Microgrid

Page 1

MIKROVERKKOTOIMINTA

ERI ENERGIAMUOTOJEN HYÖDYNTÄMINEN JA HALLINTA YRITYSTEN JA YHTEISÖJEN NÄKÖKULMASTA

Microgrid-hankkeen esiselvitysraportti

OAMK KONE WITH PASSION, VUODESTA 1894 VOL 4- NRO 3
HeikkiKurkijaKeijoSiniaalto

Älykästä voimaa est.1948

Sisällysluettelo

5 Johdanto

6 Ilmastotavoitteet vauhdittamassa energiamurrosta

10 Energiamurroksen synnyttämiä haasteita

13 Käsitteitä ja määritelmiä

19 Mikroverkkotoiminnan sidosryhmät ja tavoitteet

22 Mikroverkon toimintaa rajoittavat tekijät

23 Mikroverkon suunnittelua ohjaavat määrittelyt

25 Mikroverkon toiminnallisuus ja tekniikka

29 Saarekeverkkoreferenssejä

32 Oamkin Hybridilaboratorion sähköverkko

35 Yhteenveto

Hanketta on ollut rahoittamassa:

Elvak Oy

Efficient Network Partner Oy

Greenled Oy

Oulun Seudun Sähkö Verkkopalvelut Oy

Oulun Energia Oy

Toimituskunta

Helena Tolonen - koulutuspäällikkö

Timo Väyrynen - tutkintovastaava

Tuija Juntunen - lehtori

Mira Kekkonen - projektisuunnittelija

Oulun teollisuuden ammattikoulusäätiö

Proventia Emission Control Oy

Voimatel Oy

ELTEL Networks Oy

Taittaminen

Mira Kekkonen

ISSN 2490-2012 (painettu)

ISSN 2490-2020 (verkkojulkaisu)

Julkaisija

Mircogrid-hanke

Oulun ammattikorkeakoulu sähkö-, automaatio- ja konetekniikka osasto 2022

JOHDANTO

Microgrid saarekeverkko -hanke

Tämä esiselvitysraportti liittyy MicroGrid Saarekeverkko -hankkeeseen, joka on Oulun ammattikorkeakoulun (Oamk) koordinoima ja Pohjois-Pohjanmaan liiton rahoittama opetus- ja kulttuuriministeriön toimialan kehittämishanke. Se toteutetaan ajalla 1.5.2021 - 31.12 2022. Rahoitus tulee pääosin Euroopan aluekehitysrahastosta (EAKR) ja Suomen valtiolta.

Hankkeen sisältö on suunniteltu Oamkin lisäksi yli kymmenen yrityksen voimin vastaamaan käynnissä olevan energiamurroksen synnyttämiin haasteisiin sekä energia-alan yrityksissä että koulutuksessa. Sen tavoitteet kohdistuvat uuden liiketoiminnan kehittämiseen ja nykyisen liiketoiminnan tehostamiseen nopeasti muuttuvalla energia-alalla. Kohderyhmiä ovat yritykset ja yhteisöt, joiden energian tuotannon, jakelun, varastoinnin ja käytön optimointi vähentää päästöjä, parantaa energiatehokkuutta ja synnyttää säästöjä.

MicroGrid-hankkeessa kootaan tietoa ja kokemuksia erityyppisten saareke- ja mikroverkkojen tavoitteista, toteutuksista sekä energiaverkon hallintajärjestelmien hyödyntämisestä energiankäytön tehostamisen ja tavoitteiden saavuttamisen tukena. Kehitettävät ratkaisut tarjoavat uusia liiketoimintamahdollisuuksia, rahallisia säästöjä ja toimivia teknisiä ratkaisumalleja erityyppisille toimijoille, joita voivat olla esimerkiksi maatilat, taloyhtiöt, kyläyhteisöt ja energia-alan yritykset.

Tässä ensimmäiseen toimenpidepakettiin sisältyvässä esiselvityksessä tarkastellaan käynnissä olevan energiamurroksen syitä ja sen aiheuttamia haasteita ja mahdollisuuksia erityyppisille energiaalan toimijoille. Samalla luodaan katsaus energianhallintajärjestelmien suunnitteluperusteisiin ja toteutustapoihin sekä tuotetaan tarvittavaa dokumentaatiota hankkeen onnistuneeseen suuntaamiseen.

MicroGrid-hankkeen tavoitteena on tuottaa testattu ja todennettu energianhallinnan kokonaisratkaisu, jonka avulla voidaan optimoida tietyn kohteen sähkö- ja lämpöenergian tuotantoa, varastointia ja kulutusta ekologisesti kestävällä ja energiaa säästävällä tavalla erilaisissa käyttötilanteissa mikroja saarekeverkossa.

Hankkeen puitteissa kehitettävää energianhallintajärjestelmää pilotoidaan Oamkin Linnanmaan kampuksella sijaitsevassa Oamkin hybridilaboratoriossa. Sen sähkö-, automaatio-, energia- ja talotekniikka-alan laitteistot ja järjestelmät muodostavat monipuolisen kokonaisuuden, jota voidaan käyttää mikroverkon energiahallintaratkaisuiden ja erilaisten ohjauskonseptien testausympäristönä ja pilotointialustana.

ILMASTOTAVOITTEET VAUHDITTAMASSA

ENERGIAMURROSTA

Suomi on osana Euroopan unionia sitoutunut Pariisin ilmastosopimukseen. Eduskuntapuolueiden yhteisen linjauksen mukaan tavoite edellyttää pitkän aikavälin ilmastotoimien toteuttamista siten, että EU:n hiilineutraalius saavutetaan ennen vuotta 2050.

Osana kestävään kehitykseen tähtääviä tavoitteitaan Suomen hallitus on sitoutunut uudistamaan Euroopan unionin ja Suomen ilmastopolitiikkaa toimenpitein, joilla pyritään rajoittamaan maailman keskilämpötilan nousu 1,5 °C:seen. Tavoitteeksi on asetettu, että sähkön ja lämmön tuotannon tulee olla maassamme lähes päästötöntä 2030-luvun loppuun mennessä huolto- ja toimitusvarmuusnäkökulmat huomioiden. Tämä edellyttää, että sähkön ja lämmön tuotannossa siirrytään käyttämään fossiilisia polttoaineita käyttävien tuotantomuotojen sijasta muita ratkaisuja. (Valtioneuvosto 2019.)

Keinoja tavoitteiden saavuttamiseen

Hallitusohjelmaan on kirjattu keinoja, joilla Suomi pyrkii maailman ensimmäiseksi fossiilivapaaksi hyvinvointiyhteiskunnaksi. Seuraavassa on joitakin poimintoja hallituksen tavoiteohjelmassa esitetyistä keinoista, joilla edistetään ilmastotavoitteita ja pyritään turvaamaan kestävä kehitys sekä luonnon monimuotoisuus:

• veromuutokset, jotka edistävät sähköön perustuvia energiaratkaisuja

• energiatukijärjestelmän painopisteen siirtäminen tuotantotuista kohti uuden energiateknologian investointi- ja demonstraatiotukia

• kivihiilen energiakäytön lopettaminen viimeistään vuonna 2029

• polttoon perustumattomien uusien kaukolämmön tuotantotapojen ja varastoinnin käyttöön- oton ja pilotoinnin edistäminen

• luopuminen fossiilisen öljyn käytöstä lämmityksessä asteittain 2030-luvun alkuun mennessä. (Valtioneuvosto 2019.)

Luotettava verkkojen rakentaja

Eltel on johtava pohjoiseurooppalainen teknisten palveluiden toimittaja sähkö- ja tietoliikenneverkkotoimialalla. Tarjoamme laajan valikoiman palveluita ulottuen suunnittelu-, rakentamis- ja ylläpitopalveluista aina kokonaisvaltaisiin projektitoimituksiin saakka. Haluamme osallistua kestävämmän ja toimivamman huomisen rakentamiseen nykyisille ja tuleville sukupolville. Eltelissä työskentelee noin 5,100 työntekijää, joista Suomessa 1,500.

www.eltelnetworks.fi

Kuva 1 Energiamurrokseen sisältyviä kehityssuuntia (Wikipedia 2022.)

Yhteiskunnan sähköistyminen ja energiajärjestelmien (sähkö, lämpö ja liikenne) kytkeytyminen toisiinsa edellyttää puhtaan, uusiutuviin energiamuotoihin perustuvan sähköntuotannon merkittävää lisäämistä. Hallitusohjelmassa tähän pyritään muun muassa seuraavasti:

• kasvattamalla tuulivoiman osuutta Suomen energiatuotannosta

• kehittämällä sähköverkon joustavuutta ja vaihtoehtoisia tapoja varmistaa sähkön toimitusvarmuus erityisesti haja-asutusalueilla

• tekemällä lisäpanostuksia erityisesti biotalouden, kiertotalouden, puhtaan teknologian ratkaisujen, energiatehokkuuden, päästöttömien energiantuotantomuotojen, energian varastointiratkaisujen ja hiilen talteenoton ja hyödyntämisen kehittämiseksi ja markkinoille saattamiseksi sekä niiden tutkimus-, kehitys- ja innovaatiotoimintaan

• parantamalla huoltovarmuutta kehittämällä Suomeen alan toimijoiden kanssa älykkäämpää sähkö- ja kaukolämpöverkkoa, parantamalla siirtoyhteyksiä sekä hyödyntämällä uusia energian varastointimahdollisuuksia

• hyödyntämällä täysimääräisesti älykkäiden sähköverkkojen ja kysyntäjouston potentiaali kehittämällä sääntelyä ja verotusta siten, että helpotetaan energian pientuotannon hyödyntämistä kaikille osapuolille, mukaan lukien taloyhtiöt, pientalot ja maatilat. (Valtioneuvosto 2019.)

