Sähkövarastot: Kaikki, mitä sinun tulee tietää BESS-järjestelmistä

Sähkövarastot: Kaikki, mitä sinun tulee tietää BESS-järjestelmistä

11.4.2024

Arvioitu lukuaika 15 min

Tämä artikkeli on toinen osa sähkön varastoinnin perusteita käsittelevää juttusarjaamme.

Sähkövarasto tai "akkuvarasto" (englanniksi Battery Energy Storage System eli BESS) on akkuihin perustuva järjestelmä, jolla voidaan varastoida energiaa esimerkiksi ylituotannon aikana ja purkaa sitä käyttöön myöhemmin tarpeen mukaan. Järjestelmän avulla voidaan muun muassa ottaa talteen itse tuotettua uusiutuvaa energiaa, varautua sähkökatkoihin ja sähkön hinnan vaihteluun, tasata sähkön kulutuksen huippuhetkien tehopiikkejä ja tukea valtakunnan sähköverkkoa.

Sähkövarasto mahdollistaa sähkön hinnanheilahteluiden hyödyntämisen, kun sähköä otetaan talteen sen ollessa edullista, ja vastaavasti latausta puretaan kalliina aikoina. Lisäksi akkuvarasto toimii varavoimana ja auttaa näin varautumaan sähkökatkoksiin. Fiksuimmat ratkaisut mahdollistavat myös osallistumisen reservimarkkinoille, mistä hyötyvät sekä sähkövaraston omistajat ja käyttäjät, että koko valtakunnan sähköverkko.

Akkuvarastot ovat yleistymässä osana niin kotitalouksien kuin yritystenkin energiaratkaisuja. Tässä artikkelissa käsittelemme niitä etenkin yritysten ja organisaatioiden näkökulmasta.

Jos olet harkitsemassa sähkövarastojen hankintaa, autamme sinua ymmärtämään kaiken tarvittavan niiden toiminnasta, hyödyistä ja olemassa olevista ratkaisuista:

Mitä sähkövarasto tekee?

Sähkövarasto on kokonaisuus, jolla voidaan varastoida sähköä, ja ottaa sitä käyttöön myöhemmin. Tämä mahdollistaa oman sähkönkulutuksen ja -tuotannon optimoinnin niin, että jokaisesta järjestelmän läpi kulkevasta kilowattitunnista saadaan parempi rahallinen hyöty. Samalla järjestelmällä varaudut myös sähkönjakelun häiriöihin.

Sähkövaraston avulla voit:

Mihin käyttötarkoituksiin sähkövarastot sopivat?

Sähkövarastot voidaan jakaa käyttötarkoituksen perusteella kolmeen eri ryhmään:

Paikallisessa käytössä akkuvaraston tehtävä on optimoida kiinteistön sähkönkulutusta. Niitä voidaan käyttää aurinko- ja tuulivoiman kaltaisten uusiutuvien energialähteiden tuottaman sähkön varastointiin, mutta niitä voidaan ladata myös sähköverkosta. Ottamalla varastoitua energiaa käyttöön myöhemmin voit tasata sähkön siirron tehopiikkejä ja siirtää kulutusta kalliilta hetkiltä halvoille. Varastoitu sähkö toimii myös varavoimana sähkön hintapiikkien ja sähkökatkosten aikana. Tämä on kriittisen tärkeää yrityksille, joiden tuotantoprosessi on riippuvainen jatkuvasta sähkönsaannista.

Tajussreservikäytössä sähkövarastot auttavat sähköverkon ylläpitäjää Fingridiä säilyttämään verkon taajuuden 49,9 ja 50,1 hertsin välissä. Tämä on tärkeää, sillä taajuuden heiluessa riittävästi koko sähköjärjestelmä on vaarassa romahtaa tai kaatua. Fingridin ylläpitämille markkinoille osallistuvat energiavarastot lataavat ja purkavat akkujaan verkon taajuuden mukaan. Sähkövarastoa käyttäville yrityksille maksetaan tästä korvauksena reservimarkkinatuottoa.

