Älymuuntamon akusto osoittaa ohjauksen merkityksen
Uusiutuvan energiantuotannon lisääntyminen, sähkön hinnan vaihtelu ja kulutuksen sähköistyminen ovat lisänneet kiinnostusta akkuenergiavarastoihin. Niitä pidetään usein monikäyttöisinä ratkaisuina, joilla voidaan lisätä joustavuutta, varastoida energiaa ja pienentää kuormitushuippuja. Käytännössä akuston hyöty ei kuitenkaan synny pelkästä laitteiston olemassaolosta, vaan siitä, miten järjestelmä on mitoitettu ja millaisella ohjauksella sitä käytetään. Tätä kysymystä tarkasteltiin älymuuntamon akuston optimointia käsittelevässä opinnäytetyössä, jossa kohteena oli Naantalissa sijaitsevan Lounatuulen älymuuntamon akustojärjestelmä.
Järjestelmä oli alun perin suunniteltu saarekekäyttöön eli turvaamaan katuvalaistuksen toimintaa sähkökatkon aikana. Käyttötarkoitus on sähköverkon toimintavarmuuden kannalta perusteltu, mutta samalla akusto on suuren osan ajasta valmiustilassa. Työssä selvitettiin, voisiko samaa akustoa hyödyntää aktiivisemmin esimerkiksi sähkön hinnan vaihteluiden hyödyntämisessä tai verkosta otettavien tehohuippujen pienentämisessä. Muuntamon akkujärjestelmä on varustettu kahdella 83,7 kWh NMC -akustolla. Moduulit kykenevät hetkelliseen 1,2 C:n purkutehoon, mutta suositeltu jatkuva lataus- ja purkuteho on 1 C. C-arvo kuvaa akun lataus- tai purkausnopeutta suhteessa sen nimelliskapasiteettiin.
Työssä selvitettiin, voisiko samaa akustoa hyödyntää aktiivisemmin esimerkiksi sähkön hinnan vaihteluiden hyödyntämisessä tai verkosta otettavien tehohuippujen pienentämisessä
Tarkasteluun valittiin kolme keskeistä käyttötapaa: reservimarkkinoille osallistuminen, energia-arbitraasi ja tehohuippujen tasoitus. Reservimarkkinat ovat akustojen kannalta kiinnostava vaihtoehto, sillä akut soveltuvat nopean vasteensa vuoksi hyvin taajuuden säätöön. Lounatuulen älymuuntamon tapauksessa akuston teho olisi riittänyt FCR-N-reservin eli taajuusohjatun käyttöreservin minimivaatimuksiin eli ylläpitämään täysi aktivoitu säätö vähintään 15 minuutin ajan molempiin suuntiin, mutta energiasisältö ei riittänyt yhden tunnin symmetriseen säätöön. Tämä osoittaa, että reservikäytössä pelkkä teho ei riitä arviointiperusteeksi, vaan myös energiakapasiteetti ja reservituotteen tekniset vaatimukset ovat ratkaisevia. Taloudellisesti kiinnostavimmaksi käyttötavaksi osoittautui energia-arbitraasi, jossa akustoa ladataan edullisen sähkön aikana ja puretaan hinnan ollessa korkeampi. Tarkastelussa akuston ohjatulla käytöllä saavutettiin noin 1100 euron kustannussäästö, mikä vastasi noin 2,5 prosentin säästöä verrattuna tilanteeseen ilman optimointia. Tulos osoittaa, että säästöpotentiaalia on olemassa, mutta se jää järjestelmän kokoon nähden maltilliseksi.
Tehohuippujen tasoituksessa akusto osoittautui teknisesti käyttökelpoiseksi.
Arbitraasin tulosta on syytä tulkita erityisesti olemassa olevan järjestelmän näkökulmasta. Jos akusto hankittaisiin pelkästään energia-arbitraasia varten, investointi ei näillä säästöillä olisi kannattava. Tässä tapauksessa akusto oli kuitenkin jo asennettu kohteeseen, joten tulokset kuvaavat ennen kaikkea sitä, millaista lisähyötyä valmiista järjestelmästä voidaan saada. Arbitraasin kannattavuuteen vaikuttavat sähkön hintavaihteluiden lisäksi akun kuluminen ja mahdollisen uuden ohjausjärjestelmän kustannukset. Tehohuippujen tasoituksessa akusto osoittautui teknisesti käyttökelpoiseksi. Parhaassa skenaariossa verkosta otettavaa huipputehoa saatiin pienennettyä noin 30 kilowattia. Vaikutus kohdistui kuitenkin pääasiassa yksittäisiin huipputunteihin, eikä koko kuormitusjakauma muuttunut merkittävästi. Tehohuippujen tasoituksen taloudellinen arvo riippuukin siitä, miten tehomaksut määräytyvät.
Työn keskeisin havainto liittyy ohjausjärjestelmän merkitykseen. Akuston eri käyttötavat edellyttävät, että latausta ja purkua voidaan ohjata esimerkiksi sähkön hinnan, kulutuksen, aurinkotuotannon ja varaustilan perusteella. Tarkastellussa järjestelmässä alkuperäistä ohjauslogiikkaa ei voitu muuttaa, minkä vuoksi käyttötapauksia arvioitiin simuloinnin avulla. Tämä nostaa esiin laajemman kysymyksen energiavarastojen käytettävyydestä. Teknisesti toimintakuntoinen akusto ei vielä takaa, että sitä voidaan hyödyntää joustavasti. Avoin ja muokattava ohjausjärjestelmä olisi tässä keskeisessä roolissa, sillä sen avulla samaa akustoa voitaisiin käyttää tilanteen mukaan esimerkiksi hinnan optimointiin, kuormitushuippujen leikkaamiseen tai varavoimana toimimiseen. Järjestelmää ohjaava automaatio on kuitenkin hyvin kiinteä osa koko järjestelmän asennusta ja sen vaihtaminen täysin uuteen voi olla hyvin kallista, jolloin tarkata taloudelliset laskelmat tulevat ensiarvoisen tärkeiksi.
Energiavaraston arvo syntyy vasta silloin, kun sitä voidaan ohjata oikeaan aikaan, oikealla teholla ja oikean tavoitteen mukaisesti
Opinnäytetyön tulokset osoittavat, että älymuuntamon akustossa on käyttämätöntä potentiaalia, mutta sen hyödyntäminen edellyttää järjestelmän liittämistä osaksi kohteen aktiivista energianhallintaa. Suurin taloudellinen hyöty syntyy sähkön hinnan vaihteluiden hyödyntämisestä, kun taas tehohuippujen tasoitus tarjoaa ennen kaikkea teknistä hyötyä kuormituksen hallintaan. Kokonaisuutena tarkastelu osoittaa, että energiavaraston arvo syntyy vasta silloin, kun sitä voidaan ohjata oikeaan aikaan, oikealla teholla ja oikean tavoitteen mukaisesti ja tämä on mahdollista vain jos ohjausjärjestelmää päästää muokkaamaan tai ohjelmoimaan tarpeiden mukaisesti.
Lähde
Virtanen, T. (2026). Älymuuntamon akuston optimointi: käyttömahdollisuuksien ja kannattavuuden tarkastelu
(opinnäytetyö, Turun ammattikorkeakoulu). Theseus. https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2026050810460