Energiatuotanto ja -jakelu (Varavoimajärjestelmät ja -laitteet)
Varavoima turvaa katkeamattoman sähkönsyötön
Kuva: Eaton
Varavoimaratkaisujen rooli on entistä keskeisempi nykyisessä yhteiskunnassa, jossa sähkökatkot voivat vaarantaa niin teollisuuden prosessit kuin terveydenhuollon ja tietoliikenteen toiminnan sekä puhtaan veden saannin.
Sähkökatkot voivat tänä päivänä lamaannuttaa järjestelmiä, joiden varassa elämme, liikumme ja tuotamme. Esimerkiksi viestintä, maksuliikenne, teollisuus ja terveydenhuolto nojaavat entistä vahvemmin sähköön.
Keskeisiin kasvusuuntiin kuuluu datakeskusten räjähdysmäinen lisääntyminen sekä kiinteistöautomaation yleistyminen. Älykkään talotekniikan myötä myös rakennusten sähkönsyötön on oltava entistä varmempi, mikä lisää tarvetta luotettaville varavirtaratkaisuille.
Tämän murroksen keskellä varavoimajärjestelmät nousevat aiempaa keskeisempään asemaan sekä huoltovarmuuden kannalta että osana sähköverkon hallintaa.
Kuva: Mikko Arvinen
UPS ja varavoimageneraattori tukevat toisiaan
Tämän päivän varavoimajärjestelmiltä edellytetään yhä nopeampaa reagointikykyä, parempaa yhteensopivuutta uusiutuvan energiantuotannon ja biopolttoaineiden kanssa sekä kykyä toimia älykkäästi osana hajautettua ja dynaamista energiajärjestelmää.
Varavoimageneraattori ja UPS-laite (Uninterruptible Power Supply) muodostavat yhdessä tehokkaan kokonaisuuden, jossa UPS turvaa sähkönsyötön katkottomuuden heti sähkökatkon alkaessa, kunnes varavoimageneraattori käynnistyy ja ottaa kuorman kannettavakseen.
”Lyhytkin sähkökatko voi tuottaa huomattavia ongelmia automaatiojärjestelmille.
UPS toimii sähkökatkon puskurina, joka suojaa herkkiä laitteita jännitepiikeiltä ja häiriöiltä siirtymävaiheen aikana. Näin sähkönsyötössä ei synny edes hetkellistä katkosta. Varavoimageneraattori puolestaan varmistaa virransyötön pidemmän häiriön aikana.
Varavoimajärjestelmä mitoitetaan ja sen ominaisuudet valitaan kohteen tarpeiden mukaan, ja automatiikka huolehtii siirtymistä saumattomasti eri tilojen välillä. Modernit järjestelmät mahdollistavat myös etävalvonnan ja ennakoivan kunnossapidon, mikä parantaa käytettävyyttä ja vähentää riskejä.
Käyttäjän näkökulmasta kokonaisuus voi olla toteutustavasta riippumatta lähes huomaamaton, mutta kriittisellä hetkellä korvaamaton.
Eatonin myyntijohtaja Olli Punkari.
Kuva: Eaton
UPS on sähköverkon älykäs osa
Lyhytkin sähkökatko voi tuottaa huomattavia ongelmia automaatiojärjestelmille. Sähkökatko voi pahimmillaan aiheuttaa mittavia toiminnallisia tai taloudellisia vahinkoja ja jopa vaaratilanteita. UPS-järjestelmä varmistaa, että sähkökatkon sattuessa sähkönsyöttö jatkuu katkeamatta, tarvittaessa useiden tuntien ajan.
UPS-järjestelmä toimii puskurina, joka tasaa kuormaa ja suojaa palveluita sähköverkon häiriöiltä, mutta UPS-järjestelmien tehtävä ei rajoitu enää sähkönkatkosten aikaiseen toimintaan. UPS-teknologian kehittyminen on siirtänyt nämä laitteet turvaverkoista sähköverkon aktiivisiksi toimijoiksi sekä teknisesti että taloudellisesti.
