power 1/2015

power

1 | 15 ABB Oy:n asiakaslehti

Kohti säävarmaa sähköverkkoa Kiisan varavoimalaitos on maailman nopeimpia 6 Viron uusi varavoimalaitos käynnistyy ripeästi sähköverkon vikatilanteissa Automaatio tehosti tehtaan 16 Robotit auttoivat ABB:n kytkintehtaan uuteen nousuun Kartonkitehtaan vesipumpulle taajuusmuuttaja 20 Energiaa säästyi 80 prosenttia

Pääkirjoitus

04

Uusi monipuolinen servokäyttö MotiFlex e 180 -servokäyttöjen mallisarja on suunniteltu vaativiin liikkeenhallinta- ja paikoitussovelluksiin.

power

Tauno Heinola Toimitusjohtaja ABB Oy

06

Kiisan varavoimalaitos Virolainen Kiisan varavoimalaitos vaati täysin uudenlaisia ratkaisuja.

1|15 Suomi kulki aikanaan maan sähköistämisessä Euroopan eturintamassa. Jo 1930luvun lopulla käytännössä kaikki Suomen kaupunkikodit oli sähköistetty ja maaseudun talouksistakin noin puolet. Nyt elämme vastaavan mullistuksen aikaa, kun sähköverkkoja vahvistetaan vastaamaan tiukentuneisiin luotettavuusvaatimuksiin ja älyä sekä uusiutuvaa energiaa integroidaan verkkoon.

Hyvästä syystä voidaan puhua kaikkien aikojen verkkoremontista. Urakan hintalapuksi on arvioitu jopa viittä miljardia euroa.

Sivuilla 10–13 keskustellaan keinoista tämän urakan toteuttamiseksi, maakaapelointi kun ei ole patenttiratkaisu kaikkeen. Selvitämme parhaillaan yhdessä Vaasan yliopiston kanssa verkostoautomaation ja kaapeloinnin optimaalista tasoa taloudellisesta näkökulmasta.

Tulokset tulemme jakamaan aikanaan myös tässä lehdessä.

Suomessa liikenteen sähköistämisen edistyminen ei anna samanlaista aihetta rinnan röyhistelyyn kuin sähköverkkojen uudistaminen. Yhteinen tahtotila liikenteen sähköistämisessä tuntuu olevan vielä hukassa, eikä suunnannäyttäjiä tahdo löytyä. Suomessa oli joulukuussa 2014 tieliikenteeseen rekisteröitynä noin 700 sähköautoa. Liikenne- ja viestintäministeriön tavoite on 37 500 sähkökäyttöistä autoa vuonna 2020.

Lopuksi vielä hyviä uutisia surffauksesta innostuneille: ensi kesänä surffausta pääsee kokeilemaan Kalasataman edustalla Helsingissä myös tyynellä. Aalto Design Factoryssa on kehitteillä surffikone, joka synnyttää aaltoja. Voima syntyy ABB:n synkronireluktanssimoottorista, jonka pyörimisnopeutta säätää taajuusmuuttaja.

Antoisia lukuhetkiä!

ABB power 1| 15 s ABB:n asiakaslehti s 31. vuosikerta s Julkaisija: ABB Oy, Viestintä Päätoimittaja: Jaana Nikkari, p. 010 22 44627, jaana.nikkari@fi.abb.com s Toimituskunta: Marja Hawas, Jonna Helenius, Tua Kauppala, Jaana Laukkanen, Leena Munde, Irene Saarnio, Simo Suoranta, Tiina Turunen, Matti Vaattovaara, Antti Vuorivirta s Tilaukset ja osoitteenmuutokset: www.abb.fi/asiakaslehti, p. 010 22 22775 s Toimitustyö ja konsepti: Zeeland s Paino: SP-Paino, 2015 s Painosmäärä: 12 100 s ISSN: 1799-5213

2

ABB power 1 | 15

Sisältö

20 10

Yhä varmempaa sähköä Sähköyhtiöt haluavat nyt myrskyvarmat verkot.

Millaisia automaatioratkaisuja verkko vaatii?

Uutiset 4

5

Säästöä Fiskebyn kartonkitehtaan vesipumpun moottori sai taajuusmuuttajan – ja energiaa säästyy.

Laivoille sähköosaamista ABB:n uudella trainee-ohjelmalla kansainvälistä kiinnostusta.

Uusi ABB-free@home-järjestelmä Ohjaa kaikkia kodin toimintoja yhdellä järjestelmällä.

