Käsitteitä ja määritelmiä

Tutkittavan alan ollessa uusi ja nopeasti kehittyvä on sen terminologiakin osin vielä muotoutumisvaiheessa. Samoista kohteista ja ilmiöistä saatetaan käyttää eri lähteissä erityyppisiä nimityksiä. Standardi SFS 6008-2 pyrkii yhdenmukaistamaan alan suomenkielistä käsitteistöä.

Tässä raportissa on käytetty myös englanninkielisiä lähteitä, joiden suora suomennos poikkeaa joissakin tapauksissa suomalaisen standardin määritelmistä. Eroja selittää muun muassa se, että SFS 6002:n sovellusala on rajattu koskemaan pienjännitesähköasennuksia, kun taas vieraskielisessä aineistossa käytetyt vastaavat termit voivat kattaa tietyissä asiayhteyksissä myös suurjännitekohteita.

Tuottaja-kuluttajan sähköasennus eli PEI-asennus on standardin SFS 6008 mukaan

pienjännitesähköasennus, joka on tai ei ole kytketty yleiseen jakeluverkkoon, ja joka voi toimia paikallisten teholähteiden ja/tai paikallisten sähkövarastojen avulla ja joka valvoo ja ohjaa energian siirtoa liitetyistä teholähteistä kulutuslaitteisiin ja/tai paikallisiin sähkövarastoihin ja/tai yleiseen jakeluverkkoon (SFS 6008-2:2020 2020, 7).

PEI tulee sanoista Prosumer’s Electrical Installation. PEI-sähköasennus voi olla joko erillinen, yhteinen tai jaettu.

Erillinen PEI-asennus tarkoittaa kohdetta, joka käsittää yhden kuluttavan ja/tai tuottavan sähköasennuksen.

Yhteisessä PEI-asennuksessa useita kuluttavia sähköasennuksia on liitetty samaan yleiseen jakeluverkkoon, ja ne jakavat yhden yhteisen joukon paikallisia teholähteitä ja energian varastointilaitteita.

Jaettu PEI-asennus on kokonaisuus, jossa useita erillisiä tuottaja-kuluttajan sähköasennuksen kaltaisia asennuksia on liitetty samaan yleiseen jakeluverkkoon ja ne jakavat keskenään erilliset tehonsyöttö- ja energianvarastointilaitteensa (SFS 6008-2:2020 2020, 7).

Saarekeverkolla tarkoitetaan kohdetta, joka voi olla liitettynä yleiseen jakeluverkkoon tai toimia saarekekäytössä. Saarekekäyttö perustuu kykyyn toimia itsenäisesti ja säilyä jännitteisenä tilanteessa, jossa PEI-asennus on erotettu yleisestä jakeluverkosta. Saarekekäyttö voi olla seurausta joko automaattisesta suojaustoiminnosta tai tarkoituksellisesta toimenpiteestä. (SFS 6008-2:2020 2020, 9.)

Mikroverkko-nimitystä (englanniksi microgrid) käytetään saarekeverkosta, jossa on rajallinen määrä asiakkaita ja hajautettuja energian tuotanto- ja varastointiyksiköitä sekä ohjattuja kuormituksia (Distributed Energy Resources (DER)) on liitetty samaan sähköverkkoon. (Kumpulainen ym. 2006, 50.)

Tässä raportissa käytetään sekä mikroverkko- että saarekeverkko-nimitystä, joilla molemmilla voidaan tarkoittaa erillistä ja yhteistä PEI-asennusta. Mikroverkko-termi korostaa asennuksen tai järjestelmän pienehköä kokoa, ja saarekeverkko puolestaan painottaa asennuksen kykyä käyttötapaan, jossa järjestelmä on erotettu yleisestä sähkönjakeluverkosta.

Älykäs sähköverkko, älyverkko (smart grid) on sähköinen voimajärjestelmä, jossa käytetään automaatio- sekä tieto- ja viestintäteknologian ratkaisuja muun muassa verkon käyttäjien ja muiden osapuolten välisiin verkon käyttäytymisen ja toimintojen integrointiin sekä sähkön toimittamiseen vakaasti, taloudellisesti ja turvallisesti (SFS 6008-2:2020 2020, 7).

