Energiavaraston lataaminen tuulivoimalla on täysin mahdollista, ja se on monissa tilanteissa jopa aurinkopaneeleja toimivampi ratkaisu. Tuulivoima tuottaa sähköä kellon ympäri, myös pilvisten päivien aikana ja talvikuukausina, jolloin aurinko paistaa Suomessa vain muutaman tunnin päivässä. Tässä artikkelissa käymme läpi, mitä tuulivoimalla lataaminen käytännössä tarkoittaa, millaista laitteistoa se vaatii ja milloin se kannattaa valita energiavaraston ensisijaiseksi lataustavaksi.
Voiko energiavaraston ladata tuulivoimalla?
Kyllä, energiavaraston voi ladata tuulivoimalla. Tuuligeneraattori tuottaa vaihtovirtaa, joka ohjataan invertterin kautta akkuvarastoon. UTUn energiavarastoratkaisut soveltuvat kiinteistöihin, joiden sulakekoko on vähintään 3v160A, ja ratkaisut alkavat 100 kVA tehosta. Tuulivoimalan, aurinkopaneelien ja sähkövaraston invertterit ovat erillisiä, mikä varmistaa teknisesti käyttövarman toiminnan näissä kokoluokissa. Ylijäämäenergia varastoituu akustoon myöhempää käyttöä varten.
Tuulivoimapohjainen energian varastointi sopii erityisesti kohteisiin, joissa tuulisuus on riittävä ja tasainen. Suomessa rannikkoalueet, avoimet maaseutualueet ja Pohjois-Suomi tarjoavat erinomaiset olosuhteet tuulivoimalle. Energiavaraston yhdistäminen tuuligeneraattoriin mahdollistaa sen, että tuotettu uusiutuva energia ei mene hukkaan, vaan se voidaan käyttää juuri silloin, kun kulutus on suurinta.
Mitä eroa on tuulivoimalla ja aurinkopaneeleilla energiavaraston lataamisessa?
Suurin ero on tuotannon ajoittuminen. Aurinkopaneelit tuottavat sähköä vain päivänvalotunneilla, ja Suomessa talvikuukausina tuotanto voi olla hyvin vähäistä. Tuulivoima sen sijaan tuottaa sähköä ympäri vuorokauden ja ympäri vuoden, kunhan tuuliolosuhteet ovat sopivat. Tämä tekee tuulivoimalla lataamisesta tasaisempaa ja ennustettavampaa monilla suomalaisilla sijainneilla.
Toinen merkittävä ero on tehon vaihtelevuus. Aurinkopaneelien tuotanto seuraa melko selkeästi auringon kulkua, kun taas tuuligeneraattorin teho voi vaihdella nopeasti tuulen voimakkuuden mukaan. Tämä tarkoittaa, että tuulivoimajärjestelmässä invertterin on oltava riittävän kehittynyt hallitsemaan nopeatkin tehovaihtelut ilman, että akkuvarasto kärsii. Lisäksi aurinkopaneelit ovat yleensä helpompia asentaa kaupunkikohteisiin, kun taas tuuligeneraattori vaatii riittävästi tilaa ja sopivan sijainnin.
Miten tuuligeneraattori kytketään energiavarastoon?
Tuuligeneraattorin kytkeminen akkuvarastoon edellyttää muutamaa keskeistä komponenttia. Perusperiaate on seuraava:
- Tuuligeneraattori tuottaa sähköä, joka on useimmiten vaihtovirtaa.
- Tuulivoimalan oma invertteri muuntaa ja säätää tuotetun sähkön verkkokelpoiseksi vaihtovirraksi.
- Akkuvarasto varastoi energian myöhempää käyttöä varten oman erillisen invertterinsä kautta.
- Sähkövaraston invertteri hallitsee akkuvaraston lataamisen ja purkamisen itsenäisesti, erillään tuulivoimalan ja mahdollisen aurinkopaneelijärjestelmän inverttereistä.
Monissa moderneissa järjestelmissä tuulivoima ja aurinkopaneelit voidaan kytkeä samaan kokonaisuuteen sähkövaraston kanssa. Tämä on usein viisain ratkaisu, sillä se tasaa tuotannon vaihtelua: kun aurinko ei paista, tuulee, ja päinvastoin. UTUn ratkaisuissa kullakin laitteistolla – tuulivoimalalla, aurinkopaneeleilla ja sähkövarastolla – on oma erillinen invertterinsä, mikä varmistaa käyttövarman ja turvallisen toiminnan. Asennuksessa on tärkeää varmistaa, että kaikki komponentit ovat yhteensopivia ja mitoitettu oikein.
Milloin tuulivoima kannattaa valita aurinkoenergian sijaan?
Tuulivoima on aurinkopaneeleja parempi valinta silloin, kun jokin seuraavista ehdoista täyttyy:
- Sijainti on tuulinen: Rannikko, avoin maaseutu tai korkeampi maasto tarjoavat riittävän tuulipotentiaalin.
