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 peale keskkooli lõppu, et läheb õppima reaalteadusi. Lisaks reaalsele tulemusele meeldib talle ka loogikaülesannete lahendamine, mida reaalteadused pakuvad. „Ka detektiivijutud on mulle alati meeldinud, kuidagi ma näen seal mingisugust paralleeli. Kui sa detektiiviromaani loed, siis püüad lahendada oma peas ka seda mõistatust,“ sõnas Grossberg-Kuusk, kelle lemmikdetektiiviks on Sherlock Holmes.
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. Meil on vaja uusi materjale, asendamaks neid, mida meil ehk piisavalt ei ole või mille tootmine ei ole sugugi keskkonnasõbralik. Ja olemasolevad tehnoloogiad pole ka piisavalt mitmekülgsed. Enamuses kasutatavad ränitehnoloogial päikesepaneelid ei ole painduvad ega lase ka valgust läbi. „Võetakse aknaklaas ja kaetakse päikesepaneeliga osaliselt. Selline niinimetatud päikeseelektrit tootev aken ei ole esteetiliselt ilus lahendus,“ leiab teadlane.
Valgus läbi päikesepaneeli
Hoopis parem oleks töötada välja selliseid päikesepaneele, 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 saab ka erinevaid hoonete või asjade pindu panna 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.“
„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 selle jaoks, 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 seda on 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.
Teadus tahab erinevaid inimesi
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 uue 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 saada ühel hetkel tehnikateaduste või loodusteaduste õpilaseks,“ ütles 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,“ meenutas 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 valesti alguses.“
Seda mõtteviisi ei lähe Grossberg-Kuusel vaja vaid teadustöös, vaid ka hobidega tegeledes. Tema lemmikaeg on veedetud 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 on sealgi vaja katse-eksitus 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 kummaline mõõtmistulemus. „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.“
Päikeseenergeetika on kõige kiiremini arenev taastuvenergeetika valdkond ning päikeseelektrit saab toota väga erineva ilmaga ning erinevates keskkondades. „Kui meil päikest ei oleks, siis meil ei oleks 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 kuskil 38 protsenti ning elektri lõpptarbimisest 29 protsenti. Aprilli alguses kehtinud eesmärk on see järgmise kümnendi alguseks saada 40 protsendi juurde.
Taastuvenergia osatähtsus Euroopas keskmiselt oli tunamullu kuskil 21,8 protsenti ning eesmärk aastaks 2030 on kuskil 42,5 protsenti.
Ka linnastumine on tõusuteel. Maailmapanga andmetel elab praegu 56 protsenti inimestest linnades, kuid aastaks 2050 on see osakaal ligi 70 protsendi juures. Seega on hoonetele paigaldatavad päikesepaneelid igati loogiline lahendus.
Kui sinagi tahad kaasa aidata kliimaneutraalse elukeskkonna loomisele, kus mängivad otsustavat rolli omavahel tihedalt seotud päikese- tuule- ja vesinikuenergiatehnoloogiad, siis tule õppima Tallinna Tehnikaülikooli roheliste energiatehnoloogiate erialale. Just need kolm rohelist energiatehnoloogiat on Eestis ainulaadse magistriõppeprogrammi fookuses. Tule õpi rohelisi energiatehnoloogiaid ja tulevikus muudad maailma juba sina! Õppimine on Euroopa Liidu kodanikele tasuta.
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