Tämä lehti julkaistaan myös sähköisenä Issuu-palvelussa osoitteessa issuu.com haulla ABB Suomi. Lisäksi slideshare-merkillä merkityt jutut esityksinä tai pdf:nä osoitteesta slideshare.net/ABBSuomi.

Lehden edelliset numerot on arkistoitu abb.fi-sivustolle. Samasta paikasta voit myös lukea kaikki lehden jutut.

Asiantuntija 14

Sähköauton aika Jukka Mäkinen uskoo, että Suomi on siirtymässä sähköautoaikaan.

Kestävä kehitys 19

ABB Suomi Twitterissä! twitter.com/abbsuomi

Päästötön saapuminen satamaan ABB:n hybridipropulsiosovellus säästää satamat sekä melulta, päästöiltä että pienhiukkasilta.

Mitä ihmettä 23

Keinoaaltoja surffareille Teekkarit kehittävät uudenlaista aaltokonetta lainelautailijoille.

ABB power 1 | 15

3

Uutiset

MotiFlex e 180 – uusi monipuolinen servokäyttö ABB on julkaissut uuden kolmivaiheisen (200–480 VAC) servokäyttöjen mallisarjan, joka on suunniteltu erityisesti vaativiin liikkeenhallinta- ja paikoitussovelluksiin. Uusi MotiFlex e180 -mallisto sisältää yhdeksän servokäyttöä neljässä eri runkokoossa 90 A:n jatkuvaan lähtövirtaan asti.

Monipuolisten integroitujen toimintojen ja laajan mukautettavuuden ansiosta

MotiFlex e180 -servokäytöt soveltuvat käytettäväksi lähes missä tahansa ohjausarkkitehtuurissa. Servokäyttöjen vakiovarusteisiin kuuluvat Ethernet-liitännät, jotka tukevat kaikkia yleisimmin käytettyjä verkkoprotokollia. Lisäksi laaja optiovalikoima nopeus- ja paikkatakaisinkytkennöille mahdollistaa toiminnan erilaisten servo- ja oikosulkumoottoreiden kanssa.

”MotiFlex e180 -servokäytöt tarjoavat kone- ja laitevalmistajille ja automaatiosuunnittelijoille lähes rajoittamattomat mahdollisuudet räätälöityjen sovellusten toteuttamiseen”, kertoo tuotepäällikkö Jari Suntila ABB:ltä. ”Modulaarisen rakenteen ansiosta MotiFlex e180 on myös hinnaltaan erittäin kilpailukykyinen.”

Lisätiedot: www.abb.com/motion

Yhteistyö Sotkamo Silverin kanssa jatkuu ABB suunnittelee ja toimittaa Sotkamon hopeakaivokseen koko sähkönjakelujärjestelmän, sähköistyksen, automaation ja instrumentoinnin. Yhteystyösopimus kestää tämän vuoden loppuun ja se on jatkoa huhtikuussa 2013 solmitulle aiesopimukselle.

Sopimuksen arvoon noin viisi miljoonaa euroa ja ABB järjestää sille rahoituksen toimutuksen yhteydessä.

Sotkamo Silver jatkaa hopeakaivoshankkeen rahoitusvaihtoehtojen selvittämistä. Yhtiö odottaa tuotannon alkavan noin vuoden kuluttua rahoituk-

sen varmistumisesta. Valmistuessaan Sotkamo Silver tulee olemaan Suomen ensimmäinen hopeakaivos.

Sotkamo Silver AB on ruotsalainen pörssiyhtiö, jonka tytäryhtiö Suomessa on Sotkamo Silver Oy.

Osaajia laivoille ABB on aloittanut trainee-ohjelman yhdessä ammatillisen oppilaitoksen Länsirannikon Koulutus Oy WinNovan kanssa.

Trainee-ohjelma kestää vuoden ja alkaa WinNovan laivasähköasentajaksi

4

ABB power 1 | 15

pätevöittävästä osuudesta. Toisessa jaksossa ABB tarjoaa tuotekoulutusta ja työssä oppimista kokeneiden asentajien kanssa. ”Koulutus on hyvin käytännönläheinen. WinNovassa laivasähköasennusta opiskelevilla on jo käytännön kokemusta sähköasennusalalta, joten ohjelmaan mukaan pääsee jo jonkun verran työelämää nähnyt opiskelija”, Etti Seppä, Competence Manager ABB:ltä kertoo. Hän vastaa trainee-ohjelman suunnittelusta ja toteutuksesta globaalisti.

Trainee-ohjelmaa on tarkoitus laajentaa ensimmäisen pilottivuoden jälkeen ja suunnitelmissa on myös viedä se maailmalle. Esimerkiksi Korea, Norja ja USA ovat jo ilmoittaneet halukkuudestaan

Etti Seppä vastaa uuden trainee-ohjelman suunnittelusta ja toteutuksesta globaalisti.

lähteä ohjelmaan mukaan. ”ABB:n yritysvastuu toteutuu tämän ohjelman kautta: voimme kouluttaa tulevaisuuden työntekijöitä meriteollisuuden erikoisosaajiksi ja samalla myös viedä suomalaista koulutusosaamista maailmalle”, Etti Seppä toteaa.

Lisätietoja: Etti Seppä, p. 050 33 24 699

Tuoteuutuudet

Tasavirtakytkin aikaansa edellä ABB:n tasavirtakytkimet tuovat aurinkoenergia-asennukset uudelle tasolle. Aurinkosähköteollisuudessa on siirrytty yhä korkeampiin jännitteisiin. Uusimmat OTDC-kytkimet ennakoivat tulevaa ja yltävät 1500 voltin jännitteeseen.

DC-kytkinratkaisujen haaste on tähän asti ollut tarjota kaikille virtatasoille luotettava katkaisukyky ilman, että tuotteen koko ja asennuksen monimutkaisuus ovat kasvaneet. ABB:n magneettinen kaksoiskatkaisuteknologia vastaa haasteeseen luotettavalla, poikkeuksellisen kompaktilla ja helppokäyttöisellä ratkaisulla.

Uutuustuotteen ansiosta myös ekologinen jalanjälki ja tehohäviöt pienenevät.

Lisätietoja: Oskari Uitto, p. 050 33 43 795

Enemmän mukavuutta vähemmällä energialla Uusien KNX-läsnäolotunnistimien läsnäolonilmaisimien ominaisuuksiin kuuluvat valonohjauksen lisäksi huonetermostaatti ja ilmanvaihdon aktivointikanava. Huonetta lämmitetään ja tuuletetaan vasta, kun joku on läsnä. Valaistus aktivoidaan vasta, kun valaistusvoimakkuus laskee tietyn säädettävän arvon alle. Läsnäoloilmaisimet ovat kompakteja laitteita, eivätkä ne vaadi erillistä väyläliityntäosaa.

Uudistetut KNX-läsnäolotunnistimet ovat pienempiä ja helpompia asentaa kuin aiemmat mallit.

Uuteen sarjaan kuuluu kolme laitetta: pienikokoinen ”mini”, normaalikokoinen ja korkean tilan liiketunnistin.

Läsnäolotunnistimista (korkean tilan liiketunnistinta lukuunottamatta) voi valita joko perus- tai premium-version.

Perusmallissa on käytettävissä kaksi tunnistinkanavaa, kun taas premium-mallissa on käytettävissä neljä tunnistinkanavaa ja vakiovalo-ohjaus. Premium-malli sisältää

Uusi KNX-läsnäolotunnistin on muotoiltu tyylikkääksi.

myös huonetermostaattitoiminnon lämmityksen, jäähdytyksen ja ilmanvaihdon ohjauksen sekä logiikkalisätoiminnot.

Kaikki mallit on tarkoitettu kattoasennukseen ja ne voi asentaa joko uppoon tai pintaan pinta-asennuskoteloa käyttäen. Uppoasennuksessa ei käytetä rasiaa, vaan laite on jousikiinnitteinen.

Lisätietoja: Lars Sandström, p. 050 33 54 269

Helpompaa kodin ohjausta Uudella ABB-free@homejärjestelmällä voi ohjata lähes kaikkia oman kodin toimintoja, kuten valaistusta, lämmitystä, jäähdytystä, ilmanvaihtoa ja kaihtimia. Myös ovipuhelin on osa ABB-free@home-ratkaisua. Järjestelmää käytetään yksinkertaisen sovelluksen avulla. Sovelluksen avulla ohjauksia on myös helppo muokata.

ABB-free@home on väyläpohjainen järjestelmä.

Asennustapoja on kaksi. Ensimmäinen on keskuskomponenttien ja antureiden avulla toteutettu keskitetty ohjaustapa, jolloin antureille viedään ainoastaan väyläkaapeli. Toinen vaihtoehto on hajautettu ohjaustapa, jossa sekä anturi että toimilaite ovat samassa laitteessa. Laitteen perusohjelmointi on tällöin tehty valmiiksi ja laitteille kaapeloidaan 230 V:n linja normaaliin tapaan.

