Isot akut tuovat hyötyä kuluttajille

27.2.2020

Akut ovat parhaillaan yleistymässä eri kiinteistöissä, ja useat hankkeet osoittavat, että niistä on hyötyä niin kuluttajille kuin sähköverkollekin. Kun suuret liikekeskukset sijoittavat isoihin järjestelmiin, pienemmät kiinteistöt hyödyntävät kevyempiä ratkaisuja.

Moni taho on kiinnostunut akkujen potentiaalista ja niiden hyödystä yrityksille sekä yhteiskunnalle. Uusiutuvien energialähteiden yleistyessä sähkön varastointi on entistä tärkeämpi osa sähköverkkoa ja -tuotantoa. Kiinteistöjen akut mahdollistavat niin sähköverkon häiriöntasausta virtuaalivoimalaitoksilla kuin kulutuksen tehohuipun leikkaamista.

Espoossa kauppakeskus Selloon tehtiin hiljattain muutostöitä kiinteistön automaatiojärjestelmiin. Töiden taustalla oli Siemensin ja Sellon yhteinen hanke, jossa kiinteistön entisen työmaamuuntajan tiloihin lisättiin 2 MWh kapasiteetin litiumakkujärjestelmä.

Tämä on Siemensin projektijohtaja Anssi Laaksosen mukaan vain alkua, koska hanke todistaa, että konsepti toimii, ja moni muukin taho on ollut kiinnostunut vastaavasta ratkaisusta.

– Sellosta näkee, että akut eivät häiritse kauppakeskuksen tavallista liiketoimintaa, jos vaikka meidän akkujärjestelmäämme tulisi ongelmia, sitä ei kauppakeskuksen puolella havaitse ollenkaan, kertoo Laaksonen.

Helen Sähköverkon suunnitteluasiantuntija Juhani Lepistö kertoo yrityksen päätoimistolla Helsingin Käpylässä, että myös pienempiä ratkaisuja kokeillaan eri paikoissa.
  

Tehohuipun leikkaamisesta hyötyy koko yhteiskunta

Elokuussa Helen Sähköverkko asensi pysäköintihalliinsa kaksi noin 70 kWh:n akkua, joiden tehtävä on aluksi leikata tehohuippuja, mutta myöhemmin selvitetään akkujen kaikkia mahdollisuuksia.

– Sähköverkolle merkittävin mitoittava tekijä on tehohuiput, ei niinkään sähköenergia, minkä vuoksi verkkoyhtiöillä voi olla painetta siirtyä laskuttamaan huipputehoa, Lepistö kertoo.

Tällaisessa tilanteessa akut voivat tuoda säästöjä. Lepistö kommentoi, että verkkoyhtiö voi tulevaisuudessa laskutuksella vaikuttaa akkujen kannattavuuteen.

Käpylän kiinteistö, jossa Helen Sähköverkko kokeilee akkuja, on kulutukseltaan tyypillinen toimistokiinteistö. Lepistö esitteli kulutushistoriaa, mistä näkee kuinka aamuisin kello 7-9 välillä kulutus nousee kesäisin jopa 60 kW:iin. Yksi syy aamuiseen tehohuippuun löytyy aamulla pysäköintihalliin saapuvista sähköautoista.

– Kesäisin kulutus on jäähdytyksen takia suurempi kuin talvella, Lepistö toteaa.

Akkuja ohjataan kiinteistösähkön kulutuksen perusteella, mihin myös sähköautot kytkeytyvät, joten itse toimistotilojen sähkönkulutukseen niillä ei ole vaikutusta. Mutta kulutushistoriasta näkee, että akkujen avulla saadaan huipputehoa pudotettua jo lyhytaikaisen käytön perusteella 20 kW.

– Jos moni kiinteistö saisi huipputehojaan leikattua, se helpottaisi myös sähköverkon suunnittelua esimerkiksi siten, että tehoa saisi siirrettyä pidempiä matkoja ohuemmilla kaapeleilla, sanoo Lepistö.

Kiinteistöjen akut toisin sanoen toisivat yhteiskunnallista hyötyä siten, että sähköverkon rakentaminen, ja sitä mukaan siirtomaksut halpenisivat.

Tällä hetkellä Helen Sähköverkon Käpylän kiinteistössä ei ole aurinkotuotantoa, mutta sellaistakin on mietitty. Akut latautuvat suoraan sähköverkosta pienen kuorman aikaan, ja purkautuvat toimistoaikoihin, kun kulutus on huipussaan.
  

Akkujen hinta tippuu nopeaan tahtiin

Akkujen kysyntä on globaalisti kasvanut voimakkaasti viime vuosina, ja niin on myös tuotanto. Varsinkin sähköautojen yleistyminen on kiihdyttänyt litiumakkujen tuotantoa. Tästä on seurannut se, että akut ovat halventuneet huomattavasti.

Laaksonen uskoo, että lähitulevaisuudessa esimerkiksi liikekiinteistöstä saisi virtuaalivoimalaitoksen muutamalla kymmenellä tuhannella eurolla. Investoinnin takaisinmaksuaika olisi silloin alle kaksi vuotta, mikä on hyvin lyhyt aika, kun vertaa esimerkiksi aurinkopaneelien takaisinmaksuajan.

