Page 28 - Plaani 4 - 2021

Sähkövarastot lisääntyvät sekä kiinteistöissä että sähköverkossa
Viime vuosina voimakasta kasvua sähköalalle tuoneet aurinkosähköjärjestelmät ja sähkö- ajoneuvojen latauspisteet ovat saamassa rinnalle kolmannen selkeän kasvualueen eli sähkövarastot. Viime kädessä yleistymisen ratkaisee taloudellinen kannattavuus. Suomessa investoidaan muiden maiden tapaan voimakkaasti akkuteknologiaa edistäviin hankkeisiin ja myös perinteinen sähköala pääsee osaksi kasvua.
Teksti: Esa Tiainen
Vaikka akustoja on asennettu pitkään, ei esimerkiksi akkuasennuk- sia koskevia standardeja ole juuri ollut. Tähänkin on tulossa muutos vuonna 2022. Samoin suunnittelijoille tärkeään ST-kortistoon on tulossa ohjeita jo piakkoin.
MIKSI SÄHKÖVARASTOJA?
Lisääntynyt sähkön varastoinnin tarve on suoraa seurausta sähkön tuotantorakenteen muutoksesta. Ajallisesti huomattavasti vaih- televa tuulivoiman ja aurinkosähkön tuotanto tarvitsee tuekseen enemmän säätövoimaa kuin perinteiset, paremmin ennustettavat sähkön tuotantomuodot. Säätövaraa voi kasvattaa kulutuksen kysyntäjoustoa lisäämällä taikka erilaisilla sähkön varastointitavoil- la, joista akustot ovat ainoastaan yksi vaihtoehto muiden varastoin- titapojen rinnalla, mutta tiettyjen ominaisuuksien takia akustojen merkitys on suuri.
Akustoteknologia kehittyy nopeasti, hinnat halpenevat ja akusto- jen hyödyntämiseen kehitetään uusia liiketoimintamalleja. Akustot tarvitsevat rinnalleen älykkäitä ohjausjärjestelmiä, jotta niiden hyödyntäminen olisi mahdollisimman tehokasta. Eikä akustoista ole hyötyä ilman oikein valittuja suuntaajia akuston ja verkon välissä.
ERI AKUSTORATKAISUT
Käytännössä kun tänä päivänä puhutaan akustoista, tarkoitetaan sillä ensisijaisesti litiumioniakkuja. Litiumioniakun energiatiheys on noin 150–250 Wh/kg, kun vastaava luku lyijyakuilla on noin 30–35 Wh/kg. Litiumioniakustot kestävät pitkäaikaista suurta kuormitusta ja jatkuvaa lataamista ja purkamista, eikä akuston toiminta kehitä palavia kaasuja, kuten lyijyakut tekevät. Toki aina ladattaessa akkua tai purettaessa sitä, osa sähköenergiaa katoaa häviöissä. Molempiin suuntiin hyötysuhde on kuitenkin yleensä vähintään 90 %, mikä on selkeästi parempi, kuin varastoitaessa sähköä esimer- kiksi vedyksi. Sähkövarastojen energiasisällöt vaihtelevat muuta- man sadan Wh:sta aina jopa 100 MWh arvoihin.
PALOTURVALLISUUS PUHUTTAA
Akkujen paloturvallisuus on puhuttanut viime aikoina varsinkin, kun kyse on ollut sähköautoista ja niiden pysäköintipaikoista. Paloviran- omaiset ovat laatineet ohjeita, mitä erityistä pitäisi ottaa huomioon, kun suunnitellaan sähköautojen latauspisteitä.
Esillä olleet luonnokset ja aiheeseen liittyvät kommentit ovat mo- nesti tuntuneet ylimitoitetuilta. Syynä varautuneeseen suhtautumi- seen lienee pitkälti muun muassa se, että mikäli litiumioniakku syt- tyy palamaan, sen sammuttaminen on työläämpää kuin esimerkiksi perinteisen polttomoottoriauton palon pysäyttäminen. Liian vähälle huomiolle on jäänyt se, että kuinka todennäköistä syttyminen on.
Norjan Sähköurakoitsijaliiton NELFOn selvityksen mukaan kiin- teistössä oleva sähkövarasto ei ole muuta sähkölaitetta suurempi turvallisuusriski, kunhan akustot valitaan ja asennetaan oikein ja niitä käytetään asianmukaisesti. Toki paloturvallisuus on tärkeää akustojenkin osalta ja toivottavasti aiheesta saadaan laadukasta tutkimuksiin perustuvaa ohjeistusta. Samoin toivottavaa olisi, että ohjeet olisivat mahdollisimman yhdenmukaisia eri puolella Suomea.
MILLAISIA VAATIMUKSIA AKKUASENNUKSILLE ON TULOSSA?
Selkeää lainsäädäntöä sähkövarastoista ei ole, mutta myös EU valmistelee asetusta akuista, joka kattaa myös sähkövarastot. Par- aikaa SESKOn komitea SK 64 valmistelee pienjännitesähköasen- nuksia käsittelevää standardisarjaa SFS 6000. Standardisarjaan on tulossa uusi luku 57, joka käsittelee akustoasennuksia.
Vaatimuksia esitetään muun muassa ylivirtasuojaukseen akustoa ladattaessa tai purettaessa, oikosulkusuojaukseen, ylijännitesuo- jaukseen, ylilatauksen estoon ja alijännitesuojakseen. Asennusta suunniteltaessa ja toteutettaessa tulee ottaa huomioon myös ympäristön lämpötila, ylilämpeneminen, automaattinen hätäpois- kytkentä ja suojaus sähköiskulta.
Tiettyjen asioiden osalta vaatimukset poikkeavat vastaavista vaihtosähköjärjestelmien vaatimuksista. Muun muassa vaihtosäh- köpiireissä vikasuojauksessa yleisesti käytetty poiskytkentäaika- vaatimus 0,4 sekuntia korvautuu tasasähköpiireissä 1,0 sekunnin poiskytkentäaikavaatimuksella. Luonnollisesti käytetyt suoja- ja ohjauslaitteet tulee olla tasasähkökäyttöön soveltuvia ja johdinvärit- kin poikkeavat vaihtosähköjärjestelmien johdinväreistä.
Ulkoisista olosuhteista lämpötilalla on vaikutusta lisäksi akus-
ton toimintaan ja siitä saatavaan energiaan. Alhaiset lämpötilat pienentävät akustojen kapasiteettia ja korkeammat lämpötilat taas kiihdyttävät akustojen vanhenemista.
28Plaani 4 2021 Sähkösuunnittelu