Suomen Akatemia on valinnut uudet tutkimuksen huippuyksiköt vuosille 2022–2029. Huippuyksikköohjelmaan valittiin 11 yksikköä, joissa työskentelee tutkimusryhmiä yhteensä 11 yliopistosta ja tutkimuslaitoksesta. Yksi valituista ryhmistä tutkii sähkökoneiden käytännön sovelluksia teollisuuden ja sähköisen liikenteen tarpeisiin. Yhtenä tavoitteena on sähkölentokoneratkaisuiden kehittäminen.

Suomen Akatemian huippuyksikköön valitsemista tutkimusryhmistä yhden ryhmän tutkimuskohteena ovat suurnopeuksiset sähkömekaaniset energianmuunnosjärjestelmät.

Kokoonpanoon kuuluu sähkönkäyttötekniikan, konedynamiikan ja säätötekniikan tutkimusryhmät. Ne tutkivat sähkökoneiden käytännön sovelluksia teollisuuden ja sähköisen liikenteen tarpeisiin. Yksi tavoitteista on kehittää lentokoneille sopiva tapa käyttää sähköä. Muita tavoitteita on mm. kehittää mallinnusta, joilla monifysikaalisia ilmiöitä voitaisiin testata virtuaalisesti. Se säästäisi prototyyppien rakentamiseen kuluvaa aikaa ja vaivaa.

”Lentokoneen generaattorit ja moottorit tarvitsevat noin satakertaisen ominaistehon (kW/kg) teollisiin koneisiin verrattuna. Se on sähkökoneelle äärimmäinen käyttötilanne, jonka toteuttaminen on todella haasteellista. Tällä hetkellä pääsemme ominaistehossa laboratoriokoneellamme noin puoliväliin", kertoo LUT-yliopiston sähkönkäyttötekniikan professori Juha Pyrhönen.

Suurnopeussähkömoottorien merkittävät kaupalliset läpimurrot puuttuvat vielä myös suomalaisesta teollisuudesta. Markkinoilla on vasta yksittäisiä tuotteita. LUT:n tutkijoiden mukaan lähes kaikki teollisuudenalat voisivat hyötyä suurnopeustekniikasta. Haasteena on toistaiseksi yhteensopivuus muiden toimilaitteiden kanssa. Tähän LUT:n tutkimusryhmällä on tekeillä ratkaisu.

"Meillä on laboratoriossamme kahden megawatin suurnopeuskone, jonka pitäisi soveltua melkein mihin käyttöön tahansa. Olemme hakeneet sille useita patentteja. Haasteena on luotettavuus, sillä teollisen moottorin tulee toimia jopa 100 000 tuntia minimaalisella huollolla."

Korkeatasoiset laboratoriot ovat professori Pyrhösen mukaan LUTin kansainvälinen vahvuus. Suomen Akatemian huippuyksikön asema turvaa rahoituksen sähkökäyttöjen tutkimukselle aluksi viideksi vuodeksi. Tulevaisuudessa tutkimuksesta on hyötyä myös vetytaloudelle ja Power to X -teknologialle.

LUT-yliopisto on tutkinut sähkömoottoreita jo 1980-luvulta alkaen, ja Pyrhönen on ollut mukana käytännössä lähes alusta saakka.

"Vankka osaaminen on kuitenkin pitkän työn tulos. Tutkimustyössä kvartaali on 25 vuotta", kommentoi Pyrhönen.

Suurnopeuksiset sähkömekaaniset energianmuunnosjärjestelmät -huippuyksikköä johtaa professori Anouar Belahcen (Aalto-yliopisto). Yksikköön kuuluvat professori Juha Pyrhönen (LUT), Senior Scientist Jenni Pippuri-Mäkeläinen (VTT), akatemiatutkija Paavo Rasilo (TAU), Peter Råback (CSC – Tieteen tietotekniikan keskus Oy) ja professori Kari Tammi (Aalto-yliopisto). LUTin tiimistä mukana ovat myös professori Jussi Sopanen, dekaani Olli Pyrhönen ja tutkimuspalveluasiantuntija Julia Vauterin-Pyrhönen.

Suomen Akatemia sai yhteensä 184 aiehakemusta. Niistä 11 sai huippuyksikön aseman. Huippuyksikköohjelman tavoitteena on nostaa Suomessa tehtävän tutkimuksen laatua, uudistaa tiedettä ja edistää tutkimuksen yhteiskunnallista vaikuttavuutta. Huippuyksikkö on tutkimusyhteisö, joka on saavuttamassa oman alansa kansainvälisen parhaimmiston tai on sen jo saavuttanut.

Huippuyksiköitä rahoittavat Suomen Akatemia, yliopistot ja tutkimuslaitokset. Lisäksi yksiköt saavat rahoitusta useista muista lähteistä. Suomen Akatemia on rahoittanut huippuyksiköitä vuodesta 1995 lähtien. Pitkäjänteinen Akatemian ja huippuyksiköiden taustaorganisaatioiden yhteisrahoitus mahdollistaa tutkimuksellisten riskien ottamisen ja uudet avaukset. Akatemia valitsee huippuyksiköt kahdeksaksi vuodeksi.

Seuraavassa vaiheessa huippuyksikköohjelmaan valittujen yksiköiden kanssa käydään rahoitusneuvottelut. Ensimmäisen nelivuotiskauden jälkeen kaikille yksiköille tehdään tieteellinen väliarviointi. Arvioinnin tulokset ratkaisevat yksikön jatkorahoituksen tason eli rahoitus voi arvioinnin tulosten perusteella joko nousta, laskea tai päättyä kokonaan.

Lue myös: