Kaksi miestä tutkii aurinkopaneeleita

Ener­giayh­tei­söä pilo­toi­daan rivi­ta­lo­yh­tiössä Tohmajärvellä

Kare­lian hallin­noi­man Kommu­ni­koiva energia -hank­keen yhtenä keskei­senä tavoit­teena on pilo­toida ener­giayh­tei­söi­hin liit­ty­viä digi­taa­li­sia palve­lu­rat­kai­suja oikeassa toimin­taym­pä­ris­tössä. Vuoden 2021 joulu­kuussa etsit­tiin sopivia pilot­ti­koh­teita yhteis­työssä Pohjois-Karja­lan Sähkön­siirto Oy:n ja Pohjois-Karja­lan Sähkön­myynti Oy:n edus­ta­jien kanssa. Pohjois-Karja­lan Sähkön verk­koa­lu­eelta löytyi sopiva kohde Tohma­jär­veltä, ja hanke lähti selvit­tä­mään kohteen mahdol­li­suutta osal­lis­tua pilo­toin­tiin.  Kohde on rivi­ta­lo­yh­tiö, jonka omistaa Tohma­jär­ven kunta ja jota isännöi OP-Isän­nöinti Oy. Neuvot­te­lut Tohma­jär­ven kunnan sekä OP-Isän­nöin­nin edus­ta­jien kanssa olivat erin­omai­set ja he lähti­vät mielel­lään pilo­toin­nin toteu­tuk­seen mukaan. 

Pilo­toin­nin kohteena olevassa talo­yh­tiössä on kaksi­toista asuntoa. Ener­giaa talo­yh­tiössä tuote­taan 12 kW:n aurin­ko­säh­kö­jär­jes­tel­män ja maaläm­mön avulla.  Pohjois-Karja­lan Sähkön­siirto Oy:n toimesta pilo­toi­ta­vaan talo­yh­tiö­koh­tee­seen vaih­det­tiin uuden suku­pol­ven Kamstrup OMNIA -sähkö­mit­ta­rit, joiden toimi­vuutta tullaan myös pilotin aikana testaa­maan ja todentamaan. 

Digi­taa­li­nen sovel­lus ener­giayh­tei­sön tiedon­ke­ruuseen ja hallin­noin­tiin 

Kommu­ni­koiva energia -hank­keessa on toimin­nan alusta lähtien aloi­tettu kehit­tä­mään ener­giayh­tei­söille sovel­tu­vaa digi­taa­lista alustaa. Tarkoi­tuk­sena on kehit­tää erilais­ten ener­giayh­tei­sö­jen käyt­töön kustan­nus­te­ho­kas, yksin­ker­tai­nen ja yhtei­söl­li­nen reaa­liai­kai­nen ener­gia­tie­don jako- ja hallin­ta­pal­velu. Ener­giayh­tei­sö­so­vel­luk­sen tarkoi­tuk­sena on kerätä kiin­teis­tö­jen ener­gian­tuo­tanto ja -kulu­tus­tie­toja ener­gia­mit­ta­rei­den olemassa olevien väylä­rat­kai­sui­den ja raja­pin­to­jen avulla. Kerätyt tiedot lähe­te­tään Micro­soft Azure -pilvi­pal­ve­luun jatko­hyö­dyn­tä­mistä varten. Sovel­luk­sen kehit­tä­mi­nen ja testaa­mi­nen on toteu­tettu yhteis­työssä Digital Twin -hank­keen sekä Karelia-amk:n UEF:in ICT-opis­ke­li­joi­den kanssa. 

Ener­giayh­tei­sö­so­vel­luk­sen ja siihen liit­ty­vän tiedon­ke­ruu­lait­teis­ton toimi­vuutta sekä sovel­tu­vuutta  kehi­tet­tiin ja testat­tiin ensin hank­keen projek­ti­asian­tun­tija Ville Kuit­ti­sen omassa kiin­teis­tössä. Kuit­ti­sen kiin­teis­tössä on PKS:n asen­tama uuden suku­pol­ven Kamstru­pin sähkö­mit­tari sekä aikai­sem­min Solarworks Oy:n asen­tama 3,7 kWp:n aurin­ko­säh­kö­jär­jes­telmä. Näiden testaus­ten perus­teella valit­tiin sovel­tu­vat mene­tel­mät ja lait­teis­tot taloyhtiöpilotointiin. 