– Sellon kanssa olemme tehneet yhdeksän vuoden palvelusopimuksen, ja sen päätyttyä investointi on jo maksettu pois, sanoo Laaksonen.

Palvelusopimuksella toteutettu järjestelmä tuo kiinteistön omistajalle mielenrauhaa sillä hänen ei tarvitse huolehtia akuston kapasiteetin häviämisestä. Tästä huolehtii järjestelmän tarjoaja.

Laaksonen uskoo, että ensimmäiset asiakkaat tulevat olemaan liikekiinteistöjen omistajat, ainakin siitä syystä, että suurikokoisempien akkujen avulla voidaan tukea kiinteistön sähköverkkoa, esimerkiksi sähkökatkotilanteissa.

Akustojen hukkalämpöä käytetään hyväksi muussa kiinteistötekniikassa. Lepistö puhuu pienempien akkujen puolesta, että myös niillä voidaan saada hyötyä. Pieni akku ei välttämättä vaadi erillistä jäähdytysinfrastruktuuria, joten sellaiset ovat helpommin toteutettavissa pienemmissä ja vanhemmissa kiinteistöissä.

Ei tuota ongelmia suunnitteluvaiheessa

Laaksosen mukaan mikroverkon mahdollinen lisääminen kiinteistöön pitäisi ottaa huomioon jo suunnitteluvaiheessa, koska siitä ei kuitenkaan tule mitään mittavia lisäkustannuksia.

– Kun suunnittelee esimerkiksi ilmanvaihtokoneiden automaatiojärjestelmää, se ei ole vaikeaa lisätä mahdollisuus liittää IV-konetta mikroverkkoon, kertoo Laaksonen.

Mutta jos sitä ei tee suunnitteluvaiheessa, ja kiinteistön omistaja haluaa myöhemmin ostaa akun, saattaa siitä Laaksosen mukaan syntyä lisäkustannuksia sähköjärjestelmään tehtävien muutoksien takia.

– Näin jouduimme esimerkiksi Sellossa tekemään, kommentoi Laaksonen.

Tämän takia hän haluaisi huomauttaa suunnittelijoille, että tulevaisuusnäkökulmaa ajatellen, kannattaa jo toteutusvaiheessa vaatia lisäämään kyseisen mahdollisuuden automaatiojärjestelmiin.

Helen Sähköverkon jälkikäteen asennetut akut, jotka eivät tarvitse erillistä jäähdytystä, eivät vaatineet suuria muutostöitä kiinteistöön. Helen Sähköverkon toimistolle lisättiin pelkästään yksi uusi ryhmäkeskus, johon liitettiin akut ja sähköautojen latauspisteet. Toki, jos akut olisi voitu huomioida jo kiinteistön suunnitteluvaiheessa, olisi asennus sekä akkujen mitoitus ja hyödyntäminen voitu toteuttaa optimaalisemmalla tavalla.
    

Aurinkoenergiaa ja pilviohjausta

Lepistö kertoo, että Helen Sähköverkon akuissa ei vielä ole muita ohjaustoimintoja kuin rajat purkautumiselle ja lataamiselle. Talvelle ja kesälle on eri rajat, sillä kulutus on kaukolämmön ansiosta huomattavasti pienempi talvella kuin kesällä.

– Säätä seuraava automaatio olisi hyvä, jos sillä saisi räätälöityä vielä tarkemmaksi ajanhetken, jolloin akku alkaa purkautumaan, pohtii Lepistö.

Sellossa sijaitsevaa akkua ohjataan jo pilvestä. Tämä järjestelmä varastoi katolla sijaitsevan 750 kW aurinkovoimalaitoksen tuottamaa energiaa, jota käytetään kiinteistössä.

Sellossa käytetty järjestelmä on Suomessa kehitetty, ja sitä markkinoidaan ihan ”Made in Finland” tuotteena. Järjestelmään ei kehitetty mitään sähköteknisesti uutta, vaan se koottiin jo olemassa olevista komponenteista ja järjestelmän yhdistävä integraatio toteutettiin hankkeen yhteydessä.

– Joidenkin komponenttien yhteensopivuutta jouduttiin kuitenkin hieman työstämään, lisää Laaksonen.

Kehitys- ja suunnitteluprosessiin osallistui Laaksosen mukaan kymmeniä henkilöitä useasta eri maasta. Vaikka tuote ja ohjelmat ovat peräisin Siemensiltä, ne ovat helposti integroitavissa kilpailijoidenkin automaatiojärjestelmiin.

– Kunhan kohteessa oleva järjestelmä puhuu nykykieliä, niin voimme liittää meidän laitteemme siihen, sanoi Laaksonen.

Lähitulevaisuudessa akut ovat avainasemassa luomassa kysyntäjoustoa sähkömarkkinoille, helpottamassa sähköverkon rakentamista ja ylläpitoa sekä mahdollistamassa siirtymistä uusiutuvaan sähköntuotantoon. Ainakin Siemensin ja Helen Sähköverkon hankkeet osoittaa sen, että hajautettu tuotanto niin suuressa kuin pienessä mittakaavassa tuo merkittäviä etuja kuluttajille ja tuottajille.