Ouluun rakennettiin varavoimajärjestelmä, joka havainnollistaa sähköverkon toimintaa

Oulu, 17.11.2021 – Oulun ammattikorkeakoulu ja Oulun yliopisto ovat rakentaneet Linnanmaan yhteiskampukselle energianhallintayhtiö Eatonin Suomessa kehittämää tekniikkaa hyödyntävän varavoimajärjestelmän, jonka avulla on mahdollista emuloida modernin sähköverkon toimintaa. Järjestelmä on ensimmäinen laatuaan koko Pohjoismaissa.

Oppilaitosten yhteiskampukselle rakennetaan hybridilaboratoriota, joka sisältää energia-alan, talotekniikan sekä sähkö- ja automaatiotekniikan opiskelijoille suunnattuja laboratoriotiloja. Euroopan aluekehitysrahasto rahoittaman EaaSLab-hankkeen tavoitteena on luoda koulutus-, tutkimus- ja yritysyhteistyön keskittymä, joka vastaa meneillään olevan energiamurroksen ja työelämän tarpeisiin pitkälle tulevaisuuteen.
”Edellisellä kampuksella meillä ei juurikaan ollut sähkönjakeluverkon laitteistoja, vaan perinteistä tekniikkaa, jolla pystyimme tekemään perinteisiä laboratorioharjoitustöitä. Uudessa ympäristössä on huomioitu digitalisaation lisääntyminen ja sen avulla tapahtuva oppiminen. Digitaalinen maailma tarvitsee aina sähköä ja sähkönjakelun suojauksineen pitää toimia luotettavasti”, sanoo Oulun ammattikorkeakoulun lehtori Marko Kukkola.

Ammattikorkeakoulun ja yliopiston yhteisprojekti on ainutlaatuinen sekä oppilaitosten välisenä yhteistyöprojektina että hybridilaboratorion varavoimajärjestelmän osalta. Hybridilaboratorion sähkönsyöttöä turvaava järjestelmä toimii samalla oppimisympäristönä. Kokonaisuus sisältää aurinkopaneeleja, energiavaraston, generaattorin sekä sähköautojen latauspisteitä.

Realistinen opetusympäristö

Oppilaitokset halusivat sijoittaa laitteet ensisijaisesti ulos kontteihin, koska rakennusten sisätiloissa ei ole juuri pelivaraa. Eatonin konttiajattelu oli erittäin toimiva ratkaisu kummankin oppilaitoksen tarpeisiin. Konteissa on helppo kiertää pienryhmissä tutustumassa tekniikkaan. Laitteistojen toimintaa voi seurata myös tietoturvallisten etäyhteyksien kautta.

Eaton toimitti Ouluun 50 kW:n ja 60 kVA:n UPSG-kontin sekä 50 kWh:n varastokapasiteetilla varustetun xStorage Compact -energiavaraston, joiden ympärille on rakennettu laajamittainen ja monipuolinen sähköjärjestelmä. Enico toimi alihankkijana energiavarastojen osalta ja Oulun Energia Urakointi auttoi asennustöissä.

”Halusimme järjestelmän, joka Eatonin UPSG:n ja xStorage-energiavaraston avulla varmentaa hybridilaboratorion sähköverkon. Toiveissa oli mahdollisimman uudenaikainen ratkaisu, joka sopii paremmin muuttuvaan maailmaan ja on toteutettavissa kompakteina kokonaisuuksina”, Kukkola jatkaa.

”Käytännössä heille on rakennettu mikroverkko, joka vastaa isoa, oikeaa sähköverkkoa. Sen avulla voidaan simuloida sähköautojen latauksen aiheuttamia piikkejä, uusiutuvan energian käyttöä, mahdollisia sähköverkon häiriöitä ja käytännössä mitä vaan. Se on kuin reaalielämäsimulaattori opetuskäyttöön”, sanoo Eatonin myynnin projektipäällikkö Petri Kokkonen.

”Kyseessä on opetusympäristö, jossa on oikeat, kaupallisissa ratkaisuissa käytettävät laitteet, oikeat teholukemat, oikea aurinko, joten se simuloi sähkön käyttöä missä tahansa tulevaisuuden rakennuksessa, jossa halutaan myös tehdä omaa sähköntuotantoa. Se ohjaa oppilaita kokonaisuuden ymmärtämiseen.”

Ouluun toimitettu, xStorage Compactille suunniteltu kontti on vapaasti räätälöitävissä. Tyylikkäässä kontissa on omat räkit jokaiseen moduuliin, sillä jäähdytys toimii tehokkaammin, kun se toteutetaan pieni tila kerrallaan.

”Oppilaitoksilla oli tarve energiavarastolle sekä opetuskäytössä että omien järjestelmien sähkönsyötön turvaajana. Konttirakenne on täysin uudenlainen. Se on suoraan xStorage Compactille tehty modulaarinen kontti, jota voidaan tarvittaessa laajentaa. Kontin maksimi on viisi xStorage-moduulia ja periaatteessa konttejakin voi ketjuttaa”, sanoo Kokkonen.

”Tämä yhdistelmä on se, mikä tulevaisuudessa tullaan näkemään muuallakin. UPSG hoitaa pienet katkot, mutta sitäkin pitää joskus huoltaa, ja silloin on saatava sähköä muualta”, Kukkola jatkaa.

Energiaa useasta lähteestä hajautetusti

Oamk panostaa voimakkaasti digitaalisuuteen. Valmista järjestelmää pääsee seuraamaan ja valvomaan kameroilla, joita voi halutessaan kääntää ja zoomata tiettyyn komponenttiin. Käytännössä järjestelmään voi tutustua etukäteen näkemättä sitä omin silmin. Lisäksi yliopistolla kehitetään digitaalista kaksosta koko järjestelmästä, jonka avulla sen toimintaan voi tutustua virtuaalisesti.

”Tulevaisuudessa tulee paljon aurinko- ja tuulivoimaa, ja niitä ei saa talvella pimeän aikaan tai tyynellä säällä. Energiaa pitää saada useasta lähteestä hajautetusti. Teoriassa uusi järjestelmä antaa meille mahdollisuuden lähteä mukaan reservimarkkinoille. Ei liene kovin yleistä, että oppilaitos tekee rahaa myymällä sähköä”, Kokkonen toteaa.

Uuden järjestelmän ansiosta koko hybridilaboratorio saa varmuudella sähköä olosuhteista riippumatta. Kaikki energia ajetaan UPSG:n kautta ja sitä mitataan koko ajan. Mitattu tieto tallennetaan tietokantaan ja kerättyä dataa voidaan käyttää opetuksessa hyväksi.

”Meidän järjestelmässämme on riittävästi oikeita muuttujia, kuten aurinkopaneelit, akustot tai sähköautojen latauspaikat. Kun tähän liitetään muun muassa säätiedot ja aiemmin kerätyt kulutustiedot, niin voimme tehdä melko monipuolista analytiikkaa ja ohjata järjestelmää älykkäämmin”, Kukkola kertoo.

”Opiskelijamme voivat olla Eatonille avuksi tuotekehityksessä. Haluamme tehdä yritysten kanssa aina pidempikestoista yhteistyötä. Insinöörityössä valmistuva opiskelijan osoittaa osaamisensa ja Eaton tarjoaa siihen hyviä aiheita”, Kukkola jatkaa.

Oulun uudella kampuksella ei käyttöönoton jälkeen pyöritellä peukaloita.

”Pyrimme siihen, että opiskelijat voivat jatkossa digitaalisesti simuloida nyt rakennetun ratkaisun toimintaa. Opiskelija voi kokeilla asioita ensin turvallisesti demoympäristössä ja vasta sen jälkeen tehdään oikea käyttökoe. Silloin syntyy aito ymmärrys siitä, mitä ja missä järjestyksessä tehdään, ja miten se vaikuttaa”, Kukkola hahmottelee tulevaa.

Lehdistökuvia: www.kuvat.fi/K7MY9XE6WU

Mediayhteydet: eaton@kaikuhelsinki.fi

Eaton on globaali, johtava energialiiketoiminnan asiantuntija. Eatonilla on vahvaa paikallista sovellusosaamista sähkönjakelussa ja suojaamisessa, sähkönsyötön varmistamisessa ja energiavarastoinnissa, sähkönlaadussa sekä sen hallinnassa ja automatisoinnissa, turvallisuuden takaamisessa rakenteellisissa ratkaisuissa sekä vaativissa ympäristöratkaisuissa. Kokonaispalveluiden, kanavien, integroidun digitaalisen alustan ja näkemysten avulla Eaton tukee toimialoja ympäri maailmaa ja auttaa asiakkaitaan ratkaisemaan kriittisimmät sähkönhallintaan liittyvät haasteet.

Eatonin tehtävänä on parantaa elämänlaatua ja ympäristöä virranhallintateknologioiden ja -palveluiden avulla. Tarjoamme kestävään kehitykseen perustuvia ratkaisuja, jotka auttavat asiakkaitamme hallinnoimaan sähköistä, hydraulista ja mekaanista voimaa – turvallisemmin, tehokkaammin ja luotettavammin. Eatonin vuoden 2020 liikevaihto oli 17,9 miljardia Yhdysvaltain dollaria, ja myymme tuotteita asiakkaillemme yli 175 maassa. Eatonilla on noin 85 000 työntekijää. Lisätietoja osoitteessa Eaton.com.