Energian tuotanto, jakelu ja varastointi
Sähkön varastointiin tulee uusia ratkaisuja kiivaaseen tahtiin
Konttivoimaa Suomesta
Energianhallintayhtiö Eaton on yksi kansainvälisistä toimijoista, jotka ovat profiloituneet energiatehokkailla ratkaisuillaan. Vuoden alussa Eaton Power Quality Oy esitteli häiriöttömään sähkönsyöttöön uudenlaisen konttiratkaisun, joka yhdistää generaattorin ja UPS-laitteen. UPSG-kontti pitää vaikkapa datakeskuksen palvelimet tai lääketieteen kuvantamislaitteet toiminnassa - tarvittaessa jopa yli 10 tunnin varakäyntiajalla.
UPSG-termi viittaa UPS:n ja generaattorin yhdistelmään. Eatonin ratkaisu on pitkälti kotimaista osaamista, sillä Eaton UPS-laitteet valmistetaan Espoossa ja generaattorin toimittaa Agco Power. Eatonin omien superkondensaattorien avulla kontilla voidaan tasata myös hetkellisiä kuormia, mikäli kuormateho käy verkon syöttökyvyn yli.
Myyntijohtaja Tapio Wälkkilä kertoo, että Eaton on järjestänyt potentiaalisille asiakkaille demoja Suomen tehtaalla. "Saamamme palautteen mukaan tilanne vaikuttaa erittäin hyvältä ja käyttäjäkuntaa tuotteelle todella on olemassa", hän kertoo. Tarjouksia on vetämässä jo useita ja mikä tärkeintä, eri toimialoille.
"Erityisen positiivista on se, että suunnittelijat ovat ottaneet tuotteen niin hyvin vastaan", Wälkkilä toteaa ja arvelee, että tämä "peukutus" näkyy ennen pitkää hankkeiden hankintamäärityksissä.
Kätevä paketti
Wälkkilän mukaan konttipohjaisuudella on paljon etuja: ratkaisu voidaan toteuttaa nopeasti. Samassa paketissa tulee generaattorin ja superkondensaattori-UPSin lisäksi keskukset, ilmanvaihto, äänenvaimennus ja tarvittavat liitännät asiakkaan tarpeiden mukaan.
"Kapasiteetti yltää tarpeen mukaan 50 kilowatista aina 2 400 kilowattiin asti", hän kertoo.
Sähkökatkoksen sattuessa kuormat turvataan superkondensaattoreilla, joista riittää tehoa tarpeen mukaisesti, tyypillisesti n. 20-30 sekunnin ajaksi. Esimerkiksi kesäkuisessa demossa superkondensaattorit syöttivät kuormaa, kunnes generaattori kytkeytyi mukaan 11 sekunnin jälkeen, joten kriittistenkin laitteiden toiminta on taattu.
"Tämä sopii erittäin hyvin mm. datacentereille, koska ne ovat tottuneet generaattoreiden käyttöön."
Eaton toimittaa kontin mukana noin 300 litran vakiotankin dieselille, joka tarjoaa varakäyntitehoa jopa 11 tunniksi. ATS-verkonvaihtokeskus taas valvoo järjestelmää ja ohjaa syötönvaihtoa.
DRUPSin haastaja
Eatonin mukaan UPSG on varteenotettava haastaja ns. "pyöriville" eli DRUPS-järjestelmille (Diesel rotary uninterruptible power supply). Hinnaltaan edullisempi UPSG on myös joustavampi:
"UPSG-kontissa ei ole jatkuvasti pyöriviä mekaanisia massoja. joten sen huoltotoimet ovat huomattavasti kevyempiä. Järjestelmä voidaan myös rakentaa täysin redundanttiseksi, jolloin se voidaan huoltaa lennossa", kertoo Wälkkilä.
Wälkkilän mukaan muhkea, varustelusta riippuen 6-9 tonnia painava UPSG-kontti on tärkeä osa käynnissä olevaa energianvallankumousta:
"Toimintavarmuus on tänä päivänä niin tärkeä asia, että tämän kaltaisia ratkaisuja tarvitaan koko ajan enemmän."
Keskusteluissa asiakkaiden kanssa on ideoitu myös uusia käyttömahdollisuuksia. Yksi sellainen on sairaalat, joilla on käytössä suuria hetkellisiä tehopiikkejä ottavia kuvantamislaitteita. UPSG:llä syötetään piikkitehot, jolloin kiinteistön verkko pääsee helpommalla ja yhteenliitetyllä generaattorikäytöllä korvataan perinteiset varavoimaverkot.
"Laadukkaan sähkön saaminen on kriittisen tärkeää sairaaloissa", Wälkkilä huomauttaa.
Maailma janoaa nyt akkuja
Esimerkiksi kasvava sähköinen liikenne kasvattaa akkumarkkinaa ja päästövähennystavoitteet ohjaavat sähköautojen, - bussien, -polkupyörien ja -skoottereiden käyttöön. Samalla niistä on tullut hinnaltaan kilpailukykyisempiä. Myös lauttaliikenne sähköistyy, samoin kaivos- ja metsätyökoneet.