- Energiaa tarvitaan talvella: Suomen talvessa tuulivoima tuottaa sähköä silloin, kun aurinkopaneelit ovat lähes käyttämättömiä.
- Tilaa on riittävästi: Tuuligeneraattori tarvitsee asennustilan ja riittävän etäisyyden rakennuksista.
- Ympärivuorokautinen tuotanto on tärkeää: Esimerkiksi kohteessa, jossa energian saatavuus on kriittistä, tuulivoima varmistaa tuotannon myös öisin.
Monissa tapauksissa paras ratkaisu on yhdistää molemmat teknologiat. Tuulivoiman ja aurinkopaneelien yhdistelmä, joka lataa yhteistä sähkövarastoa, tarjoaa tasaisimman ja luotettavimman uusiutuvan energian tuotannon ympäri vuoden.
Mitä laitteistoa tuulivoimapohjainen energiajärjestelmä vaatii?
Toimiva tuulivoimapohjainen energiajärjestelmä koostuu useista komponenteista, joiden valinta ja mitoitus vaikuttavat suoraan järjestelmän suorituskykyyn:
- Tuuligeneraattori: Koko ja teho valitaan kohteen energiantarpeen ja tuuliolosuhteiden mukaan.
- Tuulivoimalan invertteri: Muuntaa tuuligeneraattorin tuottaman sähkön verkkokelpoiseksi vaihtovirraksi ja hallitsee tuulen aiheuttamat nopeat tehovaihtelut.
- Akkuvarasto eli BESS: UTUn sähkövarastot perustuvat LFP-akkukemiaan, joka on turvallinen, pitkäikäinen ja soveltuu vaativaan kiinteistö- ja teollisuuskäyttöön. Varaston koko mitoitetaan kohteen kulutusprofiilin mukaan, ja UTU pystyy esittämään arvioita akuston kapasiteetin muutoksista elinkaaren aikana.
- Sähkövaraston invertteri: Erillinen invertteri hallitsee akkuvaraston lataamisen ja purkamisen. UTUn ratkaisuissa tuulivoimalalla, aurinkopaneeleilla ja sähkövarastolla on kullakin oma erillinen invertterinsä.
- Ohjausjärjestelmä ja monitorointi: UTUn toimittamat sähkövarastot liitetään SoLive-pilvipalveluun, jonka kautta sähkövaraston kuntoa monitoroidaan etänä. Palvelin sijaitsee Euroopassa ja täyttää relevantit tietoturvastandardit. Laitteistossa on avoimet rajapinnat (Modbus TCP/IP), ja se voidaan liittää CheckWatt-operointipalveluun tai muiden toimijoiden operointipalveluihin.
Onko tuulivoimalla ladattu energiavarasto kannattava investointi?
Kannattavuus riippuu useista tekijöistä, kuten sijainnin tuuliolosuhteista, energiantarpeesta, sähkön hinnasta ja järjestelmän koosta. Yleisesti ottaen tuulivoiman ja energiavaraston yhdistelmä on sitä kannattavampi, mitä enemmän omaa uusiutuvaa energiaa pystytään hyödyntämään omaan kulutukseen ja mitä korkeampi sähkön markkinahinta on.
Energiavaraston keskeinen taloudellinen logiikka on yksinkertainen: varastoidaan energiaa silloin, kun sähkö on halpaa tai omaa tuotantoa on ylijäämänä, ja puretaan varasto kulutushuippujen aikana tai silloin, kun sähkö on kallista. Tätä kutsutaan kulutuksen siirrокsi (load shifting), ja se vähentää tehomaksuja sekä optimoi kokonaissähkölaskua merkittävästi. Lisäksi akkuvarasto voi osallistua reservimarkkinoille tai tarjota säätöpalveluita, mikä avaa uusia tulonlähteitä. Mikäli voimalaitoksen haltija on tasevastaava, sähkövarasto voi myös tasata tuuli- ja aurinkovoimaloiden tuotantoa verkkoon päin lataamalla tai purkamalla sähköä tarpeen mukaan – tämä on erityisen arvokasta, koska tuotannon ennustaminen 15 minuutin jaksoissa on haastavaa tuulen vaihtelun ja pilvisyyden vuoksi. Sähkövarastot ovatkin tärkeä osa Suomen kriittistä infrastruktuuria ja varmistavat koko sähköverkon luotettavan toiminnan.
Me UTU:lla olemme auttaneet teollisuusyrityksiä, kiinteistönomistajia ja muita toimijoita rakentamaan juuri heille sopivia akkupohjaisia energian varastointijärjestelmiä, jotka tukevat sekä taloudellisia tavoitteita että vihreää siirtymää. Yli 100 vuoden kokemus sähköalalta tarkoittaa, että osaamme mitoittaa ja toteuttaa järjestelmät oikein, oli kyseessä sitten tuulivoima, aurinkopaneelit tai niiden yhdistelmä. Jos mietit, miten energiavarastointi sopii juuri sinun kohteesi tarpeisiin, autamme mielellämme löytämään parhaan ratkaisun.
