ABB OY:N ASIAKASLEHTI
3/2010
Rakennusautomaation avulla
kulutus kuriin Toimiva rakennusautomaatio on nollaenergiarakentamisen edellytys.
16
Miten energianhallintaj채rjestelm채 toimii j채tevesiosastolla?
10
19
Distanssisuojaus tuo nopean suojauksen tulevaisuuden verkkoihin.
Pääkirjoitus
Hyvät Asiakkaat Energiankäyttö on suurin ympäristökuormittaja ja asumiskustannusten aiheuttaja rakennuksen elinkaaren aikana. Kaikesta Suomessa kulutetusta energiasta rakennusten osuus on 40 prosenttia, kasvihuonepäästöistä kolmannes. Globaalisti luvut ovat samansuuntaisia – lämmitys, jäähdytys, valaistus ja sähkölaitteet kuluttavat energiaa. Edellinen yhdistettynä kansallisiin tavoitteisiin energiatehokkuuden edistämiseksi ja hiilidioksidipäästöjen leikkaamiseksi ovat nostaneet rakennusautomaation ja muiden energiatehokkuutta edistävien ratkaisujen roolin avainasemaan. EU-direktiivin asettaman asumisen nollaenergialinjan tavoittaminen kymmenessä vuodessa on kova haaste. Oikein käytetty taajuusmuuttaja ja korkean hyötysuhteen moottori mahdollistavat jopa 50 prosentin energiansäästön ja päästövähennyksen. KNX-rakennusautomaatiolla energiaa on mahdollista säästää jopa 30 prosenttia. Tässä lehdessä avaamme aihetta Tampereen ammattikorkeakoulun sähköisen talotekniikan lehtorin suulla. Esittelemme myös Suomen ensimmäisen KNX-teknologiaa laajamittaisesti hyödyntävän kerrostalon, Espoon Mäkkylässä sijaitsevan As. Oy Espoon Adjutantin. Kansainvälinen energiajärjestö IEA on ennustanut, että sähköntuotanto uusiutuvia energianlähteitä käyttäen tulee kasvamaan räjähdysmäisesti vuoteen 2030 mennessä. Niin räjähdysmäisesti, että se tulee kattamaan noin puolet kaikista suunnitelluista investoinneista sähköntuotantoon kyseiselle ajanjaksolle. ABB on aktiivisesti mukana uusiutuvien markkinoilla. Maailman johtavana sähkövoima- ja automaatioteknologiayhtiönä haluamme olla tuotteillamme, järjestelmillämme, palveluillamme ja teknologiaosaamisellamme omalta osaltamme edistämässä myös uusiutuvien energiamuotojen tehokasta hyödyntämistä. Taajuusmuuttajatehtaamme katolla sijaitseva aurinkosähkövoimala on omalta osaltaan tukemassa tätä työtä ja toimii energiantuotannon lisäksi tutkimuksen ja tuotekehityksen tukena. Energiatehokkuus on yhä selkeästi tehokkain ja nopein säästää energiaa ja leikata päästöjä. Elävän elämän esimerkistä käy Sibelco Nordic, jonka Kemiön tehtaalla energiatehokkuusinvestoinnit ovat puolittaneet pumppaukseen käytettävän sähköenergian kulutuksen. Tästä ja muistakin mielenkiintoisista ratkaisuista lisää lehden sisäsivuilla.
2
Mukavia lukuhetkiä! Mikko Niinivaara Toimitusjohtaja, ABB Oy
ABB Oy:n asiakaslehti
ABB Oy:n asiakaslehti 27. vuosikerta Julkaisija: ABB Oy, Viestintä Päätoimittaja: Jaana Nikkari 010 22 44627, jaana.nikkari@fi.abb.com Toimituskunta: Marja Hawas, Jonna Helenius, Milla Johansson, Aki Kulmala, Taina Lahtinen, Leena Munde, Eila Nyman, Irene Saarnio, Erja Safroskin, Matti Vaattovaara, Kristiina Vikström Tilaukset ja osoitteenmuutokset: www.abb.fi/asiakaslehti, p. 010 22 23123 Toimitustyö ja ulkoasu: asiakaslehtibyroo Maggie Oy, www. maggie.fi Paino SP-Paino, 2010 Painosmäärä 10 950 ISSN 797-8912
Sisällys 3/10 ABB Oy:n asiakaslehti: Power&Automation
Tämä lehti julkaistaan sähköisenä myös Issuupalvelussa, osoitteessa issuu.com (haulla Power & Automation). Lisäksi -merkillä varustetut jutut löytyvät pdf:nä osoitteesta scribd.com/ABBSuomi ja -merkillä merkitty, sivulta 16 alkava juttu, esityksenä osoitteesta www.slideshare.net/ ABBSuomi. Power & Automation -lehden edelliset numerot on arkistoitu abb.fi-sivustolle. Samaisesta paikasta voit myös lukea kaikki lehden jutut.
7
Taajuusmuuttajat säätävät Sibelco Nordicin pumppujen tehoa energiaa säästäen.
15 Auringon voima talteen
Lehden sisältö: 4 Uusi kestomagneettigeneraattori, ABB ja Movetec yhteistyöhön | 5 ABB:n osaamista vesivoimalaitosten automaatio- ja sähköistysjärjestelmien uusimisessa | 6 Uutiset: Kontaktorituotteet uudistuvat, Impressivo-sarjaan uusia värejä | 7 Sibelco Nordicin Kemiön tehtaalla vedenkulutusta säädellään taajuusmuuttajan avulla | 10 Rakennusautomaatio on vastaus rakennusalan energiansäästövaatimuksiin | 15 ABB otti käyttöön aurinkosähkövoimalan | 16 Energianhallintajärjestelmä käytössä HSY Vedellä | 19 Distanssisuojan merkitys kasvaa | 20 TYKS:ssä tehtiin pien- ja keskijänniteverkon kartoitus | 23 Muuntajalta vaaditaan paljon
3 ABB Oy:n asiakaslehti
Uutiset
ABB tuo markkinoille uuden 1.5–3.6 MW:n kestomagneettigeneraattorin. Nopean pyörimisalueen tuotesarja on tarkoitettu täyden tehon taajuusmuuttajaa käyttäville tuuliturbiineille. Generaattori on pienikokoinen ja hyötysuhde korkea koko pyörimisnopeusalueella; erityisesti osakuormilla, kun tuulen nopeus on alhainen. Uusi patentoitu roottorirakenne kestää ylinopeudet aina 3000 kierrokseen asti. Generaattori mahdollistaa suuren energian vuosituotannon sekä alhaiset elinkaarikustannukset. Tuulivoimamarkkinoille aiemmin lanseerattu kaksoissyötetty liukurengasgeneraattori-sarja on tarkoitettu 1.5–2.0 MW:n tuuliturbiineille.
4
Lisätietoja: www.abb.fi/Tuotteet ja palvelut
Patentoitu roottorirakenne ja ABB:n luotettava liukurengasyksikkö takaavat varman ja tehokkaan toiminnan olosuhteissa, joissa esiintyy suuria ylinopeuksia ja korkeita läm-
pötiloja. Muunneltavissa olevien liityntäpintojen ansiosta generaattori on helppo asentaa useimpiin markkinoilla oleviin turbiinimalleihin.