”Kun sähköverkon tuotanto ja kulutus eivät ole tasapainossa, UPS-järjestelmä voi hetkellisesti siirtää kuormaa verkosta omille akuilleen, tai tulevaisuudessa jopa syöttää tehoa takaisin verkkoon. Tämä tarjoaa asiakkaille mahdollisuuden osallistua sähkömarkkinoihin ja saada sijoitukselleen takaisinmaksua hyödyntämällä sähkön hinnanvaihteluita”, kertoo Eatonin myyntijohtaja Olli Punkari.
Kokonaisratkaisu katkoihin
UPS-laitteen valinta perustuu suojattavan kuorman kriittisyyteen sekä ympäröivän sähköjärjestelmän asettamiin vaatimuksiin. Järjestelmät ovat kapasiteetiltaan skaalautuvia, ja ne voidaan mitoittaa pienistä kohteista suuriin kokonaisuuksiin. Modulaariset UPS-laitteet mahdollistavat kapasiteetin lisäämisen, kun vaatimukset kasvavat.
Pitkien varakäyntiaikojen ratkaisuissa UPS yhdistetään varavoimageneraattoriin. Sähkökatkon sattuessa UPS turvaa katkottomasti kuorman sähkönsyötön generaattorin käynnistyksen ajan. Generaattorin käynnistyttyä UPS suodattaa generaattorin tuottaman sähkön varmistaen tasalaatuisen syötön kuormalle. Eaton UPSG-ratkaisussa UPS-laite, akusto ja varavoimageneraattori on yhdistetty yhdeksi kokonaisuudeksi. Näin saavutetaan häiriötön sähkönsyöttö ja pitkä varakäyntiaika.
”Varavoimajärjestelmä mitoitetaan ja sen ominaisuudet valitaan kohteen tarpeiden mukaan.
Etävalvonta ja digitaaliset huoltoratkaisut ovat mullistaneet ylläpidon: pilvipohjaiset valvontaratkaisut tai asiakaskohtaiset sisäverkkoratkaisut tarjoavat reaaliaikaisen näkymän laitteiden tilaan, ja ennakoiva kunnossapito varmistaa toimintavarmuuden.
”Verkkokortti kerää tietoa UPSista ja välittää sen ohjelmistolle, joka lähettää tarvittaessa hälytykset asiakkaalle. Näin esimerkiksi lyhyet yöaikaiset sähkökatkot kirjautuvat tarkasti ylös. Ennakoiva kunnossapito varmistaa, että laitteet toimivat juuri silloin, kun niitä tarvitaan”, Punkari kuvailee.
Kuva: Eaton
Kestävä, huollettava ja pitkäikäinen
UPS-laitteiden merkitys ulottuu teknisen suojauksen lisäksi myös ekologisiin ja taloudellisiin näkökulmiin. Eaton kehittää järjestelmiä, jotka ovat pitkäikäisiä ja huollettavia.
Huolellinen suunnittelu, korkea hyötysuhde ja komponenttien vaihdettavuus mahdollistavat laitteille jopa 15–20 vuoden elinkaaren. Tämä ei ainoastaan vähennä ympäristökuormaa, vaan tuo myös kustannussäästöjä asiakkaille koko käyttöiän aikana.
”Sähkökatkon sattuessa UPS-järjestelmä voi olla ratkaiseva tekijä normaalin toiminnan jatkumisen ja täyden toimintakatkoksen välillä. UPS on piilossa oleva laite, joka tekee hiljaista pyyteetöntä työtä ja pitää yhteiskuntarauhaa yllä”, Punkari tiivistää.
Varavoima on yhteiskunnan näkymätön tukipilari
Varavoimalla turvataan kriittisen infrastruktuurin toiminta tilanteissa, joissa sähkökatko voisi aiheuttaa vakavia seurauksia. Katkeamaton sähköntuotanto varmistaa, että yhteiskunnan tukipilarit eivät romahda.