Asumisen ja rakentamisen hiilijalanjälkeä pyritään pienentämään parantamalla olemassa olevan rakennuskannan energiatehokkuutta ja tukemalla siirtymistä päästöttömään lämmöntuotantoon. Päästöjen vähentämistavoitteet koskevat myös liikennettä. Sähköä ja hiilineutraaleita polttoaineita käyttävien autojen osuus autokannasta kasvaa voimakkaasti. Liikenteen sähköistyminen lisää osaltaan sähköenergian kulutusta.

Energiamurros ilmenee muun muassa energiantuotannon hajaantumisena ja pientuotannon lisääntymisenä. Sähköenergia on perinteisesti tuotettu suurissa tuotantoyksiköissä. Siirto- ja jakeluverkko on mitoitettu siten, että tarvittava teho saadaan siirretyksi pienin häviöin kuluttajille. Rakennusten tiukentuneet energiatehokkuusvaatimukset edistävät uusiutuviin energialähteisiin perustuvaa omaa pientuotantoa. Kuluttajista (consumer) tulee tuottajakuluttajia (prosumer, (joka on yhdistelmä sanoista producer-consumer)). Energiamurroksen liittyviä trendejä ja ilmiöitä on koottu oheiseen kuvaan 1.

ENERGIAMURROKSEN SYNNYTTÄMIÄ HAASTEITA

Tehotasapainon ylläpito

Hiilidioksidipäästöjä aiheuttavien energiantuotantomuotojen tilalle on tullut enenevässä määrin uusiutuviin energialähteisiin perustuvaa tuotantoa. Kun säästä riippuvan sähköntuotannon suhteellisen osuus kokonaistuotannosta lisääntyy, on sähköverkon tehotasapainon ylläpito tullut aiempaa haasteellisemmaksi. Sähköverkon stabiilisuus perustuu tehotasapainoon, jossa sähkön kokonaistuotanto on joka hetki yhtä suuri kuin kokonaiskulutus. Tehotasapainon vallitessa sähköverkon vaihtosähkötaajuus ja jännitteet pysyvät stabiileina.

Sähköverkon vaihtosähkön taajuus on synkroninen voimalaitosten turbiinien ja generaattorien pyörimisnopeuden kanssa. Niiden pyöriviin massoihin sitoutunut suuri liike-energia. Ne muodostavat suuren hitausmomentin, joka tasaa verkossa satunnaisesti esiintyviä hetkellisiä tuotanto- ja kuormitusvaihteluita pyrkien pitämään taajuutta nimellisarvossaan. Tuuli- ja aurinkovoimalat on liitetty sähköverkkoon suuntaajakytkentöjen kautta. Ne eivät muodosta vastaavaa, verkkotaajuuden kanssa synkronisesti pyörivää massaa ja inertiaa, joten tehotasapainon hetkellissäätöön tarvitaan enenevässä määrin myös muita toteutustapoja. Ratkaisuina sähköenergian tehonvaihteluihin on muiden tuotantomuotojen tehonsäätö, kysyntäjoustot sekä sähköenergian varastointi. Fingrid Oyj yhdessä muiden pohjoismaisten kantaverkkoyhtiöiden kanssa huolehtii yhteispohjoismaisen kantaverkon tehonsäädöstä. Sen puitteissa ylläpidetään järjestelmää, jonka avulla on käytettävissä riittävästi tehoreservejä taajuuden ylläpitoon sekä normaali- että häiriötilanteissa. (Fingrid 2020.)

Tehotasapainosta on huolehdittava myös saarekeverkoissa. Viime aikoina akustoista on niiden teknologisen kehityksen myötä tullut varteenotettava keino varastoida suuriakin määriä sähköenergiaa. Tehoreservinä toimimisen lisäksi ne takaavat katkottoman sähkönjakelun kriittisiissä käyttökohteissa ja tasaavat sähkön kulutushuippuja.

Sähköenergian markkinahinnan vaihtelut

Sähköenergian markkinahintavaihtelut lisääntyvät, kun uusiutuviin energiamuotoihin perustuvan tuotannon osuus kokonaistuotannosta kasvaa. Kysyntäjousto ja sähköenergian varastointi tulevat kysymykseen myös silloin, kun halutaan saada säästöjä tai hyötyjä sähköenergian hintojen vaihdellessa.

Energiamarkkinoilla vallitsee kysynnän ja tarjonnan laki, joka vaikuttaa osaltaan energian hintaan. Tuuli- ja aurinkovoimaloiden luonteeseen kuuluu tuotantomäärien riippuvuus sääolosuhteista. Niiden tuottaman energian muuttuvat kustannukset ovat vähäisiä verrattuina useimpiin muihin tuotantomuotoihin, joten niiden tuotantokapasiteetti pyritään hyödyntämään täysimääräisesti.

Kuluttajan sähkölaskuun sisältyy myös perusmaksu, jonka suuruuteen vaikuttaa sähköliittymää suojaavan pääsulakkeen koko. Se mitoitetaan kohteen laskennollisen liitäntätehon perusteella. Mikäli pystytään leikkaamaan kohteen kulutushuippuja, voidaan saavuttaa säästöjä perusmaksussa ja huipputehoon perustuvissa tehomaksuissa.

Mikro- ja saarekeverkossa voidaan älykkään ohjausjärjestelmän avulla toteuttaa kysyntäjoustoa ja tasata kohteen kuormitushuippuja esimerkiksi hyödyntämällä akkuenergiavarastoja, vuorottelemalla tiettyjä kuormituksia keskenään tai siirtämällä kuormituksia ajankohtiin, jolloin kohteessa muu tehontarve on alhainen. Nämä toimenpiteet ylläpitävät osaltaan myös sähköverkon tehotasapainoa.

Kiinteistönne elinkaari hallinnassa

Talotekniikan edelläkävijä

KÄSITTEITÄ JA MÄÄRITELMIÄ

Tutkittavan alan ollessa uusi ja nopeasti kehittyvä on sen terminologiakin osin vielä muotoutumisvaiheessa. Samoista kohteista ja ilmiöistä saatetaan käyttää eri lähteissä erityyppisiä nimityksiä.

Standardi SFS 6008-2 pyrkii yhdenmukaistamaan alan suomenkielistä käsitteistöä.

Tässä raportissa on käytetty myös englanninkielisiä lähteitä, joiden suora suomennos poikkeaa joissakin tapauksissa suomalaisen standardin määritelmistä. Eroja selittää muun muassa se, että SFS 6002:n sovellusala on rajattu koskemaan pienjännitesähköasennuksia, kun taas vieraskielisessä aineistossa käytetyt vastaavat termit voivat kattaa tietyissä asiayhteyksissä myös suurjännitekohteita.

Tuottaja-kuluttajan sähköasennus eli PEI-asennus on standardin SFS 6008 mukaan pienjännitesähköasennus, joka on tai ei ole kytketty yleiseen jakeluverkkoon, ja joka voi toimia paikallisten teholähteiden ja/tai paikallisten sähkövarastojen avulla ja joka valvoo ja ohjaa energian siirtoa liitetyistä teholähteistä kulutuslaitteisiin ja/tai paikallisiin sähkövarastoihin ja/tai yleiseen jakeluverkkoon (SFS 6008-2:2020 2020, 7).

PEI tulee sanoista Prosumer’s Electrical Installation. PEI-sähköasennus voi olla joko erillinen, yhteinen tai jaettu.

Erillinen PEI-asennus tarkoittaa kohdetta, joka käsittää yhden kuluttavan ja/tai tuottavan sähköasennuksen.

Yhteisessä PEI-asennuksessa useita kuluttavia sähköasennuksia on liitetty samaan yleiseen jakeluverkkoon, ja ne jakavat yhden yhteisen joukon paikallisia teholähteitä ja energian varastointilaitteita.

Jaettu PEI-asennus on kokonaisuus, jossa useita erillisiä tuottaja-kuluttajan sähköasennuksen kaltaisia asennuksia on liitetty samaan yleiseen jakeluverkkoon ja ne jakavat keskenään erilliset tehonsyöttö- ja energianvarastointilaitteensa (SFS 6008-2:2020 2020, 7).

Saarekeverkolla tarkoitetaan kohdetta, joka voi olla liitettynä yleiseen jakeluverkkoon tai toimia saarekekäytössä. Saarekekäyttö perustuu kykyyn toimia itsenäisesti ja säilyä jännitteisenä tilanteessa, jossa PEI-asennus on erotettu yleisestä jakeluverkosta. Saarekekäyttö voi olla seurausta joko automaattisesta suojaustoiminnosta tai tarkoituksellisesta toimenpiteestä. (SFS 6008-2:2020 2020, 9.)

Mikroverkko-nimitystä (englanniksi microgrid) käytetään saarekeverkosta, jossa on rajallinen määrä asiakkaita ja hajautettuja energian tuotanto- ja varastointiyksiköitä sekä ohjattuja kuormituksia (Distributed Energy Resources (DER)) on liitetty samaan sähköverkkoon. (Kumpulainen ym. 2006, 50.)

Tässä raportissa käytetään sekä mikroverkko- että saarekeverkko-nimitystä, joilla molemmilla voidaan tarkoittaa erillistä ja yhteistä PEI-asennusta. Mikroverkko-termi korostaa asennuksen tai järjestelmän pienehköä kokoa, ja saarekeverkko puolestaan painottaa asennuksen kykyä käyttötapaan, jossa järjestelmä on erotettu yleisestä sähkönjakeluverkosta.

Älykäs sähköverkko, älyverkko (smart grid) on sähköinen voimajärjestelmä, jossa käytetään automaatio- sekä tieto- ja viestintäteknologian ratkaisuja muun muassa verkon käyttäjien ja muiden osapuolten välisiin verkon käyttäytymisen ja toimintojen integrointiin sekä sähkön toimittamiseen vakaasti, taloudellisesti ja turvallisesti (SFS 6008-2:2020 2020, 7).

Älykkääksi sähköverkon tekee siinä käytetty teknologia, joka mahdollistaa uudenlaisia palveluita sähkön tuottajille ja kuluttajille. Älykkään sähköverkon avulla sähkön kulutusta pystytään ohjaamaan ja tasaamaan. Lisäksi se antaa sekä sähköyhtiöille että kuluttajille entistä tarkempaa tietoa sähkön käytöstä ja tarjoaa mahdollisuuden tehostaa energian käyttöä. Älykkäässä sähkönsiirtojärjestelmässä on myös mahdollista hyödyntää olemassa olevan sähköverkon siirtokapasiteetti nykyistä paremmin.

Sähköenergian hallintajärjestelmällä (EEMS, Electrical Energy Management System) tarkoittaan asennuksen erilaisista laitteista ja kojeista koostuva järjestelmää, jota käytetään energianhallinnan tarkoituksiin (SFS 6008-2:2020 2020, 8). Laite voi olla yksittäinen tai sisällytetty muihin suurempiin järjestelmiin kuten koti- tai rakennusautomaatiojärjestelmään. Saarekeverkon energianhallintajärjestelmä ohjaa energian tuotantoa, varastointia ja kulutusta siten, että tehotasapaino säilyy silloin, kun ollaan irti valtakunnanverkosta. Resurssien ohjaaminen perustuu ennusteisiin ja energia- järjestelmälle asetettuihin tavoitteisiin. Sähkön tuotantolaitoksen liittäminen yleiseen sähköverkkoon antaa mahdollisuuden toimia aktiivisena osapuolena energiamarkkinoilla. Liittyminen ja energian siirto valtakunnanverkkoon edellyttää liittymissopimuksen tekemistä sähkönjakeluverkon haltijan kanssa sekä sitä, että oman tarpeen ylittävälle energialle löytyy ostaja. Standardissa SFS 6008- 1:2020 on esitetty sähköenergian hallintajärjestelmän rooli osana mikroverkkoa kuvan 2 mukaisesti.

Kuva 2. Energiatehokkuus- ja kuormituksenhallintajärjestelmän yleiskuva. (SFS 6008-1:2020 2020, 21.)

Energianhallintajärjestelmä (EMS, Energy Management System) on muuten sama kuin EEMS, mutta kattaa myös lämpöenergian tuotannon, varastoinnin jakelun ja kulutuksen sekä jäähdytyksen.

Pienimuotoinen sähköntuotanto tarkoittaa voimalaitosta tai usean voimalaitoksen muodostamaa kokonaisuutta, jonka teho on enintään 2 MVA (Sähkömarkkinalaki 588/2016, 3 §).

Mikrotuotannolla tarkoitetaan pienjänniteverkkoon kulutuskohteen yhteyteen kytkettyä sähköntuotantolaitosta, jonka ensisijainen tarkoitus on tuottaa sähköä kulutuskohteeseen ja joka voi olla myös yhdistettynä sähkönjakeluverkkoon. Mikrotuotantolaitteiston tehorajana on aiemmin pidetty yleisesti 50 kVA:a. Vuonna 2016 mikrotuotantoa koskevien teknisten vaatimusten soveltamisalaa on laajennettu 100 kVA:iin, jota sovelletaan useissa suomalaisissa jakeluverkkoyhtiöissä. (Motiva 2020; Energiateollisuus 2019.)

Kulutusjousto eli kysyntäjousto on sähkönkulutuksen hetkellistä vähentämistä tai lisäämistä sähkön tuotantotilanteen mukaisesti. Sähköä kannattaa käyttää silloin, kun sitä tuotetaan paljon ja vähäpäästöisesti ja se on edullista. Kulutus voi siis joustaa molempiin suuntiin. (Motiva 2021.)

Virtuaalivoimalaitos on järjestelmä, joka ohjaa siihen liitettyjä energiaresursseja sähkömarkkinatarpeiden mukaisesti. Virtuaalivoimalaitos voi osallistua myös sähköjärjestelmän taajuudensäätöön. (Elenia & VTT 2021, 23.)

Energiayhteisö

Kesäkuussa 2019 annetussa EU-direktiivissä 2019/944 ”kansalaisten energiayhteisöllä” tarkoitetaan oikeushenkilöä,

a) joka perustuu vapaaehtoiseen ja avoimeen osallistumiseen ja jossa tosiasiallista määräysvaltaa käyttävät jäsenet tai osakkaat, jotka ovat luonnollisia henkilöitä, paikallisviranomaisia, kunnat mukaan lukien, tai pieniä yrityksiä;

b) jonka ensisijainen tarkoitus on tuottaa rahallisen voiton sijaan ympäristöön, talouteen tai sosiaaliseen yhteisöön liittyviä hyötyjä jäsenilleen tai osakkailleen tai alueille, joilla se toimii; ja

c) joka voi harjoittaa tuotantoa, mukaan lukien uusiutuvista lähteistä peräisin olevaa tuotantoa, jakelua, toimitusta, kulutusta, aggregointia, energian varastointia, energiatehokkuuspalveluja tai sähköajoneuvojen latauspalveluja tai voi tarjota muita energiapalveluja jäsenilleen tai osakkailleen (EU-direktiivi 2019/944 2019).

Suomessa energiayhteisöjä koskevat säännökset ovat vähitellen muotoutumassa. Vuoden 2021 alussa voimaan tullut sähkön mittausta koskeva valtioneuvoston asetus VNa 767/2021 muutti vanhaa sähkönmittauslakia niin, että se mahdollistaa mittauksen netotuksen ja energiayhteisöjen perustamisen. Tulevaisuudessa kaikki sähkömarkkinoiden osapuolet tulevat tekemään vaadittavat laskelmat Fingridin Datahub-palvelussa, joka on valmistunut vuonna 2022. Järjestelmä vaatii kaikkien markkinatoimijoiden yhtäaikaista käyttöönottoa. Pientuotannon netotus ja energiayhteisö-laskenta Datahub-palvelussa on tarkoitus toteuttaa 1.1.2023 lähtien. (Valtioneuvoston asetus sähköntoimitusten selvityksestä ja mittauksesta 767/2021, 3 §; Työ- ja elinkeinoministeriö 2020.)

Paikallinen energiayhteisö määritellään valtioneuvoston asetuksessa VNa 1133/2020 seuraavasti:

Paikallisella energiayhteisöllä tarkoitetaan oikeushenkilöä:

1) joka tuottaa, toimittaa, kuluttaa, aggregoi tai varastoi energiaa taikka tarjoaa energiatehokkuuspalveluja, sähköajoneuvojen latauspalveluja tai muita energiapalveluja jäsenilleen tai osakkailleen;

2) joka perustuu vapaaehtoiseen ja avoimeen osallistumiseen;

3) jossa tosiasiallista määräysvaltaa käyttävät sen jäsenet tai osakkaat;

4) jonka jäsenet tai osakkaat ovat luonnollisia henkilöitä, kuntia tai muita paikallisviranomaisia taikka pieniä tai keskisuuria yrityksiä;

5) jonka ensisijainen tarkoitus on tuottaa rahallisen voiton sijaan ympäristöön, talouteen tai sosiaaliseen yhteisöön liittyviä hyötyjä jäsenilleen tai osakkailleen tai alueelle, jolla se toimii;

6) jonka jäsenten tai osakkaiden sähkönkäyttöpaikkojen sähkön mittauksista vastaa jakeluverkonhaltija;

7) jonka jäsenten tai osakkaiden sähkönkäyttöpaikat sijaitsevat samalla kiinteistöllä tai sitä vastaavalla kiinteistöryhmällä ja jotka on liitetty jakeluverkonhaltijan jakeluverkkoon samalla liittymällä; ja

8) jonka sähköntuotantolaitteisto ja sähkövarasto kuuluvat kohdassa 7 tarkoitettuun liittymään.

Paikallisen energiayhteisön on rekisteröidyttävä jakeluverkonhaltijalle ja ilmoitettava sille sähköntoimitusten selvitystä ja mittausta varten paikalliseen energiayhteisöön kuuluvat sähkönkäyttöpaikat, sähköntuotannon ja sähkövarastosta oton jako-osuudet, jakeluverkkoon syötetyn sähkön jako-osuudet sekä näiden tietojen muutokset. (Valtioneuvoston asetus sähköntoimitusten selvityksestä ja mittauksesta annetun valtioneuvoston asetuksen muuttamisesta 1133/2020; Työ- ja elinkeinoministeriö 2020.)

SÄHKÖNJAKELU – TIETOLIIKENNE – TULEVAISUUDEN ENERGIARATKAISUT

Tehokas verkkokumppani

Haluamme aidosti uudistaa alaa.

Liiketoimintamme ydin on sähkö- ja tietoliikenneverkkojen suunnittelu, projektinjohto, rakentaminen sekä ylläpito. Toimimme maanlaajuisesti sähköverkkoyhtiöiden ja teleoperaattoreiden rinnalla.

Tekemisemme rakentuu avoimeen ja rehelliseen kumppanuustoimintaan. Henkilöstömme ja kumppaneidemme kanssa haluamme erottua laadulla, aikataulussa pysymisellä sekä avoimuudella, joka hyödyttää projektin kaikkia osapuolia ja kehittää yhteistyötä, sekä koko alan toimintaa.

Luotettavana ja ketteränä kumppanina haluamme tehdä työt niin, että asiakkaan elämä helpottuu.

EFFICIENT NETWORK PARTNER

MIKROVERKKOTOIMINNAN SIDOSRYHMÄT JA TAVOITTEET

Tässä luvussa kuvataan mekanismeja, joiden avulla sidosryhmät voivat hyötyä mikroverkkotoiminnasta, ja esitetään näkökohtia, joiden perusteella erilaisia ratkaisuja voidaan vertailla keskenään.

Vaikutukset eri sidosryhmille

Mikroverkon sidosryhmiin kuuluvat ihmiset, ryhmät, organisaatiot, yritykset ja yhteisöt, joihin mikroverkkotoiminta vaikuttaa joko suoraan tai välillisesti. Esisuunnitteluvaiheessa on tärkeätä tunnistaa tavoitteet, joihin mikroverkkotoiminnalla pyritään, sekä vaikutukset, joita halutaan saada aikaan eri sidosryhmille.

Vaikutuksina voidaan pitää muutoksia, joita mikroverkkotoiminta aiheuttaa. Kehyksessä kuvataan näkemyksiä mikroverkkojen mitattavissa olevista vaikutuksista järjestelmän toimintaan, ja hyödyt ovat arvoa, jonka sidosryhmät hyötyvät vaikutuksista. Vaikka monet tunnistetut hyödyt voidaan savuttaa muilla keinoin, mikroverkot voivat tarjota monia etuja yhdessä koordinoidussa ekosysteemissä monille eri sidosryhmille. Mikroverkkojen suunnittelu ja toteutus vaikuttavat suuresti siihen, minkälaisia hyötyjä on mahdollista saada, kuinka hyvin käyttöä voidaan optimoida ja miten reaaliaikainen seuranta onnistuu.

Mikroverkkotoiminnan välilliset hyödyt ja seuraukset ovat yleensä hankalammin määritettäviä ja mitattavia kuin välittömät hyödyt. Niihin kuuluvat ympäristöhyödyt, kuten kasvihuonekaasupäästöjen ja muiden epäpuhtauksien vähentyminen, energiaomavaraisuuden parantuminen ja energian hintavaihteluilta suojautuminen. Mikroverkon rakentaminen ja sen käyttötoiminta synnyttävät myös uusia työmahdollisuuksia sijaintipaikkakunnalleen.

Saavutettavia hyötyjä ovat lisäksi

• aiempaa pienemmät energian hankintakustannukset

• energiaomavaraisuuden lisääntyessä ostettava sähköenergiamäärä ja kuormitushuiput alenevat, jolloin on mahdollisuus lykätä jakeluverkkoon tehtäviä investointeja myöhempään ajankohtaan

• mahdollisuus osallistua sähköverkon tehotasapainon säätöön ja taajuusreservimarkkinoille

• sähköverkon luotettavuuden ja sähkönlaadun parantuminen, mikä vähentää keskeytysten määrää ja niiden kestoaikaa sekä keskeytyksestä aiheutuvaa haittaa eli KAH arvoa (CIGRE 2015, 14–28; Kettunen & Kivioja 2022, 8–9.)

Mikroverkkotoiminnan hyödyt

Mikroverkkotoiminta tuo mukanaan joustavuutta, jonka avulla pystytään suojautumaan sähkön markkinahinnan vaihteluilta. Se tarkoittaa kulutusjoustokyvyn lisäksi mahdollisuutta hyödyntää omia energiaresursseja ottaen huomioon energiamarkkinoiden hintavaihtelut. Mikroverkon toimintoja ohjataan paikallisesti, mikä luo edellytykset hyödyntää omaa energian tuotanto- ja varastointikapasiteettia kustannustehokkaasti. Tällöin mikroverkkoon voidaan ostaa verkosta sähköä silloin, kun energianhinta on alhainen, ja myydä hinnan ollessa korkea. Teknisten ominaisuuksien ja kapasiteetin mukaan ne voivat osallistua myös tehoreservimarkkinoille.

Paikallisesti toteutettu sähköntuotanto ja -jakelu pienentävät sähkön siirrosta aiheutuvia kustannuksia. Kun energia tuotetaan, jaetaan ja käytetään omassa paikallisverkossa, vältytään sähkön siirtomaksuilta ja siirtoverkossa tapahtuvilta tehohäviöiltä. Mikroverkon asiakkaille kertyy hyötyä alentuneiden energian hankintakustannusten muodossa mukaan lukien kysyntäjouston avulla saavutetut kustannussäästöt. Yhteiskunta hyötyy välillisesti alhaisista energian hinnoista.

Mikäli sähkönkulutuksen tehohuippuja pystytään rajoittamaan, se vähentää tarvetta kasvattaa siirtoverkon kapasiteettia, jolloin verkkoon tehtäviä investointeja on mahdollista lykätä. Siirtoverkon kuormituksen pieneneminen vähentää myös laitteiden ylikuumenemisriskiä ja siten vähentää jakeluverkon huoltotarvetta. Alhaisempi virtakuormitus pidentää sähkölaitteiden käyttöikää.

Sähkön toimitusvarmuus paranee, mikäli mikroverkolla on kyky toimia saarekeverkkona. Jos sähkönjakelu yleisen jakeluverkon kautta keskeytyy, voidaan mikroverkkoon liitettyjen kriittisten kuormitusten sähkönsaanti turvata omalla tuotannolla. Tarvittaessa tehoa voidaan rajoittaa kytkemällä vähemmän kriittisiä kuormia. (Tampereen yliopisto, Tampereen ammattikorkeakoulu, VTT, 41–42)

Mikroverkkotoiminnalle asetettavat tavoitteet

Suunnitteluvaiheessa mikroverkkotoiminnalle asetetaan tavoitteet, joiden saavuttamista voidaan arvioida asiakkaille ja yleishyödyllisille palveluille koituvien etujen perusteella. Niitä ovat esimerkiksi

• päästöjen ja ympäristöhaittojen vähentäminen

• energiatehokkuuden parantuminen

• kokonaisenergiankulutuksen vähentyminen

• sähkönjakelun toimitusvarmuuden ja sähkön laadun parantuminen

• sähkön siirto- ja jakeluverkon kustannustehokkuuden parantuminen

• verkon toiminnalliset hyödyt, muun muassa häviöiden pienentyminen ja jännitestabiilisuuden parantuminen

• energiaomavaraisuuden parantuminen

• taloudellinen hyöty

• teknologinen kehitys konseptoimalla ja testaamalla uusia ratkaisuja. (Kettunen & Kivioja 2022, 8–9.)

Päästöjen vähentämiseen pyritään käyttämällä uusiutuviin energialähteisiin perustuvia tuotantomuotoja, joita ovat esimerkiksi aurinko- tuuli- ja vesivoima sekä biopolttoaineisiin perustuva sähkön ja lämmön yhteistuotanto. Sen seurauksena ympäristölle aiheutuva kuormitus pienenee. Energiatehokkuutta parantaa muun muassa mahdollisuus lämmön ja sähkön yhteistuotantoon. Siirtohäviöt vähenevät, kun energia tuotetaan lähellä kulutuskohteita.

Energian varastointi ja kuormitusten ohjausmahdollisuus lisää itsetuotetun energian osuutta kokonaiskulutuksesta. Näin kyetään parantamaan energiaomavaraisuutta ja säästämään energian hankintakustannuksissa. Tehohuippujen aleneminen vähentää osaltaan painetta investoida sähkön siirto- ja jakeluverkon kapasiteetin kasvattamiseen. Toiminnan taloudellisen kannattavuuden parantuessa investointien takaisinmaksuaika lyhenee.

Suomessa sähkönjakeluverkon toimitusvarmuus on kansainvälisessä vertailussa korkealla tasolla. Sääolosuhteet saattavat kuitenkin aiheuttaa ajoittain pitkiäkin sähkökatkoja haja-asutusalueella. Paikallisesti toimintavarmuutta voidaan parantaa mikroverkolla, jolla kyky pimeäkäynnistykseen ja saarekkeena toimimiseen. (Kettunen & Kivioja 2022, 8–9.)

MIKROVERKKOTOIMINTAA RAJOITTAVAT TEKIJÄT

Lainsäädännön asettamat puitteet

Esisuunnitteluvaiheessa selvitetään myös rajoittavat tekijät ja reunaehdot, jotka mikroverkko- ja energiayhteisötoiminnassa tulee ottaa huomioon. Lainsäädäntö ei aseta estettä kiinteistön sisällä tapahtuvalle sähkönjakelulle. Sen sijaan kiinteistörajat ylittävä sähkönjakelu on sähkömarkkinalain mukaan luvanvaraista toimintaa. Kullakin alueella voi olla vain yksi jakeluverkonhaltija, jolla on Energiaviraston myöntämä oikeus sähkönjakeluun kyseisellä alueella. Poikkeuksen tälle periaatteelle muodostaa ns. suljettu jakeluverkko, jossa saman omistajan maantieteellisesti vierekkäiset kiinteistöt muodostavat sähkömarkkinalaissa mainitun kiinteistöryhmän. Kriteerit täyttävän kiinteistöryhmän sisällä toimiva energiayhteisö voi kyseisen luvan saatuaan hoitaa sähkönjakelun kiinteistöryhmän sisällä.

Kaukolämmön jakelua ei ole rajoitettu lainsäädännöllä, mutta verkon rakentaminen edellyttää rakennuslupaa. Kaukolämpö- ja kaukokylmäverkon esisuunnitteluvaiheessa on syytä selvittää asiaan vaikuttavien tahojen kanssa, millä edellytyksillä verkon toteutus on mahdollista. (Kettunen & Kivioja 2022. 9–10; Energiavirasto 2021.)

Muita mikroverkkototeutukseen vaikuttavia seikkoja

Mikroverkkototeutuksessa on otettava huomioon sijainnin ja alueen tarjoamat mahdollisuudet ja mahdolliset rajoitteet, jotka vaikuttavat energiaresurssien valintaan ja mitoitukseen. Tällaisia ovat muun muassa

• liittymisetäisyys muihin energiaverkkoihin ja mahdollisuus myydä tai ostaa energiaa niiden kautta

• uusiutuvien säästä riippuvien primäärienergioiden (esimerkiksi tuuli- ja aurinkoenergia) saatavuuden ennustamisen haasteet pitkällä aikavälillä

• Kiinteistön tai alueen kuormitukset ja valmiudet liittää niitä kysyntäjoustoon.

Toteutus on yleensä helpointa uudiskohteissa, joissa jo kaavoitus- ja suunnitteluvaiheessa voidaan ottaa huomioon energiayhteisön toteutuksen kannalta tärkeät näkökohdat. (Kettunen & Kivioja 2022. 10–11.)

MIKROVERKON SUUNNITTELUA OHJAAVAT MÄÄRITTELYT

Aiemmin esitetyt mikroverkolle asetetut tavoitteet sekä mahdolliset rajoitteet vaikuttavat oleellisesti verkon ominaisuuksien ja toiminnallisuuksien määrittelyyn, joihin verkon toteutus- ja mitoitusratkaisut perustuvat. Ominaisuuksien määrittely koskee myös verkon käyttötilanteita ja vaikuttaa sen ohjaustapaan. Selkeät määrittelyt antavat hyvät lähtökohdat tilaajan sekä laite- ja järjestelmätoimittajien väliseen yhteistyöhön.

Verkolle määriteltäviä ominaisuuksia ovat muun muassa seuraavat näkökohdat:

• energian tuotantomuodot ja -yksiköt

• kuormitukset ja niiden osallistuminen kysyntäjoustoon

• osallistuminen sähkö- ja reservimarkkinoille

• kyvykkyys pimeäkäynnistykseen ja saarekekäyttöön.

Mikroverkon energiaresurssien mitoitus perustuu kohteen kuormitusten ja niiden määrän ja tyypin tunnistamiseen. Kuormitus ja sen ajallinen vaihtelu, kulutusjoustomahdollisuudet sekä energiaomavaraisuustavoite ovat lähtötietoja, kun kohteen energiaresursseja valitaan ja mitoitetaan.

Energian hallintajärjestelmällä on keskeisessä roolissa mikroverkon käytön ja tavoitteiden saavuttamisen kannalta. Se huolehtii mikroverkon toiminnan optimoinnista ottaen huomioon asetetut tavoitteet ja mahdolliset reunaehdot. Se ohjaa reaaliaikaisesti energian tuotantoa, varastointia ja kulutusta ja tekee sähkö- ja/tai reservimarkkinoille osallistumista koskevat päätökset. Käytön optimoinnissa hyödynnetään sääennusteita ja energiamarkkinoilta saatavia hintatietoja. Hallintajärjestelmään sisältyy myös käyttöliittymä, josta sen optimointilaskennan parametrejä voidaan tarvittaessa muuttaa.

Selkeiden tavoitteiden ja ominaisuuksien määrittely antaa lähtökohdat ja suuntaviivat yksityiskohtaiselle suunnittelulle ja sen puitteissa tehtävillä laite- ja järjestelmävalinnoille.

Mikroverkon suunnittelun yhteydessä määritellään ominaisuudet ja tekniset ratkaisut, joiden avulla pyritään saavuttamaan mikroverkkotoiminnalle asetetut tavoitteet ja hyödyt.

Mikroverkolle määritettäviä ominaisuuksia ja teknisiä ratkaisuja ovat esimerkiksi

• kohteeseen sijoitettavien hajautettujen energiaresurssien tyypit ja niiden kapasiteetit

• lämmön ja sähkön yhteistuotannon toteutustarve tai -mahdollisuus

• mikroverkon kokonaiskuormitus ja sen vaihtelu ajan funktiona

• kulutusjoustoon soveltuvat kuormitukset ja siihen soveltumattomat kuormitukset

• ylijäämäenergian myyntimahdollisuus, johon vaikuttavat sovellettavat sähkön osto- ja myyntitariffit, tehomaksu ja netotusmahdollisuus, jolla tarkoitetaan mahdollisuutta hyvit- tää jakeluverkkoon siirretyn sähköenergian osuus ostetusta energiasta

• mikroverkon ja yleiseen jakeluverkon liityntäjohdon luotettavuus ja kapasiteetti

• lisäominaisuudet, esimerkiksi loistehon ja jännitteen säätö, varakapasiteetti, pimeä- käynnistyseli black start -kyky sekä osallistuminen reservitehomarkkinoille. (Kettunen & Kivioja 2022. 11–13)

MIKROVERKON TOIMINNALLISUUS JA TEKNIIKKA

Standardit

Standardeja tarvitaan, jotta mikroverkon älykkäät automaatio-, ohjaus- ja televiestintälaitteet olisivat keskenään yhteensopivia. Yksityiskohtaisissa standardeissa määritellään pakolliset ja valinnaiset toiminnot, joita kunkin älykkään laitteen on tuettava. Tällaista laitetta voidaan pitää standardin mukaisena ja se voidaan sisällyttää järjestelmään. Kattavat standardit helpottavat mikroverkkojärjestelmien käyttöönottoa ja auttavat vähentämään niiden hankinta- ja käyttökustannuksia.

Mikroverkkosovelluksia koskevat standardit ovat samankaltaisia kuin älykkäissä sähköverkoissa vaaditut standardit. Monia niistä sovelletaan sähkönjakelu- tai it-toimialoilla. Eri tutkimushankkeissa esimerkiksi NIST-hankkeessa Yhdysvalloissa sekä IEC Smart Grid Architecture & Roadmap-hankkeessa on koottu kaikki asiaankuuluvat olemassa olevat standardit ja protokollat, joita älysähköverkoissa sovelletaan. Samalla on tunnistettu niissä olevia puutteita ja kehittämistarpeita. Taulukkoon 1 on koottuna tietoliikennestandardit, joita käytetään älysähköverkoissa.

Kansainväliset järjestöt, jotka määrittelevät mikroverkkoon liittyviä avoimia standardeja, ovat

• IEC – sähköteollisuuden standardit

• IEEE – laskenta-, LAN-viestintä- ja yhdysvaltalaiset keskittyneet sähköstandardit (Yhdysvaltain ANSI-standardien mukaisesti)

• ITU – kansainvälinen televiestintäliitto, joka määrittelee televiestintäalan standardit julkisille verkoille

• IETF – Internet-protokollat.

Tietomallit ja protokollat

Standardit koostuvat kahdesta osasta:

• Tietomallissa on yleinen kuvaus järjestelmän elementeistä.

• Tietoliikenneprotokolla määrittää, miten järjestelmän osat vaihtavat tietoja.

Taulukko 1 Älysähköverkoissa sovellettavat tietoliikennestandardit (CIGRE 2015, 49)

Toiminto/ Verkkotaso Standardi Menetelmä

Järjestelmätaso, yhteiset tietomallit (CIM)

Mikroverkon dataprotokollat ja -tyypit

IEC61970/IEC61968

Verkon mallinnus:

• Järjestelmän oppiminen/mallimääritys

• Virtatietojen siirto

Customer Metering –Advanced Metering Infrastructure

IEC61850

IEC61400-25 (Tuulipuistot)

IEC60870

IEC62656 (DLMS/COSEM application layer).

IP v4/v6 PRIME, G3

IEEE 802.11 series

Kaikkien verkon tiedonsiirtoprotokollien tiedonsiirtotyypit.

Ajan mukaan synkronoitujen järjestelmien laajalti käytetty tiedonsiirtoprotokolla.

Kahdensuuntainen tiedonsiirtomittauksesta, tarffista ja kuormituksesta

Internet-pohjainen palvelujen hallintaprotokolla. Fyysisten osoitteiden pakettien välittäminen päätelaitteelta toiselle.

Radiotaajuustekniikkaan perustuva.

DER

IEEE 1547

IEEE 1588

Jakeluverkkojen säännöt Kansalliset energiavarastot

Palvelujen suojaus

IEC/TR 62357

IEC 62351

Kysyntäjouston liittäminen sähköjärjestelmään.

Ajan mukaan.

Kuormituksen kytkeminen sähköjärjestelmään maakohtaisesti.

Suurten datojen siirtäminen. Päästä päähän tapahtuva suojaus.

Standardin SFS 6008-1 mukaan ”Sähkön käytön optimointi perustuu energiatehokkuuden hallintaan. Tähän sisältyvät sähkön hinta, sähkön kulutus ja sen reaaliaikainen sopeuttaminen. Tehokkuus varmistetaan mittauksilla koko sähköasennuksen käyttöiän ajan. Näillä tunnistetaan parannettavat kohteet, jolloin ne voidaan korjata. Parannukset ja korjaukset voidaan tehdä suunnittelemalla asennus uudelleen tai vaihtamalla laitteet. Tavoitteena on energiatehokas sähköasennus, jossa hyväksyttävän suuruisella investoinnilla toteutettu energianhallintaprosessi soveltuu käyttäjän tarpeisiin. Standardi esittelee aluksi menettelyä, joilla voidaan saavuttaa sähköenergian (kWh) säästöön perustuva energiatehokas sähköasennus. Sen jälkeen annetaan ohjeita ensisijaisista menettelyistä, jotka riippuvat investointien takaisinmaksuajasta eli sähköenergian ja sähkötehon kustannussäästöstä jaettuna investointien suuruudella.” (SFS 6008-1:2020 2020, 6).

Standardissa SFS 6008-1:ssa esitetään vaatimukset, jotka koskevat standardin SFS-EN ISO 50001 mukaisen energiahallintajärjestelmän sähköteknistä osuutta. Standardissa SFS 6000-1 sisältää siis vaatimuksia, suosituksia ja menetelmiä sähköasennusten rakenteelle sekä energiatehokkuuden arvioinnille. Vaatimukset esitellään energiatehokkuuden ohjauksen näkökulmasta. Tarkoituksena on saavuttaa paras toiminnallisuus pienimmällä mahdollisella sähköenergian kulutuksella ja hyväksyttävimmällä energian saatavuuden ja taloudellisuuden tasapainolla. (SFS 6008-1:2020 2020, 5.)

Vastaavasti standardin SFS 6008-2 tarkoituksena on varmistaa, että pienjännitesähköasennus on nyt ja tulevaisuudessa sopiva toimittamaan turvallisesti ja tarkoituksenmukaisesti sähköenergiaa kulutuslaitteisiin joko yleisestä jakeluverkosta tai paikallisista lähteistä (SFS 6008-2:2020, 2020, 12).

Ohjaus- ja valvontajärjestelmät

Kehittyneimmät ohjausjärjestelmät toimivat energiatarpeen ennustajina. Tarpeen määrittelyyn käytetään muun muassa sää- ja käyttötietoja, joista ohjausjärjestelmä päättelee, mitä resursseja järjestelmässä on saatavilla energiatarpeiden hallintaan siten, että energia tuotetaan asetettujen tavoitteiden mukaisesti, esimerkiksi kustannustehokkaasti ja hiilidioksidipäästöt minimoiden. Muita toimintoja ovat kuorman seuraaminen, tehohuippujen tasaus, reaaliaikainen tiedonkeruu ja tiedon visuali- sointi, energian varastoinnin integrointi ja kysyntään reagointi.

Mikroverkko-ohjaimilla suojataan myös järjestelmää esimerkiksi vähentämällä automaattisesti tuotantotehoa akkuenergiavaraston ylikuormituksen välttämiseksi tai vähentämällä ei-kriittistä kuormitusta, jos käytettävissä ei ole tarpeeksi tehoa. Yksi keskeisimpiä asioita mikroverkon suunnittelussa onkin turvallisuuden huomioiminen niin suunnittelussa kuin toteutuksessakin. Turvallisuuden osa- alueita ovat ensisijaisesti henkilöturvallisuus, laiteturvallisuus ja tietoturvallisuus.

Ohjaustavat

Mikroverkkojen ohjaus voidaan toteuttaa kolmella tavalla: keskitetysti, hajautetusti tai täysin itsenäisesti eli autonomisesti.

Keskitetyn ohjauksen suorittaa yksi kontrolleri, joka ohjaa kaikkia mikroverkkoon kytkettyjä laitteita keskitetysti. Keskitetty ohjain voi mahdollistaa mikroverkon joustavuuden ja hallittavuuden muita vaihtoehtoja paremmin, mikä minimoi käyttökustannukset. Tämäntyyppinen ohjaus vaatii kuitenkin usein kallista viestintäinfrastruktuuria mittauspisteiden, hajautettujen energia tuottojen ja keskusohjaimenvälillä. Keskitetyt ohjaimet vaativat enemmän panostusta käyttöönottoon ja ylläpitoon, sillä mikroverkon laitemuutokset aiheuttavat aina parametrien päivitystarpeen järjestelmään. Algoritmien muutokset eivät ole ns. plug-and-play-tyyppisiä, vaan vaativat insinööritason parametrointia. Mikäli yksittäinen laite on poistettu käytöstä, keskusohjain ei ehkä pysty suorittamaan tehtäviään optimaalisesti tai lainkaan, ellei algoritmia muuteta. Keskitetty ohjaus sopiikin mikroverkoille, joilla on suhteellisen pieni määrä ohjattavia laitteita.

Hajautettu ohjaus soveltuu mikroverkkoihin, joissa on useita eri paikoissa sijaitsevia toimijoita. Se perustuu DER-aggregoijien tekemiin riippumattomiin ja koordinoituihin päätöksiin. Aggregoinnilla tarkoitetaan säätöön kykenevien pienempien sähkön tuotanto-, kulutus- ja varastokohteiden yhdistämistä suuremmiksi kokonaisuuksiksi, joita voidaan tarjota eri sähkömarkkinapaikoille. DER- aggregoijilla on pääsy paikallisiin mittauksiin ja ohjainten ilmoittamiin tietoihin.

Olemassa olevat hajautetut ohjaustopologiat edellyttävät merkittävää viestintäinfrastruktuuria, kuten moniagentti-järjestelmää (multi-agent systems, MAS). Moniagentti-järjestelmä on tietokoneohjelmalla toteutettua fyysisten tai virtuaalisten resurssien hallintaa. Tällaisilla järjestelmillä voi hajauttaa monimutkaisen tehtävän pieniin osiin. Hajautetut ohjaimet voivat pilkkoa mikroverkon toiminnan pienempiin palasiin ja reagoida sen mukaisesti, jolloin tehokkaiden prosessoreiden ei tarvitse hallita kaikkia järjestelmän toimintoja. Hajautetut ohjaimet koordinoivat keskenään optimoidakseen kaikki mikroverkon tavoitteet minimoiden ristiriidat paikallisten DER-tavoitteiden kanssa.

Tämä ohjaustapa perustuu hajautettujen aggregoijien yhteistyöhön, jolloin ei tarvita keskusohjauksen tekemää optimoitua valvontaa. Hajautettu ohjaustapa mahdollistaa helposti muokattavan järjestelmän, koska mikä tahansa yksittäinen ohjain voidaan liittää järjestelmään tai irrottaa järjestelmästä ilman uutta ohjausalgoritmia. Uudet laitteet voidaan kytkeä joustavasti plug-and-play-toiminnoilla. Tämäntyyppinen ohjain on käytännöllisin mikroverkoissa, jotka koostuvat useista eri laitevalmistajien toimittamista osista. Laitevalmistajien ei tarvitse tällöin jakaa omaa teknologiaansa, vaan jokainen ohjain pyrkii saavuttamaan sekä ohjaamalleen laitteelle että koko mikroverkolle asetetut tavoitteet. Hajautetut ohjaukset sopivat mikroverkkoihin, joissa on useita eri toimijoita. (Fingrid 2019)

Autonomiset ohjaimet ja laitteet eivät vaadi tiedonsiirtoa DER:ien välillä, ja ne perustuvat ensisijaisesti droop-ohjaukseen paikallisessa tehonohjauksessa. Tämä on yksinkertaisin ja kustannustehokkain ohjaustapa, koska se ei vaadi viestintäinfrastruktuuria. Toisaalta mikroverkon koordinoitu ja optimoitu ohjaus ei kuitenkaan aina ole mahdollista ilman tietoliikenneyhteyttä. Autonomiset ohjaimet voivat olla houkuttelevia jakeluverkon mikroverkoissa, joissa pyritään tukemaan tehon tarvetta alhaisin kustannuksin.

Viestintä on myös olennainen osa mikroverkon käyttöä, ohjausta ja suojausta. Tiedonsiirto voidaan tehdä joko langallisesti tai langattomasti, kun turvallisuus otetaan huomioon. Langaton viestintä on hyvä vaihtoehto, koska se on langallista joustavampi, modulaarisempi ja edullisempi. Ohjauksen ja laitteiden välinen tiedonsiirto on standardoitu. Se mahdollistaa eri järjestelmien yhteensopivuuden, vaikka järjestelmät olisi hankittu eri toimittajilta.

SAAREKEVERKKOREFERENSSEJÄ

Sähköverkossa energia johdetaan perinteisesti tuotantolaitoksesta kuluttajille yhdensuuntaisesti, kun taas mikroverkoissa energia voi virrata kumpaakin suuntaan. Mikroverkot voivat toimia omavaraisina saarekkeina tai niissä voi olla hajautettua energiantuotantoa. Tyypillisimmät käyttökohteet mikroverkoille on paikat, joissa yhteydet kantaverkkoon puuttuvat tai ovat heikot. Tällaisia ovat syrjäiset kylät, saaret tai yksittäiset kantaverkosta kaukana olevat kohteet. Tunnetuimpia Suomessa olevia mikroverkoilla toteutettuja kohteita ovat kauppakeskukset ja teollisuuden laitokset. Myös energialaitoksilla voi olla hallinnassaan uusiutuvaa ja hajautettua energiantuotantoa.

Maailmalta voidaan ottaa esimerkiksi Australian energiantuotanto alueilla, joissa dieselgeneraattoreilla tuotettu sähkö on korvattu uusiutuvalla energialla ja mikroverkkoteknologialla. Tällöin energian määrää on voitu lisätä vaarantamatta jatkuvaa sähkönsaantia. Lisäksi aurinkoenergialla päästöjä on saatu pienennettyä huomattavasti.

Tulevaisuudessa paikallisiin verkkoihin liitetyt taloyhtiöt, kotitaloudet tai maatilat voivat toimia sähkön pientuottajina, jolloin ne voivat myydä osan tuottamastaan sähköstä takaisin verkkoon. Pientuottaja voi optimoida myynti- ja kulutusajankohtansa tarkkailemalla sähkön hinnan kehitystä sekä seuraamalla omaa tuotannon ja kulutuksen määräänsä.

Hallituksen tavoitteena on saada Suomessa hiilineutraalius vuoteen 2035 mennessä, mikä edellyttää mikroverkkojen käyttöönottoa laajemmin. Tähän vaikutetaan helpottamalla lain ja verotusten kautta, jolloin energian pientuotanto helpottuu. Sähkönjakelusta ollaankin siirtymässä kohti tulevaisuuden älykästä sähköverkkoa ja vähähiilistä energiantuotantoa. Maailmalla mikroverkkomarkkinat ovatkin jo olleet pitkään kasvussa.

Suomalaisia saarekeverkkoreferenssejä

Suomeen on rakennettu viime vuosina erityyppisiä saarekeverkkoja, joista tässä esitellään lyhyesti niistä kaksi. Tunnetuimmat saarekeverkon hallintajärjestelmätoimittajat Suomessa ovat tällä hetkellä HitachiABB, Siemens ja Schneider. Siemens on ollut mukana toteuttamassa energian hallintajärjestelmää Lempäälän Marjaniemen teollisuusalueelle Lemene-hankkeessa. Lidl Oyj:n jakelukeskuksessa Järvenpäässä hyödynnetään vastaavasti Schneiderin energiankäytön optimointiratkaisuja.

HitachiABB:n energian hallintajärjestelmäratkaisua sovelletaan muun muassa Oulun Energian kaukolämpöverkossa.

LEMENE-energiayhteisö, Lempäälä

Yksi ensimmäisistä Suomessa toteutetuista uudentyyppisistä energiayhteisöistä Lempäälässä Marjamäen alueella sijaitseva LEMENE. Se on toimintaympäristö, joka pystyy tuottamaan itse kaiken tarvitsemansa energian ja johon kuuluvat asiakkaat voivat jakaa resursseja keskenään. LEMENEhankkeessa rakennettuun toimintaympäristöön voi kuulua vain teollisuus- ja kaupallista toimintaa harjoittavia yrityksiä. Tällä hetkellä LEMENE-yhteisö on tuotantoverkkotilassa ja tuotettava energia myydään sähkömarkkinoille

LEMENE- eli Lempäälän energiayhteisö -hanke on työ- ja elinkeinoministeriön kärkihanke, joka valmistui vuonna 2019. Sen puitteissa Lempäälän Ideaparkin läheisyydessä olevalle Marjamäen teollisuusalueelle on toteutettu älykäs energiajärjestelmä, jolla turvataan alueen energiansaanti. Kyseisessä toimintamallissa teollisuusalueelle tulevat toimijat voivat liittyä hajautettuun energiajärjestelmään, jossa energiaa tuotetaan aurinkopaneeleilla, kaasumoottoreilla ja polttokennoilla. Älykkäällä järjestelmällä on kyky osallistua joustavasti eri markkinoille, ja tarvittaessa energiajärjestelmä pystyy myös itsenäiseen saareketoimintaan irtautumalla valtakunnan verkosta. (Lemene Lempäälän energiayhteisö, 6–11.)

Lempäälän Energian rooli LEMENE-hankkeessa on toimia paitsi sähkön ja lämmön tuottajana myös operaattorina energiayhteisössä toimivien yritysten välillä.

Järjestelmään sisältyy:

• 9 km 20 kV:n sähköverkkoa

• kaksi 2 MW:n aurinkopaneelikenttää

• kuusi kaasumoottoria tehoiltaan on yhteensä 8,1 MW

• kaksi polttokennoa tehoiltaan yhteensä 130 kW

• noin 3 MWh:n akusto. (Lemene Lempäälän energiayhteisö, 2.)

Yhteisö hyödyntää alueellaan tuotetun energian mahdollisimman pitkälle, ja häviöt pyritään minimoimaan. Esimerkiksi yhden yrityksen tuotantoprosesseissa syntyvästä hukkalämmöstä osa voidaan hyödyntää suoraan lämpöenergiana toisessa yrityksessä ja osalla voidaan tuottaa kylmäenergiaa kolmannen yrityksen ilmastointia varten.

Useat yritykset tekevät jo nyt energiatehokkuuteensa parannuksia esimerkiksi tuottamalla sähköä ekologisesti omilla aurinkopaneeleilla. Energiayhteisössä tällaiset yksittäisten asiakkaiden omat tuotannot saadaan yhä paremmin hyödynnettyä. Mikäli asiakas jollain ajanjaksolla tuottaa energiaa yli oman tarpeensa, ylijäämä voidaan hyödyntää energiayhteisön muiden jäsenten kesken. Tarvittaessa yhteisö ostaa puuttuvan energiamäärän valtakunnallisesta verkosta, mutta se voi vastaavasti myös myydä yhteisöstä ylijäävän energian kyseiseen verkkoon.

Tärkeä osa LEMENE-hanketta on sähkön laadun ja saatavuuden varmistaminen uusiutuvan energian tuotannon vaihdellessa. Verkkorakenne on toteutettu älykkäänä sähköverkkona, eli sähköverkon ohjaamiseen käytetään älyteknologiaa. Keskijänniteverkkoa operoidaan käytettävyyden maksimoimiseksi rengaskäytössä. Verkon älykäs suojausjärjestelmä on toteutettu siten, että mahdollisten vikojen paikallistaminen ja selvittäminen hoituu nopeasti ja luottavasti.

Järjestelmä toimii pääasiassa julkisen sähköverkon osana, mutta tarvittaessa se voi toimia myös kantaverkon tehotasapainon hallintaa tukevana reservijärjestelmänä tai itsenäisenä saarekeverkkona. Tämän mahdollistavat mikroverkon hallintaan sovellettavat energianhallinta ja automaatioratkaisut. Akusto on mukana turvaamassa aurinkopaneelikentän hetkelliset tehomuutokset. (Lemene Lempäälän energiayhteisö, 2.)

Lidlin jakelukeskus, Järvenpää

Järvenpään jakelukeskus on Lidlin kolmas ja suurin jakelukeskus Suomessa. Sen kokonaispinta-ala on yli 50 000 m2. Älykkään tekniikan ansiosta jakelukeskuksen energiankäytön hiilidioksidipäästöt on minimoitu.

Jakelukeskuksen kylmävarastojen pinta-ala n. 20 000 m2. Merkittävä osa sen jäähdytyksen tarvitsemasta energiasta tuotetaan rakennuksen katolle sijoitetun 1 600 paneelin aurinkovoimalalla, joka tuottaa sähköä noin 450 MWh vuodessa. Jäähdytyksen sivutuotteena syntyvä lauhdelämpö voidaan hyödyntää rakennuksen energiatarpeisiin tai syöttää eteenpäin Järvenpään kaukolämpöverkkoon.

Järjestelmä seuraa reaaliaikaisesti muun muassa käyttöastetta, sähköenergian tuntihintaa, säätä ja sähkönkulutusta Suomessa. (SKOL ry 2020)

Järvenpään logistiikkakeskuksen energiasuunnittelun lähtökohtana on ollut älykäs energianhallinta. Sen mahdollistaa Schneider Electricin Microgrid Advisor -ohjausjärjestelmä, joka optimoi kokonaisuutena jakelukeskuksen energiankäyttöä, kylmäntuotantoa, lämpö- ja sähkövarastoja, kaksisuuntaista kaukolämpöä ja aurinkovoimalaa sää- ja kulutusennusteiden sekä energiamarkkinatietojen mukaisesti. (Schneider Electric 2021)

Jakelukeskuksen integroitu kiinteistöautomaatiojärjestelmä on toteutettu Schneider Electricin älykkäällä pilvipohjaisella EcoStruxure Building -ratkaisulla, mikä mahdollistaa tietoturvallisesti täyden etäkäytön sekä energiatehokkuutta edelleen parantavat analytiikkapalvelut. Ratkaisun ansiosta Lidl voi optimoida sähkön- sekä lämmön- ja kylmäntuotannon sekä seurata ja ohjata kiinteistön energiankäyttöä tarkasti. Älykkäiden energiaratkaisuiden kuten lämmön talteenoton avulla Lidl säästää merkittävästi energiakustannuksia ja pienentää jakelukeskuksen hiilidioksidipäästöjä (SKOL ry 2020, Schneider Electric 2021)

OAMKIN HYBRIDILABORATORION SÄHKÖVERKKO

Oamkin Hybridilaboratorion älykäs sähköverkko on mikroverkko, joka on normaalissa käyttötilanteessa liitetty yleiseen sähkönjakeluverkkoon yliopistokampuksen keskijänniteverkon kautta. Sillä on myös kyky toimia itsenäisenä saarekkeena, jolloin mikroverkon käyttö jatkuu sen omien energiaresurssien avulla. Mikroverkon jakelukaavio ja keskeiset energiaresurssit on esitetty kuvassa 3.

1 8 6 5 4 3 2 7 9 10
Kuva 3. Hybridilaboratorion mikroverkon periaatekaavio. Selitteet: 1: Muuntamon kj-kojeisto, 2: jakelumuuntaja; 3: Pj-pääkeskus PK2; 4: aurinkopaneelit; 5: UPS-G -laitteisto; 6: saarekeverkko; 7: Akkuenergiavarasto; 8: sähköauton latausasemat; 9: Nousukeskus ja jakokeskukset; 10: Vesivaraaja ja sähkökattila.

Hybridilaboratorion läheisyydessä olevan muuntamon kj-kojeisto (1) on liitetty kampuksen kj-verkkoon. Muuntamossa sijaitsevan 20/0,4 kV:n kuivamuuntajan (2) näennäisteho on 500 kVA. Pienjännitepääkeskukseen PK2 (3) on liitetty mikroverkon energiantuotanto- ja varastointiresurssit sekä osa joustavista kuormituksista.

Aurinkoenergiajärjestelmään (4) sisältyy 100 kpl aurinkopaneeleja, 4 kpl SunnyPowerin kolmivaiheinvertteriä: 15 kW, 10 kW, 3 kW ja 3 kW sekä 4 kpl Hoymiles 1200 mikroinvertteriä. Aurinkopaneelien yhteenlaskettu huipputeho on 35 pWp

UPS-G -laitteisto (5) on tyyppiä Eaton 93PM 50 kW SC. Sen perustehtävänä on varmistaa sähköjärjestelmän saarekeosan (6) sähkönsyöttö sekä odottamattomissa että suunnitelluissa sähkökatkostilanteissa. Laitteiston superkondensaattorit syöttävät saarekeosaan tehoa kunnes dieselgeneraattori käynnistyy ja tahdistuu verkkotaajuuteen.

Akkuenergiavarasto (7) on tyypiltään Eaton xStorage Compact 40 kW HMI. Sen antoteho on 40 kVA ja akkujen kapasiteetti on 50 kWh, josta voidaan käyttää hyödyksi noin 70–75 %. Loput 25 –30 % järjestelmä varaa omaan käyttöönsä.

Energianhallinnan avulla voidaan toteuttaa tehonrajoitusta ja huipputehojen tasausta. Kulutusjoustoon ja kuormanhallintaan osallistuvia kuormituksia ovat kaksi sähköauton latausasemaa (8) sekä energiatekniikan laboratorion suurimmat vastuskuormitukset (10). Kumpikin Schneider Electricin EvLink Parking latausasema sisältää kaksi 22 kW:n latauspistettä. Energialaboratorion vesivaraajan ja sähkökattilan (10) vastustehot ovat 18 kW ja 36 kW. Niiden tehonsyöttö voidaan toteuttaa joko suoraan PK2:sta tai energialaboratorion jakokeskuksen kautta.

Saarekeosaan (6) sisältyvät viisi jakokeskusta (9) sijaitsevat eri puolilla hybridilaboratoriota. Niitä syötetään nousukeskuksen (9) kautta. Hybridilaboratoriotilojen muu kuorma koostuu lähinnä pistorasioihin liitetyistä laitteista ja valaistuksesta, joiden teho syötetään jakokeskusten kautta. Osa kyseisistä kuormituksista on myös liitettävissä energianhallintajärjestelmään.

Älysähköjärjestelmille on tyypillistä suuri mittaustiheys ja kattava tiedonkeruu. Saarekeosan jakokeskuksien yksittäistenkin lähtöjen jännite-, virta-, teho- ja energiatiedot mitataan sekä tallennetaan tietokantaan. Tiedon tallennus ja visualisointi on toteutettu Schneider Electricin (Power Monitor Expert, PME) järjestelmän avulla (Kuva 4).