Toinen akkumarkkinaa kasvattava tekijä ovat sähköverkkoon liitettävät akut. Uusiutuvien tuuli- ja aurinkovoiman haaste on se, että energiaa tulee silloin, kun tuulee tai aurinko paistaa, ei välttämättä silloin, kun energiaa tarvitaan.
Suomalaiset yritykset halutaan akkuapajille mukaan. Business Finlandillakin on oma, kaksivuotinen Batteries from Finland -aktivointikokonaisuus, jolla Suomi pääsee mukaan eurooppalaiseen ja globaaliin akkuverkostoon. Tällä hetkellä 80 % maailman akuista valmistetaan Aasiassa, mutta myös Euroopassa on monipuolista akkuteknologista osaamista.
Kärkihanke Lempäälään
Kesäkuussa 2018 uutisoitiin uuden sukupolven energiavarastosta, jonka Merus Power toimittaa Lempäälän Energia Oy:lle. Lempäälään tuleva energiavarasto on samalla osa työ- ja elinkeinoministeriön energiateknologian kärkihanketta.
LEMENE-hanke on Lempäälän Marjamäen alueelle rakennettava älykäs ja energiaomavarainen teollisuusalue, jonka toimintaympäristössä hyödynnetään uusiutuvia energialähteitä ja viimeisimpiä alan teknologioita. Kaavailujen mukaan energiavarasto toimii keskeisenä osana LEMENE-järjestelmää sähkön laadun ja saatavuuden varmistamisessa sekä kantaverkon toimintaa ja taajuutta tukevana reservinä.
Merus Powerin myyntijohtaja Aki Leinonen kertoo, että yrityksen toimitukseen kuuluu MERUS ESS 1,6 MW:n energiavarasto, joka edustaa suomalaista tehoelektroniikan ja ohjausjärjestelmäteknologian huippua. Energiavarastojärjestelmän verkkolaitteet ja ohjelmistot suunnitellaan ja valmistetaan Merus Powerin tehtaalla Nokialla, ja energiavarasto toimitetaan kokonaistoimituksena Lempäälään.
"Perussuunnitelmat ja konseptit ovat valmiina. Energiavarastoakut saadaan vuoden 2019 puolella, jolloin ne asennetaan kohteeseen. Loppukeväästä sähkövarasto on toiminnassa", Leinonen kuvailee aikataulua lokakuun alussa.
Laatu edellä
Energiavarastojärjestelmän erityispiirteenä ovat sen sähkön laatua parantavat toiminnallisuudet, joita voidaan hyödyntää jatkuva-aikaisesti energian varastoinnista ja purkamisesta riippumatta.
"Sähkö on Fingridin vaatimukset täyttävää ja siten käytettävissä taajuusreservinä", lisää Leinonen.
LEMENE-hanke keskittyy uusiutuvaan energiantuotantoon, energian varastointiin ja älykkääseen ohjaamiseen. Merus Powerin teknologia mahdollistaa mm. polttokennojen kytkemisen suoraan energiajärjestelmän muodostamaan mikroverkkoon (microgrid) ja helpottaa uusiutuvan energian käyttöä ja liittämistä verkkoon. Energiavarastolla on keskeinen rooli LEMENEn energiaomavaraisuuden toteutusmallissa.
Aki Leinosen mukaan LEMENE-projekti ja yhteistyö Lempäälän Energian kanssa tarjoaa Merus Powerille "ainutlaatuisen mahdollisuuden" toteuttaa megawattiluokan energiavarasto edistykselliseen, uusiutuvaa energiaa tukevaan järjestelmään.
"Tämä tarjoaa yhtiölle maailmanluokan referenssin ja tukee Merus Powerin kansainvälistä kasvua energiavarastomarkkinalla", pohtii Leinonen.
Tulevaisuus on akkujen
Leinonen katsoo, että mikroverkot ovat yleistymässä maailmalla ja kohteet voivat olla sangen eksoottisia - kyseessä voi olla pieni afrikkalainen kylä tai syrjäinen indonesialainen saari, jossa microgrid-teknologia valjastetaan käyttöön.
"Toisaalta uusiutuvien energianlähteiden käyttö muuttuu mielekkäämmäksi näitä ratkaisuja käyttämällä", Leinonen huomauttaa. Aurinko ei aina paista eikä tuuli tuule, mutta sähkövarasto toimii fiksuna reservinä.
Samaan aikaan akustot kehittyvät koko ajan. Matkaa teollisen mittakaavan akkuratkaisujen lopulliseen läpimurtoon on vielä, mutta Leinosen mukaan nyt ollaan jo lähellä.
"Akkujen elinikä ja kustannustehokkuus paranevat ja samalla tulee lisää sovelluksia, joiden alati kasvava määrä kirittää akkujen kehittäjiä", hän toteaa. "Vielä ei olla maalissa, mutta Lempäälän kaltaiset kohteet kertovat, että suunta on oikea ja vauhti hyvä."
Teksti: Sami J. Anteroinen