Tohma­jär­ven pilo­toin­nin aluksi talo­yh­tiön asuk­kaita tiedo­tet­tiin meneil­lään olevasta hank­keesta ja siihen liit­ty­västä pilo­toin­nissa, jonka jälkeen asuk­kailta kysyt­tiin kiin­nos­tusta sekä lupaa seurata heidän kulu­tus­taan pilo­tointi- ja tutki­mus­tar­koi­tuk­sessa. Sovel­luk­seen tuleva tieto on anony­mi­soitu eikä yksit­täi­siä asun­toja voida yhdis­tää tiet­tyyn kulu­tus­tie­toon. Talo­yh­tiön asuk­kaista puolet lähti pilo­toin­tiin mukaan. Seuraa­vaksi talo­yh­tiön kiin­teis­tön sähkö­mit­ta­riin sekä pilo­toin­tiin osal­lis­tu­vien asuk­kai­den sähkö­mit­ta­rei­hin liitet­tiin tiedon­ke­ruu­jär­jes­telmä, joka kerää dataa ener­giayh­tei­sö­so­vel­luk­seen eril­lis­ten sovit­ti­mien kautta sähkö­mit­ta­reista. Kulu­tus­tie­to­jen luke­mi­nen tapah­tuu Rasp­ber­ryn usb-väylään kytke­tyllä sovitinjohdolla. 

Mies istuu jonkinlaisessa konehuoneessa ja käyttää tietokonetta, seinällä mittareita ja johtoja,
Kuva 1. Ville Kuit­ti­nen asen­nus­töissä Tohma­jär­vellä. Kuva: Kim Blomqvist.

Ener­giayh­tei­sö­so­vel­luk­sen tarkoi­tuk­sena on muodos­taa help­po­ta­jui­nen koko­nais­kuva yhtei­sön ener­gian tuotan­nosta ja kulu­tuk­sesta sekä kiin­teis­tön ja yksit­täis­ten yhtei­sön jäsen­ten ener­gian kulu­tuk­sesta. Mikäli yhtei­sön oma tuotanto on enemmän kuin kiin­teis­tön oma kulutus, sovel­lus mahdol­lis­taa ylijää­män jaka­mi­sen asun­to­jen kesken tai sen myynnin valta­kun­nan verk­koon. Aurin­gon tuot­ta­man sähkön jaka­mi­nen asun­to­jen kesken tapah­tuu sovel­luk­seen määri­tel­lyllä jako­suh­teella, jota voidaan muuttaa yhtei­sön tarpei­den mukai­sesti. Mikäli kiin­teis­tön ja asun­to­jen kulutus on vähäi­sem­pää kuin tuotanto, laske­taan yhtei­sön jäsen­ten ylijää­mät mittaus­jak­son aikana yhteen ja yhteisö myy sen yhtenä koko­nai­suu­tena. Vaih­toeh­toi­sesti voidaan asun­to­koh­tai­nen ylijää­mä­sähkö myydä suoraan myös asun­non­hal­ti­jan oman sähkö­so­pi­muk­sen kautta. 

Mikäli yhtei­sön oma tuotanto on enemmän kuin kiin­teis­tön oma kulutus, sovel­lus mahdol­lis­taa ylijää­män jaka­mi­sen asun­to­jen kesken tai sen myynnin valta­kun­nan verkkoon.

Sovel­luk­sen valt­tina reaa­liai­kai­suus ja moni­puo­li­set taus­ta­tie­dot 

Kehi­te­tyn ener­giayh­tei­sö­alus­tan vahvuus on sen reaa­liai­kai­suus. Reaa­liai­kai­nen järjes­telmä kertoo tuotan­non kulu­tuk­sen sekä myös ener­gia­sää­en­nus­teen. Ener­gia­sää­en­nuste saadaan sovel­luk­seen Ilma­tie­teen laitok­selta. Ener­giayh­tei­sö­so­vel­luk­sen tiedon reaa­liai­kai­suus tekee yhtei­sön toimin­nasta läpi­nä­ky­väm­pää sekä lisää tietoi­suutta omasta kulu­tuk­sesta ja parhaim­mil­laan ohjaa ener­gia­te­hok­kaam­paa kulu­tuk­seen sekä ener­gian­sääs­töön. Sovel­lus ohjaa myös kulut­ta­maan ener­giaa ener­gia­sää­en­nus­teen mukaan, jolloin aurin­gon tuotan­nosta saadaan enemmän irti. Lisäksi sovel­luk­seen on mahdol­lista ladata sähkön hintaen­nuste, mikä on myös omiaan ohjaa­maan kulutusta. 

Ensim­mäi­nen ener­giayh­tei­sö­so­vel­luk­sen versio toimii suurim­milta osin kuten on suun­ni­teltu, ja sovel­luk­sen sekä siihen liit­ty­vien kompo­nent­tien kustan­nuk­set ovat olleet hyvin maltil­li­sia. Alhai­set koko­nais­kus­tan­nuk­set lupaa­vat myös hyvää koko­nai­suu­den jatko­hyö­dyn­net­tä­vyy­den, käyt­töön­o­ton sekä laajem­man käytet­tä­vyy­den näkökulmasta. 