Yhdistelmäkäytössä sähkövarasto toteuttaa paikallisia sähkön varastoinnin tarpeita ja osallistuu samalla taajuusreservimarkkinoille. Tällainen akkuvarasto ottaa siis talteen oman sähköntuotannon ylijäämän, ennakoi ja tasaa kiinteistön sähkönkulutuksen huiput, huomioi pörssisähkön tuntikohtaiset hinnanheilahtelut, toimii varavirtalähteenä, sekä tahkoaa omistajalleen euromääräistä tuottoa taajuusreservistä.

Mistä sähkövarasto koostuu?

Yksinkertaisimmillaan sähkövarasto tai “akkuvarasto” koostuu akustosta ja invertteristä. Vähänkään kehittyneimmissä ratkaisuissa on mukana myös ohjausohjelmisto.

Akkuihin varastoidaan sähköä

Sähkövaraston ilmeisin komponentti on akusto. Se koostuu akkusoluista, joihin ladataan sähköä. Akkusolujen määrää riippuu akuston tyypistä ja kapasiteetista.

Invertterillä saadaan oikeanlaista sähköä

Invertteri muuttaa sähkön tyyppiä. Tavallinen invertteri osaa muuttaa vain tasavirtaa vaihtovirraksi, mutta hybridimalli toimii molempiin suuntiin.

Ohjausohjelmisto optimoi akun käyttöä

Pelkällä akkukennolla ei vielä pitkälle pötkitä; jonkin pitää ohjata invertteriä ja sitä kautta akkuja tekemään jotain hyödyllistä. Ohjausohjelmisto auttaa optimoimaan akkuihin ja niistä ulos virtaavaa sähköä hetki hetkeltään.

Mitä sähkövarastojen akkutyypeistä tulisi tietää?

Akkujen perustehtävä on aina samanlainen: ottaa sähköä talteen, säilyttää sitä mahdollisimman pienellä hävikillä, ja purkaa se takaisin käyttöön.

Litiumioniakku – kevyt, kestävä, kallis

Litiumioniakun (Li-Ion) etuja ovat suuri energiatiheys, pitkä 10 – 20 vuoden käyttöikä, sekä nopea lataus ja purku. Haittapuolelta taas löytyvät korkea hinta ja herkkyys korkeille lämpötiloille.

Rautafosfaattiakku - kestävä, edullinen, turvallinen

Perinteisten litiumioniakkujen korvaajista lupaavimpia on rautafosfaatti- eli LiFePO4-akut. Rautafosfaattiakku on edelleen litiumioniakku, mutta harvinaisten maametallien sijaan sen katodimateriaalina käytetään helposti saatavaa ja huomattavasti huokeampaa rautafosfaattia.

Lyijyakku – halpa, lyhytikäinen ja myrkyllinen

Lyijyakku on akkutyypeistä huokein. Se voi varastoida suuria määriä energiaa. Haittapuolella on kuitenkin matala energiatiheys.

Virtausakku – ympäristöystävällinen tulevaisuuden teknologia, mutta vielä kallis ja hankala

Virtausakku on eräänlainen nestemäinen akku, joka varastoi energiaa kahden elektrolyyttiliuoksen avulla.

Natriumakku – säilyykö sähkö suolassa?

Tulevaisuuden ratkaisu sähkön varastointiin voi löytyä niinkin arkisesta aineesta kuin suola. Natriumsuolaan perustuvat akut eivät sisällä lainkaan harvinaisia metalleja, joten niiden valmistaminen on varsin edullista.

Mitä kannattaa ottaa huomioon sähkövarastoa hankkiessa?

Sähkövaraston hankintapäätös on monen tekijän summa, jota yritysten kannattaakin miettiä osana koko kiinteistön energiakokonaisuutta.

Mistä sähkövaraston hinta muodostuu?

Sähkövaraston hinta ja toisaalta sen tuoma rahallinen etu ovat monen tekijän summa, ja niitä kannattaa arvioida kokonaisuutena.

Kannattaako sähkövaraston hankinta?

Sähkövaraston hankintaa ei pitäisi nähdä pelkkänä kulueränä vaan investointina. Hankintahinnan ohella tulisi miettiä sitä, miten paljon sähkölaskussa pystyy säästämään.

Tarvitseeko sähkövarasto maksaa aina kerralla?

Kertainvestointina hankitun sähkövaraston takaisinmaksuaika voi olla pitkä. Siksi etenkin yritysten ja yhteisöjen kannattaa harkita järjestelmän hankintaa leasing-sopimuksen kautta.