Kysyntäjouston tarve kasvussa, IoT vastaa haasteeseen
Tuuli-ja aurinkovoiman tuotannon vaihtelut ja sähköautojen lataamisten kasvu luovat yhä enemmän tarvetta säädellä myös kotien sähkönkulutusta. Eräs vastaus siihen on kehitteillä oleva JouKo-konsepti.
Kysyntäjoustolla tarkoitetaan sitä, että sähkön kulutusta rajoitetaan silloin, kun sähkön myyjän kannalta on sillä hetkellä edullista pienentää asiakkaille menevää sähkötehoa. Esimerkki tällaisesta tilanteesta on silloin, kun sähkön myyjä myy sähköä kiinteällä kWh-hinnalla ja pohjoismaisessa sähköpörssissä energian hinta kiipeää vaikka kymmenkertaiseksi verrattuna vuoden keskiarvoon.
Tällaisia hetkiä vuoden aikana on tyypillisesti esimerkiksi tammi–helmikuun kovilla pakkasilla, kun ihmiset palaavat töistä koteihin. Joustokatkot ovat lyhyitä ja kysyntäjoustoa tukeva koti saa energiaa halvemmalla. Kysyntäjousto kiinnostaa myös verkon taajuustasapainon ylläpitäjää.
Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulun Sähkötekniikka ja tutkimuksen vahvuusala Digitaalinen talous tekevät ratkaisukonsepteja vuoden loppuun jatkuvassa kehitysprojektissa JouKo eli Joustava Kotitalous. Projektilla on 11 yrityskumppania, ja se on pääosin julkisrahoitettu Etelä-Savon maakunnan hallinnoimalla EU-rahoituksella. Kumppanien ryhmässä ovat muun muassa Fingrid ja Oulun Energia.
JouKo-järjestelmään kuuluu kotilaitteita, joilla pystytään sähkön myyjältä käsin katkomaan täysin langattomasti kodin 3-vaihelaitteilta sähköjä, kun virrat ovat pienempiä kuin 16 A per vaihe. Lisäksi kotiasiakkaalle tehdään älypuhelinsovellutus.
Kuluttajat saavat sovellutuksestaan tiedon sähkönkatkaisuehdotuksista ja he voivat kieltää ehdotetun katkon. Laitteen tärkeä ominaisuus on sen kyky mitata kunkin vaiheen kautta mennyt energia. Suuremmilla virroilla virtatarkkuus on yhden prosentin luokkaa.
Laite mittaa myös verkkojännitteen toteutuneen arvon, joten asiakas voi nähdä vaiheiden energiankulutuksen ja JouKojen läpi menneen yhteiskulutuksen keskiarvon 5 minuutin jaksoille. Sovellutuksella katsottavat energiankulutustulokset ovat korkeintaan 40 minuutin ikäisiä.
JouKo kestää salamat ja hakkerit JouKo on suunniteltu kestämään sähkökatkoksia ja salamoiden jännitepiikkejä. Myös tietoturvaan on panostettu.
Kodissa voi olla montakin JouKo-laitetta. Kotitalous päättää itse, mitkä sen sähkölaitteet ovat kysyntäjoustopalvelussa. Yhteys pilveen muodostetaan joko IoT-verkon LoRaWAN (Digita) tai GSM-verkon kautta.
Kytkentäreleet päästävät sähköä, jos laitteen ohjaus vioittuu. Laitteen sisällä sitä ohjaa pieni Linux-tietokonemoduuli.
Radioyhteydet tehdään yhdellä tai kahdella mikropiirillä riippuen mallista. Laitteen asentaa sähköasentaja ruuvaamalla sähköjohtimien päitä sisäisiin liittimiin. Prototyyppilaitteiden tilavuus on noin kolme litraa.
Uuden tyyppinen yritys, aggregaattori, kerää kysyntäjoustotalouksia ryppääseen esimerkiksi tuhat kappaletta, ja myy ryppäitä sähkön myyntiyhtiöille. Verkkopalveluun tulee liitynnät kantaverkkoyhtiölle, aggregaattorille, sähkönmyyntiyhtiöille ja kuluttajille. Projekti tutkii liiketoimintamallejakin.
Kysyntäjoustoa ovat jo toteuttaneet etenkin lämminvesivaraajille muun muassa Fortum ja Helsingin Energia. JouKo-laitteilla voidaan katkoa yleisesti myös 3-vaiheliitäntöjä ja siten jopa sähkökiukaita. Suojamaa kulkee luotettavasti laitteen läpi.
Jatkossa hahmottelemme laajaa kenttäkokeilua JouKo-palvelulle. Yhteydenotot kiinnostuneilta tahoilta ovatkin tervetulleita.
Markku J. Rossi
JouKo-projektipäällikkö
Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulu Oy
Tutkimus, Kehitys, Innovointi ja Palvelut