Älykkääksi sähköverkon tekee siinä käytetty teknologia, joka mahdollistaa uudenlaisia palveluita sähkön tuottajille ja kuluttajille. Älykkään sähköverkon avulla sähkön kulutusta pystytään ohjaamaan ja tasaamaan. Lisäksi se antaa sekä sähköyhtiöille että kuluttajille entistä tarkempaa tietoa sähkön käytöstä ja tarjoaa mahdollisuuden tehostaa energian käyttöä. Älykkäässä sähkönsiirtojärjestelmässä on myös mahdollista hyödyntää olemassa olevan sähköverkon siirtokapasiteetti nykyistä paremmin.

Sähköenergian hallintajärjestelmällä (EEMS, Electrical Energy Management System) tarkoitetaan asennuksen erilaisista laitteista ja kojeista koostuva järjestelmää, jota käytetään energianhallinnan tarkoituksiin (SFS 6008-2:2020 2020, 8). Laite voi olla yksittäinen tai sisällytetty muihin suurempiin järjestelmiin kuten koti- tai rakennusautomaatiojärjestelmään. Saarekeverkon energianhallintajärjestelmä ohjaa energian tuotantoa, varastointia ja kulutusta siten, että tehotasapaino säilyy silloin, kun ollaan irti valtakunnanverkosta. Resurssien ohjaaminen perustuu ennusteisiin ja energiajärjestelmälle asetettuihin tavoitteisiin. Sähkön tuotantolaitoksen liittäminen yleiseen sähköverkkoon antaa mahdollisuuden toimia aktiivisena osapuolena energiamarkkinoilla. Liittyminen ja energian siirto valtakunnanverkkoon edellyttää liittymissopimuksen tekemistä sähkönjakeluverkon haltijan kanssa sekä sitä, että oman tarpeen ylittävälle energialle löytyy ostaja. Standardissa SFS 60081:2020 on esitetty sähköenergian hallintajärjestelmän rooli osana mikroverkkoa kuvan 2 mukaisesti.

Kuva 2. Energiatehokkuus- ja kuormituksenhallintajärjestelmän yleiskuva. (SFS 6008-1:2020 2020, 21.)

Energianhallintajärjestelmä (EMS, Energy Management System) on muuten sama kuin EEMS, mutta kattaa myös lämpöenergian tuotannon, varastoinnin jakelun ja kulutuksen sekä jäähdytyksen.

Pienimuotoinen sähköntuotanto tarkoittaa voimalaitosta tai usean voimalaitoksen muodostamaa kokonaisuutta, jonka teho on enintään 2 MVA (Sähkömarkkinalaki 588/2016, 3 §).

Mikrotuotannolla tarkoitetaan pienjänniteverkkoon kulutuskohteen yhteyteen kytkettyä sähköntuotantolaitosta, jonka ensisijainen tarkoitus on tuottaa sähköä kulutuskohteeseen ja joka voi olla myös yhdistettynä sähkönjakeluverkkoon. Mikrotuotantolaitteiston tehorajana on aiemmin pidetty yleisesti 50 kVA:a. Vuonna 2016 mikrotuotantoa koskevien teknisten vaatimusten soveltamisalaa on laajennettu 100 kVA:iin, jota sovelletaan useissa suomalaisissa jakeluverkkoyhtiöissä. (Motiva 2020; Energiateollisuus 2019.)

Kulutusjousto eli kysyntäjousto on sähkönkulutuksen hetkellistä vähentämistä tai lisäämistä sähkön tuotantotilanteen mukaisesti. Sähköä kannattaa käyttää silloin, kun sitä tuotetaan paljon ja vähäpäästöisesti ja se on edullista. Kulutus voi siis joustaa molempiin suuntiin. (Motiva 2021.)

Virtuaalivoimalaitos on järjestelmä, joka ohjaa siihen liitettyjä energiaresursseja sähkömarkkinatarpeiden mukaisesti. Virtuaalivoimalaitos voi osallistua myös sähköjärjestelmän taajuudensäätöön. (Elenia & VTT 2021, 23.)

Energiayhteisö

Kesäkuussa 2019 annetussa EU-direktiivissä 2019/944 ”kansalaisten energiayhteisöllä” tarkoitetaan oikeushenkilöä,

a) joka perustuu vapaaehtoiseen ja avoimeen osallistumiseen ja jossa tosiasiallista määräysvaltaa käyttävät jäsenet tai osakkaat, jotka ovat luonnollisia henkilöitä, paikallisviranomaisia, kunnat mukaan lukien, tai pieniä yrityksiä;

b) jonka ensisijainen tarkoitus on tuottaa rahallisen voiton sijaan ympäristöön, talouteen tai sosiaaliseen yhteisöön liittyviä hyötyjä jäsenilleen tai osakkailleen tai alueille, joilla se toimii; ja

c) joka voi harjoittaa tuotantoa, mukaan lukien uusiutuvista lähteistä peräisin olevaa tuotantoa, jakelua, toimitusta, kulutusta, aggregointia, energian varastointia, energiatehokkuuspalveluja tai sähköajoneuvojen latauspalveluja tai voi tarjota muita energiapalveluja jäsenilleen tai osakkailleen (EU-direktiivi 2019/944 2019).

