Kotiakun rakenne
Kotiakkujen suosio on kasvussa, kun yhä useampi etsii keinoja säästää sähkölaskussa. Sähkön varastoinnilla voit käyttää energiaa silloin kun sitä tarvitset ja varastoida sitä silloin kun hinta on halvimmillaan.
Maailman energiantarpeen kasvaessa ja ilmastonmuutoksen ajaessa siirtymää uusiutuviin energianlähteisiin, korostuu tarve energianvarastointiratkaisuille. Kotiakut tarjoavat kotitalouksille mahdollisuuden hyödyntää uusiutuvaa energiaa omavaraisemmin, sekä tallentaa energiaa verkosta silloin, kun oma tuotanto ei riitä kattamaan kulutusta. Kotiakun tehokas hyödyntäminen edellyttää sen rakenteen ja toiminnallisten osien ymmärtämistä.
Akkukemia ja konfiguraatio
Kaikkien akkujen toiminta perustuu sähkökemiallisiin reaktioihin, jotka muuntavat sähköenergian kemialliseksi energiaksi ja takaisin. Tähän käytetään sähkökemiallisia kennoja, jotka koostuvat positiivisesta ja negatiivisesta elektrodista, sekä niitä erottavasta elektrolyytistä. Tämä rakenne ja siinä käytettävät materiaalit määrittelevät sen, mitä kutsutaan akkukemiaksi. Akkukemia vaikuttaa akun suorituskykyyn, energiatiheyteen, käyttöikään, turvallisuuteen ja kustannuksiin.
Sähkökemiallisten kennojen, eli akkukennojen konfiguraatio määrittää akun kokonaisjännitteen ja kapasiteetin. Kennoja sarjaan kytkemällä nostetaan akun kokonaisjännitettä ja rinnan kytkemällä kokonaiskapasiteettia. Optimaalinen konfiguraatio riippuu kotitalouden energiatarpeista ja järjestelmän vaatimuksista.
Akunhallintajärjestelmä
Akun turvallisen toiminnan ja parhaan mahdollisen suorituskyvyn varmistamiseksi akussa käytetään akunhallintajärjestelmää. Akunhallintajärjestelmä valvoo akun jännitettä, lämpötilaa, lataus- ja purkausvirtoja sekä yksittäisten kennojen tasapainoa. Havaitessaan vikatilanteen järjestelmä voi katkaista akun latauksen, ohjata lämpötilanhallintaa ja tasapainottaa kennojen varaustilaa. Akun vahingoittuminen johtuukin yleensä oikosulusta, akun ylilatauksesta tai ylipurkauksesta, korkeista tai matalista käyttölämpötiloista. Parhaan suorituskyvyn varmistamiseksi, akunhallintajärjestelmä voi säätää lataus- ja purkuvirtoja niin, että akun lämpötila pysyy optimaalisena.
Akkulaturi ja invertteri
Akkulaturi ja invertteri voivat olla akkujärjestelmän ulkopuolisia tai sisäänrakennettuja osia. Akun lataamiseen käytetään akkulaturia, jonka avulla akkua voidaan ladata kotitalouden omalla sähköntuotannolla tai verkkovirralla. Akkulaturi muuntaa latausvirran vaihtovirrasta akulle sopivaksi tasavirraksi ja säätää jännitteen akulle sopivaksi. Invertteri puolestaan muuntaa akun tasavirran kotitaloudelle tai sähköverkolle sopivaksi vaihtovirraksi, jossa on sopiva jännite ja taajuus.
Kotiakkujen yhteydessä käytetään tyypillisesti akkuinvertteriä tai hybridiinvertteriä, joissa akkulaturi ja invertteri ovat yhdistettynä yhdeksi kokonaisuudeksi mahdollistaen kaksisuuntaisen toiminnan samasta laitteesta.
Jos varastoitua virtaa halutaan myydä takaisin sähköverkkoon, on varmistettava invertterin yhteensopivuus sähköverkon kanssa. Lisäksi reservimarkkinoilla toimivaa kotiakkua operoi aina ulkoinen palveluntarjoaja, jolla on sopimus kantaverkkoyhtiö Fingridin kanssa.
Asennukseen liittyvät pätevyysvaatimukset
Standardi SFS 6000 ohjaa sähköturvallisuuslakiin 1135/2016 ja sen mukaan yleiset vaatimukset (6 §) edellyttävät, että sähkölaitteet ja -laitteistot tulee suunnitella, rakentaa, valmistaa, korjata, huoltaa ja käyttää siten, että ne eivät aiheuta vaaraa hengelle, terveydelle tai omaisuudelle. Lisäksi asentajalta vaaditaan sähköpätevyys 2 (68 §), joka oikeuttaa toimimaan sähkötöiden johtajana enintään 1000 voltin vaihtojännitteisten ja 1 500 voltin tasajännitteisten sähkölaitteiden ja -laitteistojen parissa. Lisäksi asentaminen vaatii soveltuvan perustutkinnon, ammattitutkinnon, erikoisammattitutkinnon tai vastaavan aiemman koulutuksen, sekä vähintään kolmen vuoden työkokemuksen.
Lähteet:
Harju, Aapo & Kaukoranta, Valtteri. 2025. Itsekootut ja kaupalliset kotiakkujärjestelmät. Opinnäytetyö (AMK). Turun ammattikorkeakoulu.
Kuva: Pexels, Carolin Wenske