Varavoimageneraattorit ovat olleet varavoiman kivijalka jo vuosikymmeniä, ja niiden merkitys on korostunut entisestään viime vuosina sähkömarkkinoiden epävarmuuden ja geopoliittisten kriisien myötä.
UPS-järjestelmät tarjoavat katkeamattoman sähkönsyötön heti sähkökatkon alkaessa. Ne toimivat tehokkaana puskurina, mutta akuston kapasiteetti rajaa käyttöajan minuuteista useisiin tunteihin käyttökohteesta riippuen.
Kun kyse on pidemmistä katkoista tai kriittisen infrastruktuurin, kuten sairaaloiden, datakeskusten tai vedenjakelulaitosten, suojaamisesta, varavoimageneraattori on teknisesti ja käytännöllisesti toimivin ratkaisu.
”Varavoimageneraattorit tarvitsevat 10–15 sekuntia käynnistyäkseen. UPS toimii tärkeänä puskurina, joka takaa häiriöttömän sähkönsyötön siirtymävaiheen aikana. Kun generaattori on käynnistynyt ja valmis ottamaan kuorman vastaan, sähkönsyöttö siirtyy automaattisesti UPS-laitteesta generaattorille ilman katkoksia”, kertoo kW-setin markkinointipäällikkö Jimi Nurmi.
Kuva: kW-set Oy
HVO laajentaa dieselvaravoiman käyttömahdollisuuksia
Suomessa diesel kattaa valtaosan varavoimageneraattoreiden markkinasta. Polttoainetta voidaan tankata tarpeen mukaan, ja järjestelmät ovat mitoitettavissa viikkojenkin yhtäjaksoiseen käyttöön.
Modernit dieselgeneraattorit ovat HVO-yhteensopivia ilman teknisiä muutoksia. Uusiutuva HVO-polttoaine vähentää CO₂-päästöjä jopa 90 %, ja sitä voi käyttää yhdessä dieselpolttoaineen kanssa. HVO tarjoaa käytännöllisen ja ympäristöystävällisen vaihtoehdon nykyisiin dieseljärjestelmiin.
”Suomessa diesel kattaa valtaosan varavoimageneraattoreiden markkinasta.
”HVO:n ja perinteisen dieselin käyttö onnistuu joustavasti joko vuorotellen tai sekoitettuna, eikä järjestelmää tarvitse puhdistaa polttoaineiden välillä. Tämä mahdollistaa siirtymisen vähäpäästöisempään käyttöön ilman lisäinvestointeja tai käyttökatkoja”, Nurmi sanoo.
Dieselgeneraattoreiden lisäksi saatavilla on myös muita polttoaineita hyödyntäviä varavoimageneraattoreita, kuten kaasu- ja vetygeneraattoreita. Niiden laajempaa käyttöönottoa rajoittavat toistaiseksi korkeat kustannukset ja vaativa infrastruktuuri.
Joustavuutta toteutuksiin
UPS- ja varavoimageneraattorijärjestelmät voidaan toteuttaa monin eri tavoin, kuten kiinteistöön asennettavina erillisinä komponentteina tai valmiina kokonaisratkaisuna. Lisäksi varavoimaa voidaan tuottaa vuokrakalustolla.
”Vuokrakalustomme kattaa laajan valikoiman dieselgeneraattoreita, joita käytetään esimerkiksi kauppakeskusten muuntajahuolloissa ja festivaaleilla”, sanoo Nurmi.
Tahdistusautomatiikka tuo generaattoreihin arvokkaita lisäominaisuuksia. Tahdistusautomatiikalla varustetut generaattorit mahdollistavat katkottoman paluun sähköverkkoon sähköjen palauduttua myös ilman UPS-järjestelmää. Tahdistusautomatiikka tuo merkittäviä etuja myös järjestelmän testaukseen ja kunnossapitoon.
Hyvin suunniteltu varavoimajärjestelmä ei ainoastaan turvaa sähkönsaantia kriittisissä tilanteissa, vaan tuo myös tehokkuutta, ennakoitavuutta ja ympäristöystävällisyyttä koko elinkaarensa ajaksi.
Teksti: Meri Böhm
