Grossberg-Kuuse huvi päikeseenergeetika vastu tekkis mõneti juhuslikult – ta sattus lõputööd tegema selle valdkonna tippteadust tegevasse laborisse ja see lõi silma särama. Küll aga teadis ta juba pärast keskkooli lõppu, et läheb õppima reaalteadusi. Lisaks reaalsele tulemusele meeldib talle ka loogikaülesannete lahendamine ja neid reaalteadused pakuvad. „Ka detektiivijutud on mulle alati meeldinud, kuidagi ma näen seal mingisugust paralleeli. Kui sa detektiivromaani loed, siis püüad ka oma peas seda mõistatust lahendada,“ sõnab Grossberg-Kuusk, kelle lemmikdetektiiviks on Sherlock Holmes.

Kes on professor Maarja Grossberg-Kuusk?

  • Tallinna tehnikaülikooli materjali- ja keskkonnatehnoloogia instituudi direktor

  • 2021. aastal Eesti Vabariigi teaduspreemia laureaat tehnikateaduste alal

  • Eesti Noorte Teaduste Akadeemia president

Mõistatusi tema uurimistöös jätkub – Grossberg-Kuusk ei tööta otseselt olemasolevate päikesepaneelide tehnoloogiatega, vaid loob koos päikeseenergeetika materjalide uurimisgrupiga uusi. Päikeseenergeetika valdkond kasvab kiiresti ja ühel hetkel on vaja suuri tootmismahtusid. Tarvis on uusi materjale asendamaks neid, mida meil ehk piisavalt ei ole või mille tootmine ei ole sugugi keskkonnasõbralik. Ja olemasolevad tehnoloogiad pole ka piisavalt mitmekülgsed. Enamasti kasutatavad ränitehnoloogial päikesepaneelid ei ole painduvad ega lase valgust läbi. „Võetakse aknaklaas ja kaetakse päikesepaneeliga osaliselt. Selline nn päikeseelektrit tootev aken ei ole esteetiliselt ilus lahendus,“ leiab teadlane.

Hoopis parem oleks töötada välja sellised päikesepaneelid, mis on piisavalt õhukesed laskmaks valgust läbi. TalTechi päikeseenergeetika materjalide uurimisrühm on loonud õhukesekileliste päikesepaneelide jaoks täiesti uue lähenemise – monoterapulber-tehnoloogia. Kui tavaliselt toodetakse õhukesi päikesepaneele vaakumaurustamise või -pihustamisega või keemiliste sadestusmeetoditega, siis see uudne meetod võimaldab kasutada kristalset pulbrit. Nii saab valmistada väga kergeid, painduvaid ja valgust osaliselt läbilaskvaid päikesepaneele, mille abil on võimalik panna ka erinevaid hoonete või asjade pindu päikeseelektrit tootma.

„Nii saaks kasutada ära majade pindasid, mis on väga oluline, kui me räägime linnadest. Linnas ei ole võimalik panna kuskile suurt päikeseparki püsti, samas on meil palju hoonete pinda,“ selgitab Grossberg-Kuusk õhukesekileliste paneelide eeliseid. See on üks suundasid, millega ta tegeleb. TalTechis on päikeseenergia tehnoloogiaid arendavaid teaduslaboreid kaks ning mõlemad töötavad erinevat tüüpi tehnoloogiaid välja.

Neid on vaja ka selleks, et sobida erinevatesse kliimatingimustesse – päikesepaneel töötab kõige tõhusamalt jahedas päikeselises kohas, nagu kõrgel mägedes või miks mitte ka Eestis märtsikuisel päikselisel päeval. Ekvatoriaalpiirkonna intensiivne päike vähendab paneelide efektiivsust ja tõenäoliselt lühendab pisut ka nende eluiga. Kuid on materjale, mis on temperatuuritõusule veidi vähem vastuvõtlikud kui räni. Kokkuvõttes on muidugi ekvaatori lähedal lihtsalt päikeselist aega aastas niipalju rohkem, et päikeseelektrit toodavad kõik tehnoloogiad seal rohkem kui siin põhja pool.

Uue asja arendamine nõuab kannatlikkust – nullist uue tehnoloogia turule jõudmiseni läheb vähemalt paarkümmend aastat. „Algab see kõik laboritasemest, siis pisut suuremad prototüübid ja siis juba läheb tööstusliku taseme peale. Seda tavaliselt enam ülikoolis ei tehta,“ kirjeldas Grossberg-Kuusk seda teekonda.