Suomessa energiayhteisöjä koskevat säännökset ovat vähitellen muotoutumassa. Vuoden 2021 alussa voimaan tullut sähkön mittausta koskeva valtioneuvoston asetus VNa 767/2021 muutti vanhaa sähkönmittauslakia niin, että se mahdollistaa mittauksen netotuksen ja energiayhteisöjen perustamisen. Tulevaisuudessa kaikki sähkömarkkinoiden osapuolet tulevat tekemään vaadittavat laskelmat Fingridin Datahub-palvelussa, joka on valmistunut vuonna 2022. Järjestelmä vaatii kaikkien markkinatoimijoiden yhtäaikaista käyttöönottoa. Pientuotannon netotus ja energiayhteisö-laskenta Datahub-palvelussa on tarkoitus toteuttaa 1.1.2023 lähtien. (Valtioneuvoston asetus sähköntoimitusten selvityksestä ja mittauksesta 767/2021, 3 §; Työ- ja elinkeinoministeriö 2020.)

Paikallinen energiayhteisö määritellään valtioneuvoston asetuksessa VNa 1133/2020 seuraavasti:

Paikallisella energiayhteisöllä tarkoitetaan oikeushenkilöä:

1) joka tuottaa, toimittaa, kuluttaa, aggregoi tai varastoi energiaa taikka tarjoaa energiatehokkuuspalveluja, sähköajoneuvojen latauspalveluja tai muita energiapalveluja jäsenilleen tai osakkailleen;

2) joka perustuu vapaaehtoiseen ja avoimeen osallistumiseen;

3) jossa tosiasiallista määräysvaltaa käyttävät sen jäsenet tai osakkaat;

4) jonka jäsenet tai osakkaat ovat luonnollisia henkilöitä, kuntia tai muita paikallisviranomaisia taikka pieniä tai keskisuuria yrityksiä;

5) jonka ensisijainen tarkoitus on tuottaa rahallisen voiton sijaan ympäristöön, talouteen tai sosiaaliseen yhteisöön liittyviä hyötyjä jäsenilleen tai osakkailleen tai alueelle, jolla se toimii;

6) jonka jäsenten tai osakkaiden sähkönkäyttöpaikkojen sähkön mittauksista vastaa jakeluverkonhaltija;

7) jonka jäsenten tai osakkaiden sähkönkäyttöpaikat sijaitsevat samalla kiinteistöllä tai sitä vastaavalla kiinteistöryhmällä ja jotka on liitetty jakeluverkonhaltijan jakeluverkkoon samalla liittymällä; ja

8) jonka sähköntuotantolaitteisto ja sähkövarasto kuuluvat kohdassa 7 tarkoitettuun liittymään.

Paikallisen energiayhteisön on rekisteröidyttävä jakeluverkonhaltijalle ja ilmoitettava sille sähköntoimitusten selvitystä ja mittausta varten paikalliseen energiayhteisöön kuuluvat sähkönkäyttöpaikat, sähköntuotannon ja sähkövarastosta oton jako-osuudet, jakeluverkkoon syötetyn sähkön jako-osuudet sekä näiden tietojen muutokset. (Valtioneuvoston asetus sähköntoimitusten selvityksestä ja mittauksesta annetun valtioneuvoston asetuksen muuttamisesta 1133/2020; Työ- ja elinkeinoministeriö 2020.)

Luotettava verkkojen rakentaja

Eltel on johtava pohjoiseurooppalainen teknisten palveluiden toimittaja sähkö- ja tietoliikenneverkkotoimialalla. Tarjoamme laajan valikoiman palveluita ulottuen suunnittelu, rakentamis- ja ylläpitopalveluista aina kokonaisvaltaisiin projektitoimituksiin saakka. Haluamme osallistua kestävämmän ja toimivamman huomisen rakentamiseen nykyisille ja tuleville sukupolville. Eltelissä työskentelee noin 5,100 työntekijää, joista Suomessa 1,500.

www.eltelnetworks.fi