Lisätietoja: Timo Heinonen, timo.heinonen@fi.abb.com
ABB Oy:n asiakaslehti
Mekaniikan ja automaation ratkaisut yhtenä kokonaisuutena
Kytkinyksikkö energianmittauksella
ABB ja Movetec ovat sopineet ohjelmoitavia logiikoita, taajuusmuuttajia ja servoja koskevasta yhteistyöstä. Sopimuksen mukaisesti Movetec toimii ABB:n ohjelmoitavien logiikoiden, taajuusmuuttajien ja servojen myyntija jakelukanavana sekä teknisenä tukena koneenrakennusalan asiakkaille. Yhteistyön ansiosta ABB ja Movetec pystyvät tarjoamaan mekaniikkaan ja automaatioon liittyvät ratkaisut asiakkaille yhtenä kokonaisuutena samasta paikasta. Movetecin
Kytkinyksikkö SE/S3.16.1 sisältää kolme potentiaalivapaata kanavaa ja erillisen nollan. Uutuutena on mahdollisuus mitata energian kulutusta joko 1- tai 3-vaiheisena 16 A asti. Kaikki kytkentätilan muutokset huomioidaan kulutuksessa ja kaikki suureet voidaan visualisoida esimerkiksi ohjauspaneeliin. Näin voidaan seurata minkä tahansa laitteen kulutusta ja asettaa raja-arvoja. Resetointi on mahdollista kanavakohtaisesti. KNX-rakennusautomaatioon on saatavissa myös 3 x 80 A energiamittari DIN-kiskoon KNX-muuntimella ZS/S1.1.
ratkaisuille tarjoama tekninen tuki parantaa asiakaspalvelua. ABB panostaa vahvasti ohjelmoitavien logiikoiden, taajuusmuuttajien ja servojen tuotealueeseen. Movetecin ydinosaamista ovat koneenrakennusalan asiakkaille tarjottavat ratkaisut sekä mekaniikan ja automaation yhdistäminen yhdeksi kokonaisuudeksi. Lisätietoja: Lasse Keronen, p. 050 33 23 294, Antti Hedman p. 050 33 23 797
ABB:n toimittamat automaatio- ja sähköjärjestelmät ovat olleet menestys ikääntyneiden vesivoimalaitosten tehonparannusprojekteissa Pohjoismaissa.
Maailma lukuina
Teksti: Teija Martinsson Kuva: Shutterstock
Mittavista koneinvestoinneista saadaan kaikki irti, kun vesivoimaloiden käytettävyys ja luotettavuus paranevat automaatiojärjestelmien avulla. Käyttökatkokset ja vanhan tekniikan riskit jäävät historiaan ja sähköä voidaan tuottaa juuri silloin, kun siitä saa pörssissä parhaan hinnan. ”Ajotapaa optimoimalla saadaan samasta vesimäärästä paras teho irti”, myynnin päällikkö Eero Koski ABB:ltä sanoo. ABB on toimittanut Pohjoismaissa noin sata vesivoimalaitosten automaatio- ja sähköjärjestelmää viimeksi kuluneiden kymmenen vuoden aikana, jolloin tehonparannusprojektien toteuttaminen on todella päässyt vauhtiin. Energian hinnan nousun lisäksi vauhtia uudistustyöhön on tuonut vesivoimaloiden ikä: suuri osa Pohjoismaiden voimaloista on rakennettu 1950-luvulla. Vesivoiman merkitys Pohjoismaissa on kasvussa, etenkin koska tuulivoiman ja ydinvoiman lisääntyminen vaatii nopeaa säätövoimaa, jolla voidaan tasata sähkönkulutuspiikkejä. ”Automaatioparannukset tekevät vesivoimasta entistä joustavampaa muuttuvilla sähkömarkkinoilla”, huomauttaa Koski. Lisäksi henkilöstökustannukset alenevat, kun hälytys- ja tarkastuskäyntien määrä vähenee. Vesivoimalaitosten tehonparannuksia ja automaatiojärjestelmien uudistuksia tehdään tällä hetkellä niin Suomessa, Ruotsissa kuin Norjassa. ABB:llä on tarjota automaattisia koneiston ohjausjärjestelmiä, laitosautomaatiojärjestelmiä, paikallisia operointiasemia ja kaukokäyttö- tai kaukokäyttöyhteysjärjestelmiä. Sähköjärjestelmien puolella tarjolla on generaattorien ohjaus- ja suojausjärjestelmiä sekä sähkönjakelujärjestelmiä eri jännitetasoilla korkeajännitteisistä ulkokytkinasemista laitoksen valaistuskeskuksiin asti. Parhaillaan ABB:llä on työn alla kolmen norjalaisomisteisen ja yhden ruotsalaisen vesivoimalan automatisointityöt.
kymmenessä vuodessa 5 ABB Oy:n asiakaslehti
Uutiset
Elektroninen kela haastaa perinteisen tekniikan
IMPRESSIVO
asennuskalustesarjaan uusia värejä Impressivo-sarjan tuotteissa yhdistyvät huolella suunniteltu ulkonäkö ja ensiluokkaiset ratkaisut. Sarjasta löytyy tuotteet sekä liikerakentamiseen että koteihin. Impressivon valkoisen, harmaan, alumiinin ja antrasiitin lisäksi on nyt uusia värejä: teräs, studiovalkoinen, punainen, vihreä, sininen ja keltainen. Lisää näyttävyyttä tuovat Carat-peitelevyt, joissa uutuusvärinä on musta lasi. Värejä voi yhdistellä vapaasti.
Uusi kosteusanturi paperin valmistukseen
6 ABB Oy:n asiakaslehti
ABB:n kontaktorituotteet uudistuvat 38 ampeerin saakka. AF-kontaktoriuutuuksissa on laajalla AC- ja DC-jännitealueella toimiva elektroninen kelan ohjaus, joka varmistaa kontaktorin ohjauksen myös vaativimmissa olosuhteissa. AFz-tyyppinen kela sietää jopa 20 millisekunnin ohjausjännitteen katkoksen ja sitä voidaan ohjata logiikalla ilman välirelettä. Vastaava ohjaustekniikka on ollut käytössä ABB:n suuremmissa kontaktoreissa jo vuosikymmenen verran. Uutuustuotteita on saatavilla kahdessa runkokoossa, molempien leveys on 45 mm.
Lisätietoja: Veikko Voutilainen, p. 050 33 22 737
ABB on tuonut markkinoille uuden HighPerformance Infrared -kosteusanturin (HPIR), joka parantaa ABB:n laadunmittausja säätöjärjestelmien suorituskykyä paperinja kartonginvalmistuksessa. Anturi parantaa laaduntarkkailua, nopeuttaa lajinvaihtoja ja koneen ylösajoa sekä vähentää CD-säätöjen hajontaa. Kosteuden säätö helpottuu kosteusmittauksen tarkkuuden paranemisen myötä. Säästöjä energia- ja raaka-ainekustannuksissa syntyy mahdollisuudesta ajaa kosteuden tavoitearvoa lähempänä laaturajoja. Uusi anturi korvaa aiemmin käytetyn ABB:n HemiPlus-kosteusanturin. Lisätietoja: Markku Piispanen, p. 010 22 24 530
Asiakasyhteistyö
Teksti: Jukka Muukkonen Kuvat: Mika Okko
Sähkönkulutuksesta
puolet pois Sibelco Nordicin Kemiön tehtaalla energiatehokkuusinvestoinnit puolittivat pumppaukseen käytettävän sähköenergian kulutuksen, tehostivat prosessia ja vähensivät ympäristökuormitusta.
7
löysivät ratkaisun Nordic Sibelconin Kemiön saarella sijaitsevan tehtaan energiarosvoihin eli vanhoihin pumppuihin.
ABB Oy:n asiakaslehti
ABB:n Olavi Aalto ja Electric-Control Oy Ab:n Roger Rautelius
Sibelco Nordic
Energiatehokkuusinvestoinnit ovat auttaneet säästämään sähköenergiaa ja siitä aiheutuvia kustannuksia.
emiön saarella sijaitsevalla Sibelco Nordicin tehtaalla on pitkät perinteet mineraalien jalostuksessa. Tehtaan ympäristön maaperässä yleisesti esiintyvästä pegmatiitti-nimisestä kivilajista on kerätty maasälpää teollisuuden tarpeisiin 1800-luvulta lähtien. Kvartsin kerääminen alkoi vieläkin aikaisemmin. Nykyinen tehdas valmistui vuonna 1966. Se tuottaa maasälpää ja jauhettua kvartsia lasi- ja keramiikkateollisuuden raaka-aineeksi. Tuotantoprosessissa käytetään merivettä sekä selkeytysaltaiden kautta kierrätettyä vettä. ”Aikaisemmin merivettä siirrettiin ylimitoitetulla pumpulla. Kierrätettävää vettä puolestaan pumpattiin kaksivaiheisesti allasalueelta tehtaalle. Ylimitoitetun pumppauksen ja sateiden vuoksi prosessiin kertyi ylimääräistä vettä, joka oli pumpattava takaisin mereen”, tehdaspäällikkö Tomas Stenström Sibelco Nordicin Kemiön tehtaalta sanoo. ”Vanhat pumput toimivat jatkuvasti täydellä teholla, eikä niissä ollut muita säätömahdollisuuksia kuin venttiilit. Ne olivat melkoisia energiarosvoja. Samalla pumput ylikuormittuivat ja ylläpitotarve kasvoi”, Stenström kertoo.
K
8 ABB Oy:n asiakaslehti
Avuksi ABB:n teknologiaa Ongelmaan löydettiin kuitenkin ratkaisu. Tehtaalla pohdittiin asiaa yhdessä ABB:tä paikallisesti edustavan, säätö- ja moottorikäyttötekniikkaan erikoistuneen Electric-Control Oy Ab:n Roger Rauteliuksen kanssa. ”Merivesipumppu uusittiin ja vaihdettiin pieneen, korkean paineen tuottavaan pumppuun. Kierrätetyn veden pumppaus muutettiin yksivaiheiseksi uudella tarkoitukseen mitoitetulla pumpulla. Molemmat pumput varustettiin ”TaajuusmuutABB:n taajuusmuuttajilla, joiden ansitajien ansiosta osta veden syöttöpainetta ja pumpatpumpattavan tavan veden määrää voidaan säätää tarveden määrää peen mukaan”, Rautelius kertoo. Vanhan merivesipumpun nimelvoitiin säädellä.” listeho oli 90 kW, uuden vain 15 kW. – Roger Rautelius Samalla vanhan moottorin tilalle vaihdettiin ABB:n paremman hyötysuhteen moottori. Suunnittelu alkoi vuonna 2008 ja investoinnit toteutettiin seuraavana vuonna. Uusi kierrätysvesipumppu aloitti toimintansa syksyllä
2009 ja merivesipumppu loppuvuodesta 2009.
Takaisinmaksuaika vain reilu vuosi Sibelco Nordicin Kemiön tehtaalla tehty hanke oli toinen ABB:n ja WWF:n energiatehokkuuskilpailussa vuonna 2009 palkituista kahdesta hankkeesta. Energiatehokkuusinvestoinnit ovat auttaneet säästämään sähköenergiaa ja siitä koituvia kustannuksia, parantaneet prosessin tehokkuutta ja tehtaan käyttövarmuutta sekä vähentäneet ympäristökuormitusta. ”Energiankulutus on vähentynyt, samoin vedenkulutus. Korjauskustannukset ovat pienentyneet ja seisokkeja ”Investoinnin on vähemmän. Pumppauksen ohjaus takaisinmaksumuuttui joustavammaksi ja pumppuja tarvitaan nyt yksi kappale vähemmän”, aika on vain Stenström luettelee investoinneista koireilu vuosi.” tuneita hyötyjä. Kierrätettävän veden – Tomas Stenström pumppauksen osalta sähkön kuukausikulutuksen keskiarvo on vähentynyt 64 MWh:sta alle 40 MWh:iin. Vanhan merivesipumpun kuukausikulutus oli 43 MWh, uuden vain noin 10 MWh. ”Merivesipumpun ja kierrätysvesipumpun uusimisen osalta investoinnin takaisinmaksuaika on vain reilu vuosi”, Stenström toteaa. Meriveden käyttö vähentyi yli 50 prosenttia ”Nyt vedenkulutusta pystytään säätelemään prosessin mukaan, ja käytössä on koko ajan sopiva määrä vettä. Tämä vähentää samalla tuotannosta ympäristölle aiheutuvaa kuormitusta”, kehitysinsinööri Jukka Toivonen Sibelco Nordicilta sanoo. ”Tasaisempi paine on vähentänyt putkivuotoja ja mekaanisen huollon tarvetta.” Yrityksen ympäristölupa sallii tietyn vesimäärän pumppaamisen takaisin mereen. Ennen prosessissa käytettiin pelkästään merivettä, mutta sen käyttöä on koko ajan vähennetty ja korvattu kierrätettävän veden käytöllä. ”Meriveden käyttö prosessissa on vähentynyt yli 50 prosenttia projektia edeltäneeltä tasolta”, Toivonen sanoo.
Työ energiatehokkuuden eteen jatkuu Yksi urakka tehtaalla on siis saatu päätökseen, mutta työ energiatehokkuuden eteen jatkuu yhä. ”Seuraavana vuorossa on suorempien ja lyhyempien putkilinjojen tekeminen tänä vuonna. Se auttaa minimoimaan pumppausmatkoja ja vähentää energiankulutusta edelleen”, Toivonen kertoo. ”Tarkastelemme myös, kuinka kierrätysveden pumppausta tehtaalta selkeytysaltaalle voitaisiin tehostaa.” Tomas Stenströmin mukaan sekä tehtaalla paikallisella tasolla että koko konsernin tasolla energiatehokkuutta seurataan koko ajan. ”Laitteita ja prosesseja tarkastellaan yhä tar-
Fakta
kemmin. Energiatehokkuudessa on ympäristökuormituksen vähentämisen lisäksi kyse kustannussäästöistä.” ”Meille on tärkeää tietää, minkä verran energiaa prosessimme eri vaiheissa kuluu. Tavoitteenamme on olla energiankulutuksen suhteen niin tehokkaita kuin suinkin mahdollista.” Hän muistuttaa, että parannettavaa riittää aina, varsinkin vanhoissa tehtaissa. ”Energiatehokkuuden parantaminen on niin sanotusti jatkuva prosessi. Jokainen toteutettu investointi avaa samalla uusia mahdollisuuksia energian ja kustannusten säästämiseen”, Stenström sanoo. ¶
Fakta
Ennen & jälkeen
Merivesipumpun nimellisteho Ennen Jälkeen 90 kW 15 kW Sähkön kuukausikulutuksen keskiarvo (kierrätettävän veden pumppaus) Ennen Jälkeen 65 MW 40 MW Merivesipumpun kuukausikulutus Ennen Jälkeen 43 MWh 10 MWh
Sibelco Nordic
9 Kaikki tuotteet kuivataan ja puhdistetaan magneettisesti. Erotusja homogenointivaiheiden huolellinen ohjaus varmistaa tuotteiden korkean ja tasaisen laadun. Tehtaan kokonaiskapasiteetti on noin 100 000 tonnia vuodessa. Tuotteita kuljetetaan vientiin tehtaan lähellä sijaitsevasta omasta satamasta. Sibelco Nordic kuuluu belgialaiseen SCR Sibelco -ryhmään.
ABB Oy:n asiakaslehti
Sibelco Nordic Oy Ab:n Kemiön tehdas tuottaa maasälpää ja jauhettua kvartsia lasi- ja keramiikkateollisuuden raaka-aineeksi sekä Suomeen että ulkomaille. Tuotteet valmistetaan pegmatiitti-nimisestä kivilajista, jota esiintyy yleisesti tehtaan ympäristön maaperässä. Tehtaalla louhittu kivi jauhetaan, epäpuhtaudet poistetaan ja päämineraalit erotetaan toisistaan.
10
ABB Oy:n asiakaslehti
Teksti: Pertti Suvanto Kuva: ABB
tarpeettoman kulutuksen – mukavuudesta tinkimättä Rakennusautomaatio elää vahvaa nousukautta. ähköisen talotekniikan lehtori Veijo Piikkilä on kysyt ty ja palkittu kouluttaja. Hän kouluttaa tulevia sähköalan ammattilaisia muun muassa KNX-väylätekniikan saloihin Tampereen ammattikorkeakoulussa, joka on Suomen johtava rakennusautomaation ja väylätekniikan sertifioitu koulutusorganisaatio. Väylätekniikalla tarkoitetaan järjestelmiä, joilla ohjataan rakennusten sisäistä automatiikkaa, kuten valaistusta, ilmastointia, lämmitystä tai kulunvalvontaa. KNX puolestaan on vahvasti nousussa oleva, uudistuva ja kehittyvä 20-vuotias maailmanlaajuisesti standardoitu väyläjärjestelmä. >>
S
11 ABB Oy:n asiakaslehti
Piikkilä on laatinut useita alan ammatti- ja oppikirjoja, ollut keskeisessä asemassa avoimen väylätekniikan rantautumisessa Suomeen ja toiminut aktiivisesti alan eri järjestöissä ja asiantuntijatehtävissä. Hän vertaa rakennusautomaatiota talon sieluun – tai konkreettisemmin aivoihin, jotka ohjaavat, säätävät ja valvovat kaikkia toimintoja. Erilaiset anturit ja tunnistimet ovat taas tuntoelimiä, jotka hälyttävät.
12 ABB Oy:n asiakaslehti
Automaation vahvat ajurit Oikeastaan rakennusautomaation sielullinen näkemys oli vallalla vuosituhannen loppupuolella. Piikkilä kertoo, että tuolloin uskottiin lähes kaiken olevan mahdollista – biteillä ja väylätekniikalla piti rakentaa Suomeen uusi nokia. Luvattiin etäkäyttöä ja läsnäoloon perustuvaa informaatiota. ”Mutta tekniikka ei ollut valmis, eivätkä ihmiset. Uuteen nousuun rakennusautomaatio lähti viitisen vuotta sitten.” Työ- ja elinkeinoministeriö on julkaissut ehdotuksen EU:n kolmannen energian sisämarkkinapaketin edellyttämistä sähkö- ja maakaasumarkkinoiden muutoksista. Ehdotukset tehostaisivat sähkön ja maakaasun sisämarkkinoiden ja kansallisten markkinoiden valvontaa. Vuoden 2012 alussa voimaan astuva uusi tiukennus tavoittelee energiatehokkuuteen vielä 20 prosentin parannusta. Uusi ”kokonaisenergiatarkastelu” tarkoittaa käytännössä sitä, että rakennuksen vuotuinen energiankulutus lasketaan tietyillä säännöillä, joihin vaikuttaa myös käytetty energiamuoto. Rakennusautomaation merkityksen nopealle kasvulle on monta syytä. Yksi johtavista ajureista on ilmastonmuutos. Suomessa rakennusten kokonaisenergiankulutus on 40 prosenttia koko energiankulutuksesta ja se vastaa peräti 30 prosentista maan kasvihuonekaasupäästöistä. Rakennusautomaatio on tämän kuorman yksi keskeinen keventäjä. Myös normiohjaus on avannut rakennusautomaatiolle uusia mahdollisuuksia. EU:n rakennusten energiatehokkuutta parantava direktiivi tuli voimaan alkukesästä. Lainsäädännössämme sen tulee olla kahta vuotta myöhemmin, jolloin tuntuvat kiristykset astuvat voimaan. Suomi siirtyi matalaenergiarakentamisen suuntaan jo vuoden 2010 alusta 30 prosenttia tiukentuneilla rakentamismääräyksillä. Direktiivin mukaan uusien rakennusten tulee olla vuoteen 2020 mennessä lähes nollaenergiarakennuksia. ”Ilman hyvin hoidettua ja toimivaa rakennusautomaatiota se ei yksinkertaisesti ole mahdollista”, Piikkilä sanoo. Automaatioastetta ovat vahvistaneet myös monet kysyntä- ja tarjontatekijät. Molemmat liittyvät energiatehokkuuteen ja sitä kautta myös säästettyihin euroihin. Rakennusyhtiöt ovat entistä enemmän ryhtyneet käyttämään uusissa rakennuksissaan tiukkoja kansainvälisiä ympäristöluokituksia, kuten yhdysvaltalaispohjaista Leed-sertifiointia tai brittiläis-
pohjaista Breemia. Rakennusautomaatio on yksi tärkeä osa, joka kerryttää pisteitä kohti platinaluokkaa. Suurissa kohteissa etenkin kansainväliset sijoittajat edellyttävät rakennuksilta hyvää luokitusta. Piikkilä näkee kuitenkin rakennusautomaation kehitykselle vielä tärkeämpinä vuonna ”Rakennus2007 hyväksytyt eurooppalaiset standardit EN15232, joissa määautomaatio on tarkasti rakennusautokuin talon aivot.” ritellään maatio- ja energiatehokkuusluo– Veijo Piikkilä kitukset. Rakennusautomaatio saa luokituskirjaimia A, B, C, ja D kuten vaikkapa jääkaapit. ”Valveutuneet rakentajat käyttävät näitä. Usein kysymys on siitä, mitä muutos maksaa ja kuka on valmis korkeammasta tasosta maksamaan. A-luokkaan päästäkseen rakennuksissa täytyy olla läsnäoloon
senttia, kun käytetään läsnäolotunnistimia ja vakiovalon mukaan ohjattua valaistusta. Myös muun muassa LED-tekniikan kehittyminen tuovat merkittävää säästöä valaistuksen energiankustannuksiin. KNX-standardin muita sovellusalueita ovat esimerkiksi aurinkosuojaus, lämmitys, ilmastointi, jäähdytys, valvonta, hälytykset, vedenkulutuksen hallinta, energiankulutuksen hallinta ja valvonta, mittarointi sekä ääni ja AV. Olennaista rakennusautomaatiossa on, että järjestelmät ja laitteet ymmärtävät toisiaan ja viestivät keskenään. KNX-taloautomaation suurin vahvuus on eri laitetoimittajien toimilaitteiden keskinäinen vuorovaikutus yhteisen standardin mukaisesti. ”KNX on meille nopeasti kasvava markkina. Se taipuu monen tyyppisiin kohteisiin aina valtavista hallinto- ja toimistorakennuksista omakotitaloihin. Se on hyvin joustava ja muunneltava järjestelmä”, Liukku sanoo.
perustuva valaistuksenohjaus, jota ohjataan valon määrän mukaan. Myös ilmanvaihdon ohjaus perustuu läsnäolotietoon sekä ilman laatuun. Tilojen lämmitys/jäähdytys ohjautuu myös tilakohtaisesti läsnäolon ja vaaditun lämpötilan asetusarvon mukaisesti ja sälekaihtimia ohjataan häikäisyn ja lämpösäteilyn estämiseksi. Voidaan siis odottaa, että kaikkien toimintojen täytyy toimia keskenään. A-luokkaan vaaditaan myös kiinteistövalvomo. Tällä hetkellä rakennukset ovat pääsääntöisesti luokkaa C.”
13 ABB Oy:n asiakaslehti
Avoin ja ymmärtävä järjestelmä ABB:n KNX-taloautomaatiosta vastaava myyntipäällikkö Harri Liukku sanoo, että modernien rakennusten kolme avainsanaa ovat joustavuus, hyötyarvo ja energiansäästö. Nykyisin kiinnitetään takaisinmaksun ohella entistä enemmän huomiota elinkaarikustannuksiin, joilla tarkoitetaan investointikustannusten ja rakennuksen elinkaaren aikana syntyvien kaikkien käyttökustannusten summaa. KNX-taloautomaation avulla rakennuksessa saavutetaan jopa 30 prosenttia alhaisempi energiankulutus. Yksin valaistuksen energiankulutusta voidaan helposti alentaa 40 pro-
Olennainen osa-alue Rakennusautomaation yksi keskeinen osa-alue ovat energiatehokkaat laitteet, jotka itsenäisesti pystyvät ymmärtämään ympäristössä tapahtuvia muutoksia. Erityisesti ilmanvaihtojärjestelmissä puhaltimien moottoreissa ja vaikkapa jäähdytyksen pumpuissa tämä on tärkeää. ABB:n tuotepäällikkö Antti Hedman sanoo, että oikein käytetty taajuusmuuttaja ja hyvän hyötysuhteen moottori säästävät paljon Modernien rakenenergiaa, päästöjä ja rahaa. nusten kolme ”Taajuusmuuttaja voi säästää puhallinkäytössä avainsanaa ovat energiaa jopa 30–50 projoustavuus, hyötysenttia. Perinteisesti puhalarvo ja energiantimet paahtoivat aina säästö. täysillä ja ilmavirtausta säädettiin sillä, että peltiä laitettiin pienemmälle – kuin autoa ajaisi aina kaasu pohjassa ja taajamissa säätelisi vauhtia jarrulla.” ”Taajuusmuuttajainvestointi maksaa itsensä jopa vuodessa takaisin. Myös huonon hyötysuhteen vanhat moottorit kannattaisi vaihtaa uusiin, sillä pelkästään niissä takaisinmaksuajat vaihtelevat 1–2 vuoden välillä.” ”Nykyään kiinteistöissä voidaan mitata vaikka kosteusprosenttia ja hiilidioksidipitoisuutta, jonka mukaan voidaan lisätä tai vähentää pyörimisnopeutta. Energian säästön lisäksi myös olosuhteet kiinteistössä paranevat. Nykyaikainen taa-
juusmuuttaja pystyy toimimaan itsenäisenä toimilaitteena. Rakennusautomaatiojärjestelmän ei tarvitse jatkuvasti pitää sitä kädestä kiinni. Riittää, että valvomoon menee tiedot vaikkapa sähkönkulutuksesta. Se voi myös kertoa rakennusautomaatiojärjestelmälle, että nyt olisi huollon aika.”
Yksinkertaista, siksi tehokasta Piikkilä ei pidä ilmauksesta ”älytalo”. Se rajaa kokonaisuutta liikaa. ”Käyttäjälle rakennusautomaation pitää
olla yksinkertainen. Se on tietotekninen järjestelmä, joka on täysin taustalla. Käyttäjät eivät edes huomaa sen olemassaoloa”, Piikkilä sanoo. Liukku huomauttaa, että tärkeää on tuoda käyttäjille olennaista tietoa järjestelmän tuottamista hyödyistä. ”Vasta sitten, kun käyttäjä näkee, että automaatiojärjestelmällä ja omilla toimilla on vaikutusta, hänen käyttäytymisensä muuttuu. Tämä liittyy myös tuleviin älyverkkoihin, energian säästöön ja kysynnän
joustoon. Tiedon keruu, selkeä visualisointi ja kaksisuuntainen tiedonkulku ovat tässä tärkeitä.” Piikkilä myöntää, että alalla on vielä paljon insinöörikieltä ja ymmärryksen harmaalle alueelle rakennusautomaatiossa jää paljon asioita. Käyttäjän toiveet toteutuvat monipolvisessa ketjussa vain osittain. ”Koulutuksen merkitys tässäkin vain kasvaa, erityisesti prosessiosaamisen tarve kasvaa voimakkaasti”, Piikkilä ennustaa. ¶
Adjutantin kerrostalokohteessa energiatehokkuus on huipussaan
14
Skanska rakentaa Espooseen Mäkkylän alueelle kerrostaloa, jossa asuntojen veden, sähkön ja lämpöenergian kulutus mitataan huoneistokohtaisesti. Talossa käytetään ABB:n KNX-rakennusautomaatiota 42 asunnon lämmityksen sekä valaistuksen ohjaukseen. Kohde on osa Cleen Oy:n tutkimusohjelmaa ja valittuja ratkaisuja seurataan myös osana Tampereen yliopiston tutkimusohjelmaa. Huoneistojen sähköistys on osa energiatehokasta ohjausjärjestelmää. Huoneistoista on mahdollista mitata sähkön, lämpöenergian ja veden kulutusta. Kulutusta on mahdollista seurata lähes reaaliaikaisesti. Asunnoissa on kotona poissa -kytkin, jolla asunnosta poistuttaessa kaikki valot sammuvat, ohjatut pisteet, kuten liesi ja keittiön pistorasiat kytkeytyvät pois päältä sekä lämmitystermostaatit menevät pudotustilaan. Palattaessa asuntoon kotona/poissa -kytkimestä saadaan toiminnot takaisin normaalitilaan. ¶
Auringon
Kestävä kehitys
Valokeilassa Teksti: Jaana Nikkari
energia talteen Helsingin Pitäjänmäellä, ABB:n taajuusmuuttajatehtaan katolla lähes 900 aurinkopaneelia kerää auringosta energiaa hyödynnettäväksi tehtaan toiminnoissa. Pohjoismaiden suurin valtakunnan verkkoon kytketty aurinkosähkövoimala tuottaa parhaimmillaan 10 prosenttia tehtaan tehosta ja toimii samalla aurinkosähkövaihtosuuntaajien tuotekehitystyön tukena. Valoisan kesän ja pimeän talven Suomessa aurinkoenergiaa on saatavissa jopa 70 prosenttia Intian vuotuisista luvuista. ABB:llä puhdasta energiaa hyödynnetään maailman suurimmalla taajuusmuuttajatehtaalla yhtiön kestävän kehityksen periaatteiden mukaisesti. Helsingissä Pitäjämäen tehtaan katolla sijaitseva aurinkosähkövoimala tuottaa energiaa noin kolmenkymmenen omakotitalon vuosikulutuksen verran. ”Kattovoimalan tuottama aurinkosähkö käytetään taajuusmuuttajatehtaan kulutushuippujen leikkaamiseen sekä trukkien lataamiseen”, Jyrki Leppänen ABB:ltä sanoo.
Suomalaisella osaamisella Suomessa kehitettyyn taajuusmuuttajateknologiaan pohjautuvat vaihtosuuntaajat muuntavat aurinkosähköpanelien tuottaman
tasasähkön verkkosähköksi. Aurinkosähkövaihtosuuntaajat ovat ABB:n tuoreimpia innovaatioita uusiutuvan energian alueella. ”Aurinkosähkövoimala toimii tutkimuksen ja tuotekehityksen tukena. Näin meillä on mahdollisuus testata muun muassa tuoteparannuksia lähellä kehitysyksikköä. Samalla voimala on pilotti, jolla testataan vaihtosuuntaajan toimivuutta pohjoisissa ilmasto- ja sääolosuhteissa”, Leppänen sanoo. Maailman johtava sähkövoima- ja automaatioteknologiayhtiö haluaa olla teknologiaosaamisellaan tukemassa uusiutuvan energian hyödyntämistä, hiilidioksidipäästöjen vähentämistä ja energiatehokkuuden edistämistä. Yhtiö tekee tiivistä yhteistyötä aurinkosähkövaihtosuuntaajien kehitystyössä muun muassa Tampereen teknillisen yliopiston ja Aalto-yliopiston kanssa.
”Teknologiaosaaminen ja rautainen kokemus verkonhallinnasta, verkkoon syötettävästä sähköstä ja tehoelektroniikasta antaa meille vahvan pohjan ponnistaa myös räjähdysmäisesti kasvavilla aurinkoenergiamarkkinoilla.” Tällä hetkellä maailman sähköstä aurinkoenergialla tuotetaan ainoastaan noin puoli prosenttia. Kansainvälisen energiajärjestö IEA:n arvioiden mukaan osuutta olisi mahdollista kasvattaa yli viidennekseen vuoteen 2050 mennessä. ¶
15 ABB Oy:n asiakaslehti
Ratkaisu
Teksti: Tuija Käyhkö Kuvat: Janne Lehtinen
Jätevesi puhtaaksi
energiapihisti HSY Veden jätevesiosasto
käsittelee vuosittain 130 mil-
joonaa kuutiometriä jätevettä
– ja energiaa kuluu. Erityisesti
jäteveden pumppaus puhdistuslaitokseen syö energiaa. ABB:n energiahallintajärjestelmä antaa prosessista luotettavaa mittaustulosta. Tuo tieto toimii pohjana energiatehokkuuden parantamiselle. elsingin seudun ympäristöpalvelut HSY on kuluvan vuoden aikana ottanut käyttöön ABB:n Energy Manager -järjestelmän (EM) Viikinmäen jätepuhdistamolla. Sen avulla on saavutettavissa säästöä jätevedenpuhdistuksen energiankulutuksessa, kun energianhallintajärjestelmä toimii energiatehokkuusohjelman osana.
H
16 ABB Oy:n asiakaslehti
Viikinmäen laitoksella on parhaillaan menossa järjestelmän pilottivaihe. ”Käytössä on monitorointiosuus energianhallintajärjestelmästä, joka on kytketty OPC-liitynnällä datalähteisiin. Tämä yleiskäyttöinen järjestelmä on helposti konfiguroitavissa kunkin asiakkaan tarpeisiin,” pääsuunnittelija Panu Karhu ABB:ltä kertoo. EM-järjestelmää voi Karhun mukaan käyttää hyvin monenlaisissa laitoksissa: prosessiteollisuudessa, kiinteistöissä, laivoissa – ylipäätään siellä, missä energiankulutusta halutaan monitoroida ja mittausdataa prosessista on käytettävissä. ”Järjestelmä tukee laitoksen energiatehokkuuden parantamisohjelmaa. Se tarjoaa keinon visualisoida mittausdataa ja analysoida sitä sekä tuloksien pohjalta tilaisuuden löytää konkreettisia energiatehokkuuden parantamismahdollisuuksia.” Viikinmäessä järjestelmää pilotoidaan poistovesipumppaamossa. Sen energiankulutusta monitoroidaan, tuloksia analysoidaan ja haetaan kehittämiskohteita. Samanaikaisesti mietitään mahdollisuuksia laajentaa järjestelmää muille alueille.
Säästö on suurin kannuste Järjestelmän takaisinmaksuaika on energian suurkuluttajilla joissakin tapauksissa ollut vain muutamia kuukausia. Suurin kannuste järjestelmän käyttöönotolle onkin Karhun mukaan energiansäästö. Yleensä potentiaalia on, mutta sen suuruus ei ole tiedossa. Prosessit voivat olla hyvinkin monimutkaisia. Ilman energianhallintajärjestelmää kokonaisuutta on vaikea hahmottaa. On tärkeää saada prosessista luotettavaa mittaustietoa. Se luo pohjan tehokkuuden parantamiselle.” Karhu muistuttaa, että jätevedenpuhdistamoissakin käyttövarmuus on ykkösasia. ”Siitä ei ole varaa tinkiä. Tietyissä rajoissa on kuitenkin mahdollista tehostaa energiankulutusta vaikkapa ajotapoja optimoimalla.” Karhun mukaan Suomessa energianhallinta on osin hyvällä mallilla. ”Asioiden eteen on alettu tehdä paljon työtä, mutta kyllä tekemistäkin vielä riittää. Monissa tapauksissa toteutetaan yksittäisiä kehityshankkeita. Ilman jatkuvaa seurantaa, ei pystytä sanomaan, kuinka paljon parannusta on tullut ja onko parannus pysyvää. Reaaliaikaisuus tarjoaa myös mahdollisuuden vaikuttaa prosessiin nopeasti.” >>
Ilman energianhallintajärjestelmää on vaikea hahmottaa kokonaisuutta.
Fakta
HSY aloitti toimintansa 1.1.2010 käsittelevät yhteensä 130 miljoonaa kuutiometriä jätevettä vuodessa. Käsiteltävällä jätevesialueella asuu 1,1 miljoonaa ihmistä. Jätevesiosastolla työskentelee 110 työntekijää. Jätevesiosasto huolehtii myös jätevesipumppaamoista HSY:n toiminta-alueella. Espoon, Helsingin, Kauniaisen ja Vantaan alueella on lähes 500 pumppaamoa.
17 ABB Oy:n asiakaslehti
HSY Helsingin seudun ympäristöpalvelut -kuntayhtymä aloitti toimintansa tämän vuoden alussa. Se tuottaa jäte- ja vesihuoltopalveluita pääkaupunkiseudun asukkaille. Lisäksi HSY tuottaa tietoa muun muassa asumisesta ja ilmanlaadusta. HSY:n palveluksessa työskentelee lähes 800 henkilöä. HSY jätevedenpuhdistus on HSY Veden alainen osasto. Sillä on jätevedenpuhdistamot Viikinmäessä ja Suomenojalla. Ne
Ratkaisu
Jäteveden puhdistaminen Erityisesti pumppauksessa on kuluttaa energiaa kehittämisen varaa.”Jäteveden HSY jätevesiosaston kunsiirto puhdistuslaitokseen nossapitoyksikön päällikkö syö energiaa. Myös ilmastusKari Reinikainen kertoo, että ilman tuotto ja siihen liittyvät EM-järjestelmän avulla Viikompressorit ovat yksi selkeä kinmäen laitoksella halutaan kohde, jota haluamme selsaada kokonaisvaltaista näkevittää. Jatkossa otamme jätemystä jätevedenpuhdistamon vesipumppaamot mukaan pro”Järjestelmän energiahuoltoon. ”Järjesjektiin.” käyttö tuo tietoa telmän käyttö tuo enemmän Lietteestä puolet tietoa energiankulutuksesta. energiankuluenergiantarpeesta Jo laitekantaa katsomalla voi tuksesta”. HSY jätevesiosastolla on kaksi saada selville korjaustarpeet; – Kari Reinikainen jätevedenpuhdistamoa, Viikinmoottorien tai ohjauksen mäessä ja Suomenojalla. Viikinmäen puhdisuusiminen voi tuoda tilanteeseen parantamon vuotuinen energiankulutus on noin nusta.” 38 gigawattituntia, Suomenojan puhdistamon Jätevesiosastolla on Reinikaisen mukaan 15 gigawattituntia ja jätevesipumppaamojen ollut useita energian säästöprojekteja vuonoin 10 gigawattituntia. sien varrella. ”Niiden pohjalta on muutettu Jätevesiosastolla on ollut omaa sähkönpumppujen tyyppejä ja hankittu uusia laittuotantoa sekä Viikinmäessä että Suomenteita, joiden energiankulutus on ollut huoojalla jo vuodesta 1994 lähtien. Jätevedestä mattavasti aiempaa vähäisempää. Prosessin erotettava liete mädätetään, jolloin syntyy energiankulutuksen seuraaminen on ollut biokaasua omaan energiantuotantoon. Viisäännöllistä.” kinmäessä yli puolet energiantarpeesta kateHSY jätevesiosasto on iso energiankutaan omalla biopolttoaineella ja Suomenluttaja. Puhdistusprosessissa on Reinikaisen ojalla noin 40 prosenttia. mukaan useita kohteita ja paljon laitteita, Reinikainen arvelee, että joskus tulevaijoiden energiankulutusta on hyvä seurata.
suudessa jätevedenpuhdistamot voivat olla energiaomavaraisia ja jopa syöttää sähköä ja lämpöä lähialueiden käyttöön. Jätevedessä on valtavasti lämpöenergiaa hyödynnettäväksi. Viikinmäen jätevedenpuhdistamolta lähtevän jäteveden lämpöä hyödynnetään nykyisin Helsingin Energian Katri Valan lämpöpumppulaitoksella.
Projekti alkoi poistovesipumppaamosta Energianhallintajärjestelmän käyttö lähti Viikinmäessä liikkeelle tietystä selkeästä kohteesta eli poistovesipumppaamosta, jota halutaan mitata ja seurata. Kohteessa selvitetään Reinikaisen mukaan erilaisia ajotapoja. ”EM-järjestelmän avulla uskomme löytävämme hyvän prosessin.” Energianhallintajärjestelmässä otetaan tarkasteluun mukaan eri kohteita ja kohde kerrallaan pyritään selvittämään energiankulutusta ja energiatehokkuutta. Pilottiprojektia on tarkoitus laajentaa asteittain. HSY:ssä on aloitettu yleissuunnittelu uuden jätevedenpuhdistamon rakentamisesta Blomminmäkeen. Tavoite on, että uusi puhdistamo olisi käytössä vuonna 2020. Laitoksen suunnittelussa on tarkoitus ottaa huomioon hyvä energiatehokkuus. ¶
Fakta
Energiatiedon hallintajärjestelmä pähkinänkuoressa ABB:n cpmPlus Energy Manager on järjestelmä, jolla pystyy • valvomaan ja raportoimaan energiankäyttöä ja energiatehokkuutta, ennustamaan kulutusta ja tuotantoa sekä valvomaan, että toimitaan sitoumusten mukaan • optimoimaan energian tuotannon ja hankinnan
18 ABB Oy:n asiakaslehti
Järjestelmän hyödyt • saavutettavissa jopa 15–25 prosentin säästöt energiankulutuksessa, kun järjestelmää käytetään osana energiatehokkuusohjelmia • 2–5 prosentin säästöt energian yksikköhintaan • skaalautuva järjestelmä • helposti kytkettävissä esimerkiksi OPC-rajapinnan kautta ulkopuolisiin järjestelmiin
Teknologia Teksti: Janne Aaltonen, Ari Wahlroos, Tapio Hakola
Distanssisuojan merkitys kasvaa tulevaisuuden keskijänniteverkossa
Lukitus syötön suojareleelle LÄHTÖ
LÄHTÖ
LÄHTÖ
SYÖTTÖ
Keskijänniteverkon käyttötapa lähenee siirtoverkon käyttötapaa, kun verkkoon kytkeytyy hajautettua voimantuotantoa. Hajautetun voimantuotannon liittäminen keskijänniteverkkoon vaikuttaa myös verkon oikosulkusuojauksen toteutustapoihin; perinteisen ylivirtatoiminnon käyttöalue supistuu distanssitoiminnon samanaikaisesti kasvaessa.
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
EI DG
EI DG
a DG
DG = Hajautettu voimantuotantoyksikkö
Distanssisuojaus ja hajautettu voimantuotanto VAIHE-VAIHE ELEMENTIT 60 VXRMDWWDYDQ OlKG|Q P\|WlLPSHGDQVVL
40
KDYDKWXPLVY\|K\NH =
=
20
;9 9 2KP
Distanssisuojaus perustuu impedanssimittaukseen, jolla suojattava johto saadaan jaettua suojausvyöhykkeisiin. Tämä mahdollistaa lähdön nopean ja selektiivisen suojauksen riippumatta verkon vikavirtatasosta tai sen muutoksista. Kun samaa suojausperiaatetta käytetään myös syötössä, on selektiivisyys erityisen helppoa toteuttaa. Distanssisuojauksessa vyöhykkeiden asetteluarvot perustuvat suojattavan verkonosan parametreihin, jolloin taustalla olevan verkon kytkentätilanteen muutos ei vaikuta asetteluarvoihin. Distanssisuojaa hyödyntämällä saavutetaan selektiivisyys myös johtolähdöillä, joihin on liitetty kulutuksen lisäksi hajautettua voimantuotantoa. ABB:n Relion® -tuoteperheen johtolähtöterminaali REF630 tarjoaa monivyöhykkeisen distanssisuojan, jolla suojaus saadaan ulottumaan johdon kauimmaiselle kuluttajalle ja tuotantoyksikölle. Samalla distanssisuoja tarjoaa myös nopean suojan sähköaseman lähellä tapahtuville oikosuluille. Distanssisuojaus on oiva perusta rakentaa nopea ja selektiivinen suojaus myös tulevaisuuden verkoille. ¶
Lukitusväylä
=
0
-20
-40
-60
80
=
-60
-40
-20
0
59 9 2KP
20
40
60
80
Distanssisuojauksen ominaiskäyrästö ja suojausvyöhykkeet
Ylivirtatoiminto
Distanssitoiminto
Toimintanopeus Selektiivisyys Suuntatoiminto Kuormitusvirran vaikutus Toiminta ylikuormitustilanteessa Kytkentävirtaherkkyys Kytkentätilanteiden muutos Kytkentä vikaa vasten Aseteltavuus Havainnollisuus Testattavuus
Erinomainen, pikalaukaisu Hyvä Liitettävissä mukaan Voi toimia tarpeettomasti Lyhytaikaisen ylikuorman valvonta Tarvitaan salpaustoiminto Joudutaan ottamaan huomioon Toiminta saattaa hidastua Yksinkertainen Havainnollinen Helppo, suuntatoiminto vaatii perehtymistä
Hyvä Erinomainen Luonnollinen osa toimintaa Käytännössä ei ole vaikutusta 1 Ei sovellu Käytännössä ei ole vaikutusta Ei vaikutusta Toimintaa voidaan nopeuttaa Vaatii perehtymistä Havainnollinen Vaatii perehtymistä
1 Toiminta voidaan tarvittaessa varmistaa ns. kuorman rajaus -logiikalla, jos oikosulkuvirta on erityisen pieni ja lähenee suurempia kuormitusvirtoja.
19 ABB Oy:n asiakaslehti
Ominaisuus
Sairaala sykkii
20
ABB Oy:n asiakaslehti
Teksti: Matti Valli Kuvat: Mika Okko ja TYKS
Sairaalaympäristössä sähköverkon luotettava toiminta on kirjaimellisesti elintärkeä asia. Sähkön saanti ja varavoimajärjestelyt on toteutettava standardien mukaisesti, jotta ihmisten turvallisuudelle tärkeiden laitteiden toimintaa ei vaaranneta. Turun yliopistollisen keskussairaalan (TYKS) yksiköissä sähkön saannin varajärjestelmien toimivuus varmistetaan kahden viikon välein.
YKS ja ABB ovat yhdessä kartoittaneet TYKSin kantasaiHenkilökunnan koulutus on tärkeää Varajärjestelmien koekäytön yhteydessä joka toinen viikko TYKS:n raalan vanhan osan pien- ja keskijänniteverkon teknistä varavoimakoneen moottori, generaattori ja kytkentäautomatiikka nykytilaa ja mahdollisia puutteita. Kartoituksen tarkoituktarkastetaan ja kone kytketään normaalin sähköverkon rinnalle sena oli selvittää laitteiden ja järjestelmien käytettävyys, nykyinen syöttämään varavoimasähköä. Tarvittavat korjaukset tehdään heti tekninen kunto, mahdolliset puutteet ja turvallisuus, sekä saada testien jälkeen. aikaan ajan tasalla oleva laitelista sairaalan Samoin sähkökatkojen aikana havaitut sähkönjakelun laitteista. ABB määritteli mahdolliset puutteet hoidetaan kuntoon myös valmistamiensa laitteiden elinkaaren Kartoitus on sekä käyttösaman tien. Toisinaan testeissä huomataan, vaiheet, jotta esimerkiksi tekninen tuotehenkilökunnan että johdon että jotkut tietyt järjestelmät tulisi olla kyttuki saataisiin vastaamaan tuotannon tarkettynä varavoimaan, jotta potilasosastojen peita. työkalu, joka nostaa toiminta olisi entistäkin varmempaa. SaiTYKS on usean sairaalarakennuksen tietoisuuteen korjaamista raaloiden on myös jatkuvasti koulutettava muodostama kokonaisuus, jonka kantasaivaativia ongelmia ja omaa henkilökuntaansa, jotta he osaavat raalan vanhassa osassa on käytössä vanhan epäkohtia. toimia oikein sähkökatkostilanteessa ja varjärjestelmän mukaiset järjestelmät ja laitmistaa hoidollisesti tärkeiden laitteiden toiteet. Rakenteilla olevan T-sairaalan laaminnan. jennus valmistuu kokonaisuudessaan jou”Henkilökunnan koulutuksen merkitys luksi 2012. korostuu vaativassa sairaalatyössä, jossa on osattava toimia nopeKartoituksessa käytiin läpi kriittiset pisteet kytkimistä muuntaasti lukuisten UPS-laitteiden ja varavoimakoneiden kanssa. Häiriöjiin. Vastaan tuli erilaisia korjaus- ja huoltotarpeita. Huomiota kiintilanteessa on tarvittaessa osattava järjestää sähköä sairaala-alueelle nitettiin muun muassa vuotoihin ja esimerkiksi katkaisijoita vaihmyös eri syöttösuunnista. Henkilökunnan on myös osattava tehdä dettiin nykytekniikan mukaisiksi. havaintoja verkon ongelmista ja reagoitava niihin”, Juha Rantasalo Kantasairaalan vanhassa osassa verkkoa on uudistettu tarpeen sanoo. mukaan vuosittain, mutta täydellistä korjausta ei ole tehty. Varsinais-Suomen sairaanhoitopiirin teknillinen johtaja Juha Rantasalo Käytössä keskitettyjä UPS-järjestelmiä. pitää kartoitusta sekä käyttöhenkilökunnan että johdon työkaluna, Standardit määrittelevät tarkasti, mitä järjestelmiä sairaalassa vähinjoka nostaa johdon tietoisuuteen korjaamista vaativia ongelmia ja tään tulee syöttää keskeytymättömän tehon syötön UPS-laitteilla. epäkohtia. Varavoimalaitteiston käynnistyminen kestää aina jonkin aikaa, Uuden T-sairaalan sähköjärjestelmien suunnittelussa on kysytty joten sen rinnalla TYKS:issä käytetään isoja keskitettyjä UPS-järjesvisioita myös käyttäjiltä, ja etenkin varavoiman ja UPS-voiman tartelmiä, joista virtaa jaetaan verkon kautta kriittisiin kohtiin. vetta on selvitetty perusteellisesti.
T
21 ABB Oy:n asiakaslehti
TYKS
22
Sairaaloissa energiansäästö on monista eri osatekijöistä koostuva asia, eikä aina voida ratkaisuja tehdä pelkästään energiansäästön näkökulmasta.
ABB Oy:n asiakaslehti
UPS-teknologia on viime vuosina kehittynyt aikaisempaa luotettavammaksi. Markkinoilla on sekä dynaamisia että staattisia järjestelmiä, mutta TYKS:ssä käytössä on ainoastaan akustoon varastoituna energiaa hyväksi käyttäviä staattisia ratkaisuja. Varavoiman tarve on täysin ennakoimatonta ja yleensä sitä tarvitaan muutaman kerran vuodessa. Sairaalatoiminnan turvaamisen kannalta sähköä sairaala-alueelle olisi saatava vähintään kahdelta eri suunnalta ja eri rakennuksiin eri syötöistä. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että häiriöt eivät yleensä koske koko sairaala-aluetta. Tyypillisesti katkokset kestävät vain muutaman minuutin ja usein kyseessä on vain pieni kytkentätilanteisiin liittyvä jännitekuoppa tai katko. ”Sairaaloiden sähköjärjestelmien toimintavarmuuteen liittyviä kehittämisideoita ja uusia innovaatioita nostetaan esille muun muassa vuosittaisilla valtakunnallisilla Sairaalatekniikan päivillä”, sanoo Juha Rantasalo, joka on myös Suomen Sairaalatekniikan
yhdistyksen puheenjohtaja. Sairaaloiden ratkaisuissa ja varavoimajärjestelyissä on laitoskohtaisia eroja: osassa laitoksia varavoimaa on käytössä yli vähimmäisvaatimusten. Perinteisesti varavoimaan on kytketty vain elämää ylläpitävät laitteet. Lyhytkestoisesti paljon sähkötehoa kuluttavia kuvantamislaitteita sen sijaan ei ole kytketty varmennettuun verkkoon – ei edes ensiapuyksiköissä. Uudis- ja korjausrakentamisen yhteydessä myös perinteisten kuvantamis- ja tietokonetomografialaitteiden sähkönsaanti varmistetaan. ”Sairaaloissa mietitään nykyään hyvin tarkkaan koko ketju eli mitkä laitteet tulee olla varavoimassa ja mitkä laitteet tulee kytkeä jopa täysin katkeamattomaan sähkönsyöttöön eli UPS-laitteisiin”, Rantasalo toteaa. Sairaalamaailmassa energiatehokkuus on yksi tärkeimmistä tavoitteista. Siihen tarvitaan säätötekniikkaa, lämmön talteenottoa ja moderneja ikkunaratkaisuja. ”TYKSin investoinnit ovat viime vuosina kohdistuneet noin 100 000 neliömetrin suuruisen T-sairaalan rakentamiseen, joka energiansäästön osalta täyttää kaikki uusimat kriteerit. Elinkaarensa lopussa olevien vanhojen sairaalarakennusten osalta energiaa säästäviä remontteja ei enää toteuteta”, Juha Rantasalo sanoo. Sairaaloissa energiansäästö on monista eri osatekijöistä koostuva asia, eikä ratkaisuja aina voida tehdä pelkästään energiansäästön näkökulmasta. Esimerkiksi laitehankinnoissa laitteiden lääketieteelliset ominaisuudet tai muun toiminnan aiheuttamat reunaehdot ovat etusijalla. Lisäksi erilaisten teknisten laitteiden lukumäärän kasvu nostaa energian kulutusta. Myös uudet työmenetelmät voivat lisätä energian käyttöä. Näin on esimerkiksi käynyt, kun välinehuollossa on siirrytty höyrykäyttöisistä autoklaaveista sähkökäyttöisiin ratkaisuihin. ¶
Teksti: Jaana Nikkari
Mitä ihmettä!
Extreme-muuntajista Chilen Collahuasissa yli neljän kilometrin korkeudessa, Meksikonlahdella 3000 metrin syvyydessä – ABB:n erikoismuuntajat syöttävät tehoa enemmän kuin maan ja taivaan välillä. 1980-luvulla uskottiin, että muuntajasta tulee ajan saatossa pelkkä massatuote. Ihan näin asianlaita ei kuitenkaan ole.
o Strömbergin aikaan, 1980-luvulla, testattiin muuntajien valmistamista Siperian vaativiin olosuhteisiin. Taustalla oli vuosikymmenien saatossa kotimaisten asiakkaiden vaatimusten myötä jalostunut muuntajaosaaminen. ”Jo 1980-luvulla teimme kokeita ja testasimme kylmän, tiivisteiden, pintakäsittelyn ja materiaalien kestoa. Tutkimustyön hedelmät ovat yhä hyödynnettävissä”, tutkimusjohtaja Esa Virtanen ABB:ltä sanoo. Tänä päivänä ABB valmistaa erikoismuuntajia muun muassa Siperian pakkasiin, kilometrien korkeuksiin kaivoskäyttöön sekä merten syvyyksiin öljyn- ja kaasunpumppaukseen. Korkein asennuspaikan referenssi löytyy chileläisestä Collahuasin kuparikaivoksesta, 4800 metrin korkeudesta. Parhaillaan työn alla on prototyyppi muuntajasta Meksikonlahdelle kolmen kilometrin syvyyteen.
J
10-kertaiseksi kymmenessä vuodessa Yhden vedenalaisen muuntajan valmistus tilauksesta toimitukseen vie noin vuoden. ABB:llä kahdenkymmenen asiantuntijan tiimi koostuu fyysikosta, sähköinsinööristä, matemaatikosta, koneinsinööristä, laskentamenetelmien asiantuntijasta sekä joukosta muuntajavalmistukseen koulutettuja käämijöitä, muuntaja-asentajia, hitsareita, hitsaustarkastajia ja koestusasiantuntijoita.
on moneen Vedenalaisten muuntajien osia ja materiaaleja koestetaan syvänmeren sukellusveneiden rakenteiden koestukseen alunperin kehitetyssä koestuskammiossa. Kammio on suunniteltu enimmillään 1 100 barin paineelle, mikä vastaa 11 kilometrin syvyyttä. ABB on ainoa kaupallinen vedenalaisten muuntajien valmistaja. Ensimmäisestä toimituksesta tulee tänä vuonna kuluneeksi 12 vuotta. Tämä muuntaja toimii yhä Päiväntasaajan Guineassa pyörittämässä pumppua öljyntuotantoon 550 metrin syvyydessä. ”Kokoa tuossa muuntajassa on kymmenesosa Norjaan vastikään toimittamastamme vedenalaisesta muuntajasta. Kymmenessä vuodessa tehot ja jännitteet ovat kasvaneet kymmenkertaisiksi”, Virtanen sanoo.
Uusiutuvien palvelukseen Paitsi öljyn- ja kaasuntuotannon tehostamiseen, ABB:n muuntajaosaaminen on suoraan sovellettavissa myös esimerkiksi offshore-tuulivoimaan ja vuorovesivoimaloihin. ”Myös öljyn- ja kaasuntuotanto arktisilla alueilla tulee edellyttämään vedenalaista muuntajateknologiaa”, Virtanen huomauttaa. Aaltovoimaloissa vedenalainen teknologia soveltuu useamman voimalan tehojen yhdistämiseen ja jännitteen nostamiseen solmupisteissä ja mahdollistaa näin sähkön hyödyntämisen mantereella. ”Kunhan aaltovoimateknologia kehittyy, on meillä osaamista ja referenssejä myös tälle kehittyvälle uusiutuvan energiantuotannon alueelle.” ¶
23 ABB Oy:n asiakaslehti
Connect renewable power to the grid? Electricity generated by water, sun and wind is most abundant in remote areas like mountains, deserts or far out at sea. ABB’s leading power and automation technologies help renewable power reach about 70 million people by integrating it into electrical grids, sometimes over vast distances. Our effort to harness renewable energy is making power networks smarter, and helping to protect the environment and fight climate change. www.abb.com/betterworld
Naturally.