Ja see nõuab ka väga erisuguseid inimesi – teadus ei ole üldiselt üksiku hundi töö. Igal inimesel on meeskonnas oma roll – mõni on loomingulisem ja visualiseerib uut asja, teisel on hea elektroonikataip ja kolmandal suurepärased keemiaoskused. „Kui kõik need oskused kokku panna, sünnib midagi suurt ja vägevat,“ kirjeldab ka.

Üks oluline asi teaduse juures on Grossberg-Kuuse sõnul katse-eksituse meetod. „Lastel, kes saavad vabalt mängides, ehitades ja lammutades kasvada, on minu arvates palju suurem tõenäosus hakata ühel hetkel tehnikateadusi või loodusteadusi õppima,“ ütleb ta. Lapsepõlv möödus temalgi vabalt mängides – Nõmme mändide alla mindi varavalges ja naasti hilisõhtul. Mingid onnide jäänused on metsa all ehk alles senini.

Ja päevadesse mahtus palju. „Küll me tegime seal igasuguste taimedega keemiakatseid ja ehitasime käepärastest vahenditest igasugu asju, alates pillidest kuni ratastel onnini, millega pidime naabripoisiga koos ümbermaailmareisile minema,“ meenutab Grossberg-Kuusk, kes annab samasugust vabadust ka oma kahele tütrele. „Ja juba see ka tekitab loomingulisuse ja selle tahtmise katsetada, et keegi ei riidle sinuga, kui sa eksidki või midagi läheb alguses valesti.“

Seda mõtteviisi ei lähe Grossberg-Kuusel vaja üksnes teadustöös, vaid ka hobidega tegeledes. Tema lemmikaeg on see, mille ta veedab pere ja sõpradega, kuid meeldib ka aiandus – nokitseda siit ja sealt. Lemmikuks on osutunud rooside kasvatamine, kuid ka tomatid-kurgid ja muu värske kraam tulevad oma aiast. „Igal aastal mõtlen, et järgmine aasta nii palju ei pane, aega ei ole. Aga läheb ikka, nagu läheb,“ muigab teadlane.

Aiandus on võrreldav tehnikateadustega selles mõttes, et sealgi on vaja katse-eksituse meetodit. Mingid alusteadmised on olemas, aga loodus teeb ikka oma asja ja siis lahenda seda olukorda, katsetadades ühte, teist või kolmandat lähenemist.

Ent probleemide lahendamist tuleb siiski alustada algusest. Kõigepealt tuvastad probleemi, näiteks kummalise mõõtmistulemuse. „Siis hakkad välistama ühest otsast ja teisest otsast, et mis see kindlasti EI ole. Lõpuks jõuad tuumani välja, siis tuleb tavaliselt testida mingeid variante, mis viivad lahenduseni,“ kirjeldab Grossberg-Kuusk ühte metoodikat.

Sarnast metoodikat kasutas ilmselt ka Sherlock Holmes. Oli ju tema ütlus:“ Kui olete kõrvaldanud võimatu, peab kõik see, mis jääb, olgu see kui tahes ebatõenäoline, olema tõde.“

Vastuvõtt TalTechi on juba avatud! Avaldusi saab esitada 4. juuli keskpäevani. Vaata lähemalt: taltech.ee/sisseastujale.

Päikeseenergia tähtsusest

Päikeseenergeetika on kõige kiiremini arenev taastuvenergeetika valdkond ning päikeseelektrit saab toota väga erineva ilmaga ning erinevates keskkondades. „Kui meil päikest ei oleks, siis meil poleks ka elu maa peal,“ sõnab Maarja Grossberg-Kuusk. Päikeseenergiat saab ka pilvisel päeval – lihtsalt vähem.

Nõudlus taastuvenergeetika järele on üsna järsult tõusev. Aastatel 2021 ja 2022 oli taastuvenergia osakaal Eesti energia lõpptarbimisest umbes 38% ning elektri lõpptarbimisest 29%. Aprilli alguses kehtinud eesmärk on saada see järgmise kümnendi alguseks 40%-ni.

Taastuvenergia osatähtsus oli tunamullu Euroopas keskmiselt umbes 21,8% ning eesmärk aastaks 2030 on umbes 42,5%.

Ka linnastumine on tõusuteel. Maailmapanga andmetel elab praegu linnades 56% inimestest, kuid aastaks 2050 tõuseb linnas elavate inimeste osakaal ligi 70%-ni. Seega on hoonetele paigaldatavad päikesepaneelid igati loogiline lahendus.

Jaga
Kommentaarid