinen.

Parhaillaan käydään myös Mikroprosessorit -kurssia, jossa opiskelijat tutustuvat yksinkertaisten mikroprosessorien perusominaisuuksiin, sulautettuihin järjestelmiin ja niiden ohjelmointiin (eli sovellusohjelmien tekoon).

– Kurssi kuuluu LUT Energian sähkötekniikan kandivaiheen opintojaksoihin, ja on ensimmäinen sulautettuihin järjestelmiin keskittyvä kurssi. Kurssi antaa eväät itsenäiseen sovellusohjelmien tekemiseen, kuvailee kurssin vetäjä, tutkijatohtori Tero Ahonen.

Kurssin opetuslaitteistona käytetään Legon Mindstorms-robotteja/settejä, joihin kuuluu keskusyksikön lisäksi servomoottoreita, antureita sekä merkkivaloja. Mindstorms-laitteistot mahdollistavat samalla kertaa erilaisten laitteiden tekemisen ja samalla sulautettujen järjestelmien c-kielisen ohjelmoinnin opetuksen. Käytännön esimerkkejä toteuttavissa olevista laitteista ovat auto, robotti, skannneri ja tulostin. Lisäksi Mindstorms-laitteistot ovat osoittautuneet opetuksen kannalta demolautoja innostavammiksi laitteistoiksi.

Sähköteekkarit Henri Vakkamäki ja Teppo Vuorio Mikroprosessorit-kurssilla opiskelemassa ohjelmointia ja laitteistosuunnittelun perusteita Mindstorms-laitteistojen avulla.
 

”Kasaa ja ohjelmoi sumopainiin soveltuva laite”

Vaikka harjoitusten pääpaino on ohjelmoinnissa, Mindstorms-laitteistot opettavat samalla laitteistosuunnittelun perusteita ja antavat opiskelijoille lisää vapautta laitteiden kokoamiseen. Tämä korostuu erityisesti kurssin harjoitustöissä sekä erikseen järjestettävissä ”olympialaisissa”, missä opiskelijoiden pitää kasata ja ohjelmoida mahdollisimman hyvin eri kilpailuihin (esim. aika-ajoihin ja sumopainiin) soveltuva laite.

– Mielestäni tämä tukee erinomaisesti opintoja ja ennen kaikkea on hienoa nähdä kun ohjelmakoodi konkreettisesti toimii laitteessa, hehkuttaa hybridikäytöistä kiinnostunut sähköteekkari, Henri Vakkamäki.

LUT Energian käytännönläheisiin oppimistapoihin kuuluu myös Reeta Lindin ympäristöteekkaripäiville kehittämä ympäristöpeli. Sitä pelataan ryhmissä, ja siinä pyritään sosiaalisesti, taloudellisesti ja ekologisesti kestävään kehitykseen.

Luento-opetusta täydentävät soveltavat kurssit tarjoavat vaihtelua opiskeluun ja antavat käytännön työelämävalmiuksia, joita työnantajat arvostavat. 

 

Hakuaika tekniikan DI-ohjelmiin on nyt: 4.3.-3.4.2013 klo 16.15.

LUT Energia on Suomen suurin yliopistollinen energia-alan tutkija ja kouluttaja, jonka Teknillisten tieteiden yhteishakukohteet ovat energiatekniikan, sähkötekniikan ja ympäristötekniikan koulutusohjelmat.

LUT energia

Kysymys-/vastauspalsta jatkaa MuroBBS:ssä

Foorumin puolella on edelleen oma viestiketju, jossa Lappeenrannan teknillisen yliopiston tohtoriopiskelijat ja professorit vastaavat murolaisten kysymyksiin. Kysy opiskelusta tai yleisemmin energia-, sähkö- tai ympäristötekniikkaan liittyvistä kiinnostavista aiheista. Osaamisalueitamme ovat mm. tuulivoima, aurinkoenergia, bioenergia, ydinturvallisuus, vihreä kemia, ympäristöasiat ja älykkäät sähköverkot. Tavoitteenamme on tekniikan keinoin edistää energiatehokkuutta ja kestävää kehitystä.
 

TIETORUUTU: LUT Energia

Lappeenrannan teknillinen yliopisto on Suomen suurin yliopistollinen energia-alan tutkija ja kouluttaja. Tutkimusryhmämme energia-, sähkö- ja ympäristötekniikan aloilla toimivat yhtenäisessä LUT Energia -tutkimuskokonaisuudessa, ja tarjoavat poikkitieteellistä osaamista yhteistyökumppaneilleen.

Hallitsemme ympäristöystävällisesti koko energiaketjun energialähteistä loppukäyttöön: polttoaineet, energiantuotantoteknologiat, sähköverkot ja -markkinat sekä energiankäytön ja tuotantoprosessit. Energiatehokkaiden ratkaisujen löytäminen edellyttää laaja-alaista tutkimusta.

Tutkimustoimintamme on luonut pohjan useille maailmanlaajuisille menestystuotteille ja uudelle yritystoiminnalle. Osaamisestamme kertovat myös kymmenet myönnetyt patentit. Vuosittain meiltä valmistuu 130 energia-alan diplomi-insinööriä ja kymmenkunta tekniikan tohtoria, jotka sijoittuvat laajasti eri tehtäviin yliopistoista yrityksiin. Tulevaisuudessa maailma on entistä sähköisempi. Uusille osaajille löytyy alalta töitä ja haasteita.

Rock the Energy!