Sähköenergian varastointi on yksi niistä teknologioista, joiden merkitys energia-alalla on kasvanut viime vuosina. Aurinko- ja tuulivoiman tuotannon ajallinen vaihtelu luo kysyntää ratkaisuille, joilla voidaan tasapainottaa energiantuotannon ja -kulutuksen välistä epäsuhtaa sekä parantaa energiajärjestelmän joustavuutta. Vaikkei sähköakustoilla voida toistaiseksi vastata pidemmän aikavälin energiatarpeeseen, niillä on kuitenkin kasvava rooli niin kotitalouksissa, yrityksissä kuin laajemminkin sähköenergiajärjestelmässä.

Savonia-ammattikorkeakoulussa on käynnissä Pohjois-Savon liiton rahoittama JTF-hanke ”Kokonaisturvallisuutta sähköenergian tallennuksella”, jonka osana hankitaan sähköakustoja Kuopion ja Varkauden kampuksille opetuksen, TKI-toiminnan sekä teknologiademonstraatioiden käyttöön. Hankkeen tavoitteena on mm. lisätä ymmärrystä sähköenergian varastoinnista sekä siihen liittyvistä turvallisuus-, huoltovarmuus- ja energianhallintakysymyksistä.

Kuopion kampukselle asennetaan 14 kWh:n akusto pienen aurinkovoimalan yhteyteen. Järjestelmä sijoitetaan Microkadun kampusalueelle siten, että aurinkopaneeleilta tuotettu energia voidaan ladata suoraan akustoon. Kuopion järjestelmässä on lisäksi ominaisuus, joka erottaa sen monista kuluttajakäyttöön tarkoitetuista aurinkosähkön akustoratkaisuista. Vaikka akusto yhdistetään usein sähkökatkoihin varautumiseen, kaikki järjestelmät eivät ole käytettävissä sähköverkon häiriötilanteissa. Kuopion kampuksella aurinkopaneelien tuottama energia voidaan ladata suoraan akustoon ilman sähköverkkokytkennän tarvetta, mikä tekee järjestelmästä mielenkiintoisen myös varautumisen ja energiaomavaraisuuden näkökulmasta.

Varkauden kampukselle puolestaan asennetaan 20 kWh:n akusto olemassa olevan isomman aurinkovoimalan yhteyteen. Varkauden toteutuksessa energiavarasto toimii verkkoinvertterin kautta, joten kampuksilla päästään tarkastelemaan kahta hieman erilaista tapaa hyödyntää aurinkosähköä ja energian varastointia.

Hankinnoissa keskeistä ei ollut akustojen kapasiteetti, vaan ennen kaikkea mahdollisuus hallita ja tutkia energian lataus- ja purkausprosesseja. Järjestelmien avulla voidaan seurata energian siirtymistä tuotannosta varastoon ja edelleen käyttöön sekä tarkastella erilaisia energianhallinnan toimintamalleja. Käytännössä kyse on uudenlaisesta oppimisympäristöstä, jonka avulla opiskelijat pääsevät tutustumaan teknologioihin, joiden merkitys energia-alalla kasvaa jatkuvasti.

Tämä on tärkeää myös työelämän näkökulmasta. Energian varastointi, aurinkovoima, energianhallinta ja sähköjärjestelmien joustavuus ovat aiheita, joita kohdataan yhä useammin suunnittelu-, käyttö- ja asiantuntijatehtävissä. Kun opiskelijat pääsevät työskentelemään todellisten järjestelmien kanssa jo opintojensa aikana, he valmistuvat entistä valmiimpina vastaamaan energia-alan nopeasti muuttuviin tarpeisiin.

Monille kuluttajille sähköakustot näyttäytyvät niin sanottuina kotiakkuina. Niiden hankintaa on usein perusteltu taloudellisilla säästöillä, mutta käytännössä saavutetut tuotot eivät ole aina vastanneet korkeimpia odotuksia. Tämän vuoksi kiinnostus on kohdistunut yhä enemmän myös muihin hyötyihin, kuten oman aurinkosähkön tehokkaampaan hyödyntämiseen, energianhallintaan, varautumiseen ja sähköjärjestelmän joustavuuteen. Näitä näkökulmia tullaan tarkastelemaan myös hankkeen aikana ja sen jälkeen.

Energiavarastot ovat nousseet esille myös laajemmassa yhteiskunnallisessa keskustelussa. Esimerkiksi datakeskusinvestoinnit ovat herättäneet keskustelua sähkön riittävyydestä. Keskeinen kysymys on, miten sähkövoimajärjestelmän toimintavarmuus ja sähkön riittävyys voidaan taata kulutushuippujen, erityisesti talvipakkasten aikana. Sähkösiirtoyhteyksissäkin voi ajoittain esiintyä häiriöitä. Energiavarastot ja joustot ovat yhtenä osana tasapainottamassa tilannetta.

Savonian kampuksille asennettavat akustot eivät ratkaise näitä kysymyksiä yksin, mutta ne tarjoavat mahdollisuuden tutkia, havainnollistaa ja ymmärtää niitä käytännössä. Juuri tästä syystä hankinta on opetuksen ja TKI-toiminnan näkökulmasta merkittävä. Laitteistot on nyt hankittu, ja asennustöiden odotetaan valmistuvan lähiviikkojen aikana.

---

Kirjoittajat

Mikko Laasanen, lehtori, Savonia-ammattikorkeakoulu

Janne Karppanen, lehtori, Savonia-ammattikorkeakoulu

Henrik Sikanen, projekti-insinööri, Savonia-ammattikorkeakoulu

Artikkelin työstämisessä on hyödynnetty tekoälyä.

---