Kuvakaappaus Energia-sovelluksesta, jossa näkyy mm. kuvaajat päivän sähkönkulutuksesta ja aurinkopaneelien tuotannosta
Kuva 2. Ener­giayh­tei­sö­so­vel­luk­sen käyt­tö­liit­ty­män etusivu. Mm. ener­gian kulutus ja tuotanto näkyy käyt­tä­jälle reaaliajassa. 

Kehi­tys­työ sovel­luk­sen paran­ta­mi­seksi jatkuu – uusia pilot­ti­koh­teita kartoi­te­taan 

Sovel­lusta kehi­te­tään aktii­vi­sesti mm. Pohjois-Karja­lan Sähkön ja muiden toimi­joi­den kanssa. Seuraa­vina kehi­ty­sas­ke­lina on lisätä sovel­luk­sen käytet­tä­vyyttä, tieto­tur­vaa sekä paran­taa visu­aa­lista ilmettä. Jatko­ke­hi­ty­sas­ke­lina on myös ns. ”naapu­ri­hy­vi­tyk­sen” lisää­mi­nen ja toden­ta­mi­nen. Naapu­ri­hy­vi­tyk­sellä voisi tasata tuotan­toa naapu­rei­den kesken, mikäli yhden yhtei­sön jäsenen sähkön­ku­lu­tus on hyvin vähäistä esimer­kiksi pidem­män pois­sao­lon takia. Tässä tapauk­sessa olisi kannat­ta­vaa jakaa kysei­sen yhtei­sön jäsenen osuus omava­rai­sesti tuote­tusta sähköstä muille ener­giayh­tei­sön osak­kaille. Myös ener­gia­va­ras­to­jen, kulu­tuk­se­noh­jauk­sen ja kulu­tus­jous­ton liit­tä­mi­nen sovel­luk­seen ainakin simu­laa­tion tasolla on mahdol­lista.  Ener­gia­va­ras­toilla voitai­siin lisätä ener­giayh­tei­sö­jen omava­rai­suutta, hyödyn­tää halvem­paa sähkö­ener­giaa sekä osal­lis­tua kulu­tus­jous­toon. Kulu­tuk­se­noh­jauk­sen avulla voidaan ylimää­räistä tuotettu aurin­koe­ner­giaa ohjata halut­tuun kulu­tus­pis­tee­seen, kuten esimer­kiksi vesi­va­raa­jaan. Kulu­tus­jous­toa voitai­siin taas hyödyn­tää vastuk­sien, ener­gia­va­ras­to­jen ja etäoh­jat­ta­vien sähkö­lait­tei­den osalta. 

Jatko­ke­hi­ty­sas­ke­leena on myös ns. ”naapu­ri­hy­vi­tyk­sen” lisää­mi­nen sovel­luk­seen. Naapu­ri­hy­vi­tyk­sellä voisi tasata tuotan­toa naapu­rei­den kesken, mikäli yhden yhtei­sön jäsenen sähkön­ku­lu­tus on hyvin vähäistä esimer­kiksi pidem­män pois­sao­lon takia.

Ener­giayh­tei­sö­jen hyvi­tys­las­kenta tulee valta­kun­nal­li­sesti käyt­töön vuoden 2023 aikana, kun se toteu­te­taan osana valta­kun­nal­lista tiedon­vaih­to­jär­jes­tel­mää Data­hu­bia. Aluksi hyvi­tys­las­kenta data­hu­bissa perus­tuu histo­ria­tie­toon, jota käyte­tään myöhem­min lasku­tuk­sen ja hyvi­tys­ten perus­tana. Kommu­ni­koiva energia -hank­keen ener­giayh­tei­sö­alusta eroaa data­hu­bista siten, että tieto on saata­villa reaa­liai­kai­sesti yhtei­sön käyt­töön. Data­hu­bin tapaan ener­giayh­tei­sö­so­vel­luk­seen tallen­tuu myös historiatietoa. 

Hankeen edetessä tarkoi­tuk­sena on myös etsiä lisää pilot­ti­koh­teita sovel­luk­sen testaa­mi­seksi sekä käyt­tö­ko­ke­muk­sien saami­seksi laajem­min erilai­sista kohteista. Alus­ta­vaa kiin­nos­tusta onkin herän­nyt eri toimi­joi­den keskuu­dessa, ja olemme jo saaneet muuta­mia kyse­lyitä sovel­luk­sen hyödyn­tä­mi­sestä muis­sa­kin taloyhtiökohteissa. 


Kirjoit­ta­jat: 

Kim Blom­qvist, projek­ti­asian­tun­tija, Karelia-ammattikorkeakoulu 

Ville Kuit­ti­nen, projek­ti­asian­tun­tija, Karelia-ammattikorkeakoulu 

Kaisa Varis, tieto­asian­tun­tija, Karelia-ammattikorkeakoulu