Projektipäällikkö Valtteri Laine Lappeenrannan teknilliseltä yliopistolta (LUT) oli kutsunut kokoon toimijoita Uusiutuva energia pienkohteissa (UEP) -hankkeen esittelytilaisuuteen (7.6.2017). Iltapäivän ohjelmassa oli mm. tietoa hankkeesta sekä aurinkoenergian ennuste- ja optimointimitoitus-työkalujen kehittämisestä.
Aluksi esiteltiin hanketoimijoita ja tutkimusjohtaja Ari Puurtinen Lappeenrannan teknillisestä yliopistosta kertoi, että LUTin Varkauden toimistossa työskentelee puolenkymmentä henkilöä ja heidän tavoitteenaan on tuoda hyötyä alueen yrityksille sekä saada aikaan samalla akateemisia tuloksia. Energiatekniikan lehtori Jukka Huttunen Savonialta kertoi Energiatutkimuskeskuksesta. Tutkimuskeskuksen laitekokonaisuus sisältää mm. leijupetikattilan, puhdistuslaitteistot, maalämpöjärjestelmän, valokuitupohjaisen lämpötilamittauslaitteiston (DTS), ABB:n automaatiojärjestelmän ja tiedonkeruuserverit. UEP-hankkeeseen liittyen tutkimuskeskuksen katolle on tulossa aurinkopaneelijärjestelmä, jossa saadaan säädettyä kohtauskulmaa. Tarkoitus on liittää myös akkujärjestelmiä kiinni järjestelmään. Yhtenä tavoitteena onkin saada tarkkaa tuotantodataa, jotka liitetään tutkimuskeskuksen tiedonkeruujärjestelmään.
UEP-hankkeen projektipäällikkö Valtteri Laine kertoi, että hanke on LUTin ja Savonian yhteinen hanke. Toiminnassa ovat mukana myös seuraavat yritykset: Proxion Oy, FinnEnergia, SoftRain Blobs Oy, Evonia Oy. Muita yhteistyökumppaneita ovat mm. Lähienergialiitto. Pohjois-Savon liitto on myöntänyt hankkeelle EAKR-rahoitusta 70 % hankkeen kustannuksista ja 30 % toimijoiden ja yritysten rahoitusta.
Hankkeen toiminta on alkanut alkuvuodesta 2017. Yhteistyötä on ehditty tekemään jo Proxionin kanssa optimimitoitus-työkalun luomiseksi. Paneelien tuoton ja kapasiteetin optimointi sujuu jo, mutta akkujen kapasiteetin mitoitus on ollut hyvin hidasta. Aurinkoenergian ennustus -työkalun kehitys on alkanut myös alkuvuodesta. Siitä on 1. versio valmiina. Seuraava askel on koneoppiminen. Työkalu sisältää automaattisen linkityksen Ilmatieteen laitoksen avoimeen sääennusteeseen. Ennustustyökalu käy hakemassa heidän palvelimeltaan tiedot. Kunhan aurinkopaneelijärjestelmä on hankittu Energiatutkimuskeskukseen, voitaisiin ennustetyökalua käyttää myös säähavaintojen seuraamiseen. Tarkoituksena on tutkia näkyvätkö eri sääilmiöt sitä kautta.
Valtteri Laine kertoi esityksessään myös, että Suomessa on asennettu lämpöpumppuja jo merkittäviä määriä. Myös aurinkopaneelien asennukset ovat kasvaneet. Isoissa järjestelmissä kustannukset ovat laskeneet jo 10 – 40 %. Myös tuulivoiman osuus tulee kasvamaan. Etenkin, kunhan sähkön varastointi saadaan toimimaan. Pienkohteissa on kasvavassa määrin asennettu jo erilaisia IoT-laitteita. (IoT= internetiin yhteydessä olevat laitteet, joita voidaan ohjata verkon yli.). Rakentamiseen liittyen hän kertoi, että tähän saakka on ollut matalaenergia- ja 0-energiataloja. Seuraavaksi ovat tulossa plus-energiatalot, joissa talot tuottavat itse energiaa enemmän kuin kuluttavat. Tätä varten Laineen mielestä tulevaisuudessa kannattaisi jokaisella olla koko kattopinta käytössä energiatuotantoa varten. Hiilineutraalia yhdyskuntaa ei saavuteta ehkä pelkästään kasvattamalla rakenteiden eristepaksuutta.
Kun kodin järjestelmiin liitetään eri tuotantomuotoja, tulee niiden hallitsemisesta haastavampaa, kertoi Valtteri Laine. Lähes joka kodista löytyy jo hyvä varastokin eli lämminvesivaraaja. Myös sähköautot ovat tulossa. Sähköauton toimittaja lupaa ehkä tulevaisuudessa etuja, jos liittyy mukaan verkon toimintaan. Sähkön hinta tulee tulevaisuudessa vaihtelemaan enemmän. Sähkön kuluttamisesta voidaan jopa maksaa. Toinen iso odotettavissa oleva muutos on, että kuluttajista tulee myös tuottajia. Lähestymistapa on hankkeessa käännetty ylösalaisin eli kansallisen tason tarkastelusta kuluttajan näkökulmaan – “Miten kuluttajaa voidaan hyödyttää?” Paneeleja ei laiteta katolle, jos se ei hyödytä kuluttajaa millään tavoin.
Keskeisiä tutkimushaasteita UEP-hankkeessa ovat: Energiantuotannon ja kulutuksen ennustaminen, kulutusjouston potentiaali ja menetelmät pienkohteissa, optimaalinen uusiutuva energiajärjestelmä pienkohteelle, olemassa olevien energiajärjestelmien arviointi ja tehostus sekä uusiutuvan energian käyttö uusissa kohteissa ja sovelluksissa.
Hankkeessa kehitetään itseoppiva elementti historiadatan hyödyntämiseksi ennusteiden parantamisessa. Tällöin pystytään käyttämään samaa ennustemenetelmää koko paneelien iän oppien itse. Nyt jokaisessa pienkohteessa on n-kappaletta laitteita, joista on hyödynnetty vasta lämminvesivaraajaa. Myöhemmin etänä pystyy ohjaamaan kaikkia laitteita. Nyt tulee selvittää, mitkä laitteet on järkevintä linkittää verkkoon, mikä on kustannustehokkain ja Co2-ystävällisin ratkaisu. Ilmatieteen laitoksen kanssa on keskusteltu vertailudatan tuottamisesta sekä Energiatutkimuskeskuksen aurinkopaneeleista saatavan datan hyödyntämisestä sääennusteeseen.
Hankkeen oma aurinkoenergian ennustetyökalu on tehty moduuliperusteisesti. Eri säämalleista saadaan ulos sama data. Efektiivinen ennuste saadaan 52 tunnille. Ennustetyökalussa se on korkeintaan 48 tuntia. Ensimmäisenä tuloksena huomattiin, että jos päivä on aurinkoinen, on ennusteen tarkkuus erinomainen. Pilvinen päivä tuo haasteita ennusteille. Jatkossa on tarkoitus kehittää aurinkoennusteen itseoppivuutta data-analyysin kautta.
Valtteri Laineen esitys tilaisuudessa.
P.S.
Artikkelikuvassa on Valtteri Laine. Taustalla näkyvät Energiatutkimuskeskuksen katolle elokuussa asennetut aurinkopaneelit.
Warkauden lehden 17.8.2017 artikkelissa “Omakotitalon aurinkoenergia tarkkaan syyniin” kerrotaan lisää UEP-hankkeen tavoitteista.
Kirjoittanut:
Kirsi Tukiainen
projektisihteeri
Savonia-ammattikorkeakoulu
