Hyppää pääsisältöön

Energiakriisi vauhdittaa kysyntää älypohjaisille energiaratkaisuille - perävaunuissa liikuteltavaa hybridienergiajärjestelmää kehitetään TAMKissa

Julkaistu 24.10.2022
Tampereen ammattikorkeakoulu
Kahteen perävaunuun rakennettu hybridienergiajärjestelmä TAMKin pihalla.Hybridienergiajärjestelmä on rakennettu kahteen perävaunuun. Suomessa ei ole toista liikuteltavaa, teknisesti yhtä monipuolista hybridienergiajärjestelmää.
Sodan aiheuttaman energiakriisin myötä uusille energiaratkaisuille on tullut kova tarve, kun sähkön hinta on moninkertaistunut. Energiamurros kasvattaa myös älypohjaisen tehonhallinnan tarvetta, kun fossiilista tuotantoa korvataan pääasiassa sääriippuvilla tuotantomuodoilla. Uudenlaisia ratkaisuja tarvitaan nopeasti, sillä jo tulevana talvena tehoja pitäisi leikata huippukulutustilanteissa ja luvassa voi olla sähkökatkoja.

Tampereen ammattikorkeakoulussa kehitetään energiamurroksen uusien sähkökäyttöjen teknisiä ratkaisuja sekä älypohjaista tehonhallintaa. Erilaisia energiavarastoja löytyy jo monista yhteyksistä, mutta TAMKin teknisesti monipuolinen, liikuteltava hybridienergiajärjestelmä on ainoa laatuaan Suomessa.

— Teknisesti edistynyt hybridienergiajärjestelmä on rakennettu kahteen perävaunuun, jotta voidaan kohtuullisen helposti mennä eri kohteisiin, kertoo Teollisuusteknologia-yksikön yliopettaja Aki Korpela Tampereen ammattikorkeakoulusta. Korpela toimii Älykkäät ohjaukset moderneissa energiajärjestelmissä -hankkeen projektipäällikkönä.

Testauksen avulla tietoa ja räätälöityjä ratkaisuja

Älypohjaisissa ohjauksissa sähkötehojen hallinta on olennaista. Tarve sähkötehojen hallinnalle liittyy siihen, että sähköverkossa tuotannon ja kulutuksen on oltava joka hetki yhtä suuria. Sen vuoksi älypohjaisiin ohjauksiin tarvitaan tehojenhallintajärjestelmä, jotta tiedetään, kuinka paljon otetaan verkosta ja kuinka paljon verkkoon kulloinkin syötetään.

Liikuteltava hybridienergiajärjestelmä on pyritty rakentamaan teknisesti niin monipuoliseksi, että sillä pystytään testaamaan laaja kirjo erilaisia käyttötilanteita, joissa tehojen hallinnalle on tarvetta. Tuloksista pystytään jo nyt hyödyntämään tietoa ja toteuttamaan räätälöityjä teknisiä ratkaisuja.

— Oleellisia teemoja ovat esimerkiksi energian varastointi, uusiutuva sähköenergia ja sähköautojen lataaminen, Korpela kuvailee.

Yksi sovelluskohde kymmenien kilowattien kokoluokkaan toteutetulle hybridienergiajärjestelmälle on sähköverkon tehopiikkien leikkaaminen, jonka tärkeys on energiakriisin myötä korostunut. Toinen ajankohtainen aihe on kysyntäjousto ja tunneittain vaihteleva sähköenergian hinta. Sähkön ollessa halpaa energiavarastoa kannattaa ladata, jotta kalliiden käyttötuntien aikana saadaan halpaa sähköä omasta varastosta.

Hybridienergiajärjestelmä on poikkeuksellinen Suomessa

Hankkeessa on mukana pirkanmaalaisia pieniä ja keskisuuria yrityksiä, ja yhteistyö onkin ollut varsin aktiivista. Yksi esimerkki on tuulivoimastaan tunnettu Ilmatar Oy, joka toimitti fossiilivapaata tuulisähköä partiolaisten suurtapahtumaan Evolle. Myös tapahtuman varavoimajärjestelmän haluttiin olevan vihreä, ja siksi aiemmin käytetystä dieselaggregaattiarmeijasta haluttiin eroon. Hybridienergiajärjestelmä toimi varavoimalähteenä tuhansien ihmisten tapahtumassa, jossa energiaa kuluttivat av-laitteiden lisäksi myös keittiökoneet ja mobiililaitteet.

— Ajankohtainen kysymys pienkuluttajille kuuluu, tulevatko energiavarastot jossain vaiheessa taloudellisesti kannattaviksi. Uusin testimme liittyykin pörssisähkön tuntispot-hintoihin, eli tunneittain vaihtelevaan hintaan perustuvaan ohjaukseen, sanoo Korpela.

Aurinkosähkövoimalan ja energiavaraston avulla pystytään hybridienergiajärjestelmällä tarvittaessa tarjoamaan sähköä myös saarekeverkon kautta. Saarekkeella viitataan omaan saarekkeeseen sähköverkossa, jossa sähköt pysyvät päällä, vaikka ne olisivat muualta poikki. Jos energiavarasto on ladattu täyteen, pystytään ulkolämpötilasta riippuen pitämään sähköt päällä muutamalle omakotitalolle vähintään muutaman tunnin ajan.

— Teknisesti näin monimutkaista järjestelmää rakennettaessa ahkera laboratoriotestaaminen ja järjestelmän jatkuva kehittäminen ovat keskeisiä asioita. Hankkeen onnistumisen kannalta merkittävää on ollut päätoimisen hanketyöntekijän, sähkövoimatekniikan insinööriopiskelija Toni Markkulan palkkaaminen. Hänellä on osaamista monenlaisten teknisten ratkaisujen toteuttamiseen, Korpela kiittelee.

Lisätietoa:

Yliopettaja Aki Korpela, Teollisuusteknologia, Tampereen ammattikorkeakoulu
p. 040 6372 840, aki.korpela [at] tuni.fi

Älykkäät ohjaukset moderneissa energiajärjestelmissä -hankkeen verkkosivut

”Toista tällaista kokoonpanoa ei Suomenniemellä ole”

Teksti: Arja Lundan
Kuva: Emmi Suominen

 

Sähköenergiantuotannon murroksen teknologia-asiantuntijaksi?

TAMKissa aukeaa YAMK-lisähaku 28.11.—8.12.2022. Yksi hakukohteista on älykkään uusiutuvan sähköenergiantuotannon ylempi tutkinto-ohjelma, joka antaa sinulle valmiudet toimia älykkään uusiutuvan sähköenergiantuotannon asiantuntija-, suunnittelu- ja kehittämistehtävissä.

Lue lisää:

Älykkään uusiutuvan sähköenergiantuotannon YAMK-tutkinto-ohjelma

TAMKin YAMK-lisähaku syksyllä 2022