Tänavavalgustuse taristu võib pakkuda tulevikus valgustuse kõrval elanikele teisigi teenuseid, näiteks elektritõukside, -rataste või isegi -autode laadimist. Eesti esimene taoline lahendus jõuab Tallinna Tehnikaülikooli teadlaste koostöös arendatud pilootprojektina Tallinna Lembitu parki.

Sisuliselt tähendab see valgustuspostide muutumist mitmeotstarbeliseks taristuks, mis suudab lisaks valgustamisele elektriga varustada ka kergliikureid ja autosid. Et see võimalik oleks, peab linnaruumis toimuma varjatud, kuid põhimõtteline muutus: üleminek sajandipikkuselt vahelduvvoolu traditsioonilt alalisvoolule.

“Ükskõik, kuhu sellised teenused maailmas või ka Eestis tulevad, ühendab neid üks tunnus – need töötavad alalisvoolul,” nentis Tallinna Tehnikaülikooli jõuelektroonika uurimisrühma vanemteadur Andrei Blinov, kes pälvis tänavu Eesti Vabariigi teaduspreemia. See tähendab, et iga kord, kui keegi soovib laadida tõukeratast või panna posti otsas põlema LED-lambi, tuleb energiat muundada, mis on kallis ja ebatõhus.

Kuigi tänavavalgustus on linnade üks suuremaid püsikulusid, on selle uuendamine seni piirdunud peamiselt lampide vahetamisega. Blinov märgib, et moodsad LED-valgustid on oma olemuselt alalisvooluseadmed. Kui ühendada need tavalisse vahelduvvooluvõrku, vajab iga lamp eraldi keerukat toiteplokki ehk draiverit, et voolu sobivaks muuta.

Tulevikulahendus, mida teadlased nüüd Tallinnas ja paralleelselt ka Tšehhis Jablonec nad Nisou linnas rajama asuvad, kaotab selle vahelüli. Kogu süsteem viiakse üle alalisvoolule, mis muudab võrgu lihtsamaks ja võimaldab ühe kaabliga toita nii valgusteid kui ka pakkuda lisateenuseid. “Pilootprojektid on näidanud, et alalisvoolu jaotusliinid suudavad võrreldes vahelduvvooluga hoida lubatavat pinget pikemate vahemaade taha,” toob Blinov välja tehnoloogia eelise.

Kuigi alalisvoolu ehk DC-põhised süsteemid vajavad endiselt pingemuundureid, võivad need olla oluliselt lihtsamad, väiksemad ja tõhusamad kui praegu kasutusel olevad lahendused, mistõttu pakub alalisvoolul põhinev tänavavalgustuse infrastruktuur paljulubavat platvormi tulevikulinna integreeritud energiasüsteemidele.

Hollandi kogemus

Ehkki Eestis on tegemist esimese taolise katsetusega, on alalisvoolul põhinevaid lahendusi mujal juba proovitud. Seni on kõige kaugemale jõutud Hollandis, kus on kehtestatud ka vastavad juhised madalpingeliste paigaldiste jaoks. “Üheks võimaldavaks teguriks on Hollandi juhise NPR 9090 olemasolu, mis annab suunised madalpingeliste alalisvoolu-paigaldiste jaoks ning on aidanud kehtestada Hollandi pilootpaigaldistes 350 V/700 V nimipinged,” selgitab Andrei Blinov.

Samal ajal pingutavad organisatsioonid nagu Current/OS ja Open DC Alliance selle nimel, et võimaldada laiemat ja ühtlustatumat alalisvoolul põhinevate ahenduste kasutuselevõttu. Senine praktika on aga näidanud, et olemasolevat taristut on alalisvoolule keeruline üle viia.

Blinovi sõnul on oluline õppetund see, et vana vahelduvvooluvõrgu ümberehitamine kätkeb endas märkimisväärseid riske. “Oluline kogemus oli selles, et olemasoleva vahelduvvoolu taristu ümberehitamine alalisvoolule kätkeb märkimisväärseid riske, eeskätt seetõttu, et DC käitub rikete korral teistmoodi ja on tundlikum isolatsiooniprobleemide ja ebatäiuslike maa-aluste liitumiste suhtes,” nentis vanemteadur

Üks peamisi erinevusi tava- ja uue lahenduse vahel peitub võrgu ülesehituses ehk topoloogias. Kui traditsiooniline tänavavalgustus on tavaliselt lahendatud radiaalselt – liin jookseb ühest punktist teise ja lõpeb seal –, siis alalisvoolusüsteemid rajatakse sageli rõngastopoloogiana.

See muudatus suurendab oluliselt süsteemi töökindlust. Rõngasühendus võimaldab kahepoolset energiavoogu. Kui osa kaablist peaks näiteks kaevetööde käigus viga saama, on võimalik voolu tagada teiselt poolt ringi.

Samuti on pilootprojektid näidanud, et alalisvoolu jaotusliinid suudavad paremini hoida stabiilset pinget ka pikkade vahemaade taha. Väiksem pingelang tähendab omakorda, et kaableid saab kasutada tõhusamalt. Mitmes projektis on täheldatud kuni 30-protsendilist materjali kokkuhoidu, mis tähendab vähem vaske ja väiksemat keskkonnajalajälge. Alternatiivina võimaldab see sama kaabliga toita lisaks valgustitele ka suurema võimsusega seadmeid, näiteks laadimispunkte.

Lembitu park kui katsepolügoon

Tallinna Tehnikaülikooli teadlased on soovinud Eestis sarnast lahendust katsetada juba pikalt, et mitte piirduda vaid teoreetilise teadmisega. 2025. aastal avaneski FinEst Targa Linna Tippkeskuse toel võimalus rajada kaks katselist paigaldist: üks Tšehhi linna Jablonec nad Nisou ja teine Tallinna kesklinna Lembitu parki.

Rajatav süsteem tugineb Hollandi eeskujule nii pingetasemete kui ka üldise arhitektuuri osas. Blinovi sõnul on peamine eesmärk koguda esmakordset praktilist kogemust, kuidas alalisvoolul põhinev tänavavalgustus meie kliimas ja oludes toimib. Kuna kohalikele omavalitsustele ja elektripaigaldajatele on tegu võrdlemisi uue tehnoloogiaga, on reaalne katsepolügoon hädavajalik.

Pilootprojektid võimaldavad võrrelda uut lahendust tavapärasega ja koguda andmeid selle käitumise kohta igapäevases töörežiimis. Saadud tehnilised ja korralduslikud teadmised on aluseks tulevaste riigihangete kujundamisel ning hooldusmeeskondade väljaõppel.

Teadlaste siht on muuta alalisvooluprojektid tüüplahenduseks, mida linnad saaksid kaaluda võrdväärse alternatiivina traditsioonilistele süsteemidele. “Meie laiem eesmärk on muuta alalisvoolu tehnoloogia usaldusväärseks ja konkurentsivõimeliseks valikuks selleks ajaks, kui linnad hakkavad kavandama tänase tänavavalgustuse renoveerimisprojekte,” kinnitas Blinov.