Kuva 4 PME-järjestelmän käyttöliittymän pääsivu

Järjestelmän keräämää kuormitustietoja voidaan käyttää hyväksi energianhallinnan optimointilaskennassa. Hybridilaboratorioon liitetty oma paikallinen sääasema, jonka mittaamat tiedot täydentävät Ilmatieteen laitoksen alueellista säätä koskevia ennusteita, joita myös hyödynnetään energianhallinnassa

YHTEENVETO

Viime aikoina kiinnostus mikroverkkoja kohtaan on kasvanut huomattavasti. Meneillään oleva energiamurros ilmenee muun muassa energiantuotannon hajautumisena ja pientuotannon lisääntymisenä. Rakennusten tiukentuneet energiatehokkuusvaatimukset edistävät uusiutuviin energialähteisiin perustuvaa omaa pientuotantoa. Osaltaan kiinnostus selittyy jo pitempään jatkuneella tavoitteella vähentää hiilidioksidipäästöjä ja tuottaa energiaa paikallisesti käyttäen päästöttömiä tai hiilineutraaleja energialähteitä. Viime aikoina energiaomavaraisuuden ja huoltovarmuuden merkitys on korostunut entisestään, samoin halukkuus suojautua sähkön hintavaihteluilta.

On odotettavissa, että mikroverkkojen tuotanto- ja varastointiteknologiat kehittyvät edelleen. Erityisesti aurinkovoimaloiden ja akkuenergiavarastojen kustannusten ennustetaan laskevan ja niiden tehokkuuden lisääntyvän, mikä tekee mikroverkkotoiminnasta entistä houkuttelevampaa. Sähköajoneuvoja käytetään joustavina kuormituksina jo nyt. Kaksisuuntaisen latauksen yleistyessä niitä voidaan hyödyntää enenevässä määrin myös sähköenergiavarastoina, jotka syöttävät tarpeen tullen syöttävät sähköä verkkoon.

Mikroverkon hallinta- ja suojausjärjestelmät kehittyvät entistä monipuolisemmiksi. Ne tehostavat mikroverkkoon liitettyjen energiaresurssien käyttöä ja parantavat järjestelmän turvallisuutta

LÄHTEET

Cigre 2015. Microgrids 1 Engineering, Economics & Experience. Report 635. Working Group C6.22. Elenia & VTT 2021. Energiayhteisökäsikirja. Hakupäivä 14.12.2021. https://www.elenia.fi/files/7de35936c413685a502e8cfe531bdc1e42653201/elenia-energiayhteisokasikirja.pdf

Energiateollisuus 2019. Tekninen liite 1 Enintään 100kVA tuotantolaitoksia koskevat tekniset vaatimukset. Enegiaverkot / Tuukka Heikkilä. Päivitetty 7.6.2091. Alkuperäinen 12/2011. Hakupäivä 16.12.2021. https://docplayer.fi/155831742-Tekninen-liite-1-ohjeeseen-sahkontuotantolaitoksen-liittaminen-jakeluverkkoon-nimellisteholtaan-enintaan-100-kva-laitoksen-liittaminen.html.

Energiavirasto 2021. Verkkotoiminnan luvanvaraisuus. Hakupäivä 19.1.2022. https://energiavirasto.fi/verkkotoiminnan-luvanvaraisuus

EU-direktiivi 2019/944 2019. Sähkön sisämarkkinoita koskevista yhteisistä säännöistä. Euroopan unionin virallinen lehti. L 158/125–L158/199. Hakupäivä 15.11.2021. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/FI/TXT/PDF/?uri=CELEX:32019L0944&from=EN

Fingrid Oyj 2019. Säätösähkömarkkinoiden itsenäisen aggregaattorin pilottia laajennetaan. Hakupäivä 2.2.2022. https://www.fingrid.fi/sivut/ajankohtaista/tiedotteet/2019/saatosahkomarkkinoiden-itsenaisen-aggregaattorin-pilottia-laajennetaan

Fingrid Oyj. Reservimarkkinat. Hakupäivä 30.10.2021. https://www.fingrid.fi/sahkomarkkinat/reservit-ja-saatosahko.

Kettunen, Mikko & Kivioja, Olli 2021. Edelläkävijyys energiayhteisössä, Selvityshankkeen loppuraportti 30.11.2021. Lempäälän Lämpö. Hakupäivä 19.1.2022. https://www.eehanke.fi/wp-content/uploads/2021/11/Edellakavijyys-Energiayhteisossa-Selvityshanke-loppuraportti.pdf

Kumpulainen, Lauri, Laaksonen, Hannu, Komulainen, Risto, Martikainen, Antti, Lehtonen, Matti, Heine, Pirjo, Silvast, Antti, Imris, Peter, Partanen, Jarmo, Lassila, Jukka, Kaipia, Tero, Viljainen, Satu, Verho, Pekka, Järventausta, Pertti, Kivikko, Kimmo, Kauhaniemi, Kimmo, Lågland, Henry & Saaristo, Hannu 2006. Verkkovisio 2030. Jakelu- ja alueverkkojen teknologiavisio. VTT tiedotteita –Research Notes 2361. VTT. ISBN 951-38-6883-4. Hakupäivä 10.12.2021. https://www.vttresearch.com/sites/default/files/pdf/tiedotteet/2006/T2361.pdf.

Lemene Lempäälän energiayhteisö. Omavarainen ja älykäs energiajärjestelmä. A self-sufficient and intelligent enegy system. Esite. Hakupäivä 15.12.2021. http://www.lempaalanenergia.fi/files/upload_pdf/21540/LEMENE%20esite.pdf.

Lounasheimo, Antton 2020. Perinteinen yhdensuuntainen sähköverkko on muuttumassa älykkäämmäksi mikroverkkojen, uusiutuvan energian ja sähkön varastointiteknologioiden kehittyessä. Teknologiateollisuus ry 20.4.2020. Hakupäivä 6.12.2022. https://teknologiateollisuus.fi/en/node/27084 Motiva 2020. Sähkön pientuotanto. Hakupäivä 15.11.2021. https://www.motiva.fi/ratkaisut/uusiutuva_energia/sahkon_pientuotanto

Motiva 2021. Sähkön kulutusjousto – Joustavaa ja älykästä sähkönkäyttöä. Hakupäivä 15.11.2021. https://www.motiva.fi/koti_ja_asuminen/sahkon_kulutusjousto?gclid=CjwKCAiAtouOBhA6EiwA2nLKH_NAqtkcQXzRQ8k6eo9f_qWjDFVX6vfm6YOr WDMexDk6ZKnFOZzHEhoC6A8QAvD_BwE.

Schneider Electric 2021. Lidlin hiilineutraali jakelukeskus Järvenpäässä. Hakupäivä 25.2.2022. https://blog.se.com/fi/energianhallinta/uusiutuva-energia/2021/03/lidlin-hiilineutraali-jakelukeskus-jarvenpaassa/

SFS 6008-1:2020 2020. Pienjännitesähköasennukset. Osa 8-1: Toiminnallisuus. Energiatehokkuus.

Helsinki: Suomen Standardisoimisliitto SFS ry. Hakupäivä 14.12.2021. https://online.sfs.fi/fi/index/tuotteet/SFSsahko/SFS/ID2/6/899247.html.stx. Vaatii lisenssin.

SFS 6008-2:2020 2020. Pienjännitesähköasennukset. Osa 8-2: Toiminnallisuus. Tuottaja-kuluttajan pienjännitesähköasennukset. Helsinki: Suomen Standardisoimisliitto SFS ry. Hakupäivä

14.12.2021. https://online.sfs.fi/fi/index/tuotteet/SFSsahko/SFS/ID2/6/899244.html.stx Vaatii lisenssin.

SKOL ry 2020. Lidlin Järvenpään logistiikkakeskuksessa uusia energiaratkaisuja. Hakupäivä 17.12.2021. https://skol.teknologiateollisuus.fi/fi/ajankohtaista/lidlin-jarvenpaan-logistiikkakeskuksessa-uusia-energiaratkaisuja.

Sähkömarkkinalaki 588/2013. Hakupäivä 15.11.2021. https://www.finlex.fi/fi/laki/ajantasa/2013/20130588

Tampereen yliopisto, Tampereen ammattikorkeakoulu & VTT 2021. Prosumer Centric Energy Communities towards Energy Ecosystem (ProCemPlus). Loppuraportti. Hakupäivä 6.12.2022. https://trepo.tuni.fi/bitstream/handle/10024/135693/978-952-03-2238-0.pdf?sequence=5&isAllowed=y.

Työ- ja elinkeinoministeriö 2020. Energiayhteisöt helpottamaan itse tuotetun sähkön jakamista naapurustossa. Tiedote. Hakupäivä 15.12.2021. https://tem.fi/-/energiayhteisot-helpottamaan-itse-tuotetun-sahkon-jakamista-naapurustossa.

Valtioneuvosto ”Suomella on hyvät mahdollisuudet kestävän kehityksen mukaiseen ekologiseen jälleenrakentamiseen.” Hakupäivä 15.11.2021. https://valtioneuvosto.fi/marinin-hallitus/halli-

tusohjelma/hiilineutraali-ja-luonnon-monimuotoisuuden-turvaava-suomi

Valtioneuvoston asetus sähköntoimitusten selvityksestä ja mittauksesta 767/2021. Hakupäivä

15.1.2022. https://finlex.fi/fi/laki/alkup/2021/20210767

Valtioneuvoston asetus sähköntoimitusten selvityksestä ja mittauksesta annetun valtioneuvoston asetuksen muuttamisesta 1133/2020. Hakupäivä 20.11.2022. https://www.finlex.fi/fi/laki/alkup/2020/20201133

Wikipedia, Vapaa tietosanakirja: Älykäs sähköverkko 2022. Hakupäivä 28.2.2022. https://fi.wikipedia.org/wiki/Älykäs_sähköverkko#Mikä_on_älykäs_sähköverkko