Kodinohjausjärjestelmän asennus vaatii vain muutaman komponentin. Esimerkiksi valaistuksen suoraan aktivointiin koko järjestelmä tarvitsee vain väyläkaapelin, anturitoimilaiteyksikön, virtalähteen sekä System Access Point -liitäntäportin, jonka

avulla tietokone tai mobiililaite saa järjestelmään yhteyden langattoman verkon kautta.

ABB-free@home-järjestelmän ohjaustavat ovat monipuoliset. Sen voi kytkeä painikkeesta, ohjauspaneelista tai mobiililaitteen sovelluksella. Järjestelmän avulla voi helposti toteuttaa esimerkiksi tilanneohjauksia, kuten kotona/poissa-toiminnon, aikaohjauksia ja läsnäolon simulaation. Järjestelmään voidaan integroida myös perinteisiä antureita, esimerkiksi kosteusanturin ja langattomia ohjauksia.

ABB-free@home-ohjausten konfigurointi ja käyttö on helppoa järjestelmän omalla sovelluksella. Erillistä ohjelmistoa ei tarvita. Käyttöönotto ja muokkaukset tehdään tietokoneella tai tabletilla joko verkkoselaimella tai mobiilisovelluksella (iOS, Android). Sovellus sisältää avustajatoiminnon, joka ohjaa vaiheiden läpi. Ohjauksia on mahdollista tehdä myös älypuhelimella (iOS, Android).

Lisätietoja: Tiina Pasi, p. 050 33 54 226

ABB power 1 | 15

5

Kiisan varavoimalaitos

Varmaa varavoimaa virolaisille Virossa ei enää ole huolta sähkökatkoksista. Kiisan uusi varavoimalaitos käynnistyy ripeästi kaikenlaisissa sähköverkon vikatilanteista.

Teksti Cari Simmons Kuva Timo Kauppila

6

ABB power 1 | 15

Tämä juttu löytyy SlideShare-palvelusta osoitteesta slideshare.net/ABBSuomi

ABB power 1 | 15

7

Kiisan varavoimalaitos

KUVA: ESA SILTALOPPI

01 Voimalaitostekniikasta vastaava Niklas Wägar Wärtsilältä kertoo, että Kiisan voimalaitoksen etuna on, että se käynnistyy todella nopeasti ja tuottaa sähköä täydellä kapasiteetilla jo kymmenessä minuutissa.

02 Pohjois-Viron Kiisassa sijaitsevan varavoimalaitos on täysin automatisoitu, eikä vaadi henkilöstöä paikan päällä.

03 John Shibutani ABB:ltä kertoo, että uuden generaattorirakenteen ansiosta Kiisan varavoimalaitoksen tiukkoihin vaatimuksiin pystyttiin vastaamaan eikä tehokkuudestakaan tarvinnut tinkiä.

01

02

03

aravoimakapasiteetin merkitys on korostunut entisestään, kun sekä energian kulutus että uusiutuvan energian osuus ovat kasvaneet maailmanlaajuisesti. ”Nykyisin tarvitaan nopeaa ja ketterää varavoimakapasiteettia. Näin taataan kysynnän ja tarjonnan tasapaino sekä tuetaan tuuli- ja aurinkovoiman integroimista energiamarkkinoihin siten, että varmistetaan vakaa sähköntarjonta vuorokauden ympäri”, sanoo Wärtsilällä voimalaitosteknologiasta vastaava johtaja Niklas Wägar.

Wärtsilä valitsi ABB:n kumppanikseen Viron kantaverkkoyhtiön tilaaman kahden huipputeknologialla varustetun varavoimalaitoksen suunnitteluun ja toteutukseen.

ABB toimitti Wärtsilälle generaattorit jännitteensäätöyksikköineen (AVR), ohjausjärjestelmät sisältäen sähkönkäytön suojareleet, koko sähköaseman ja optimoidun prosessiohjausjärjestelmän (SCADA). Wärtsilällä oli kokonaisvastuu laitostoimituksesta aina perustuksista käyttöönottoon ja liitännästä suurjänniteverkkoon.

nistyy tarpeen tullen ripeästi ja saavuttaa täyden tehon lyhyessä ajassa. Laitos on toteutettu käyttämällä dieselgeneraattoriyksikköjä, jotka toimivat sekä kevyellä polttoöljyllä että maakaasulla.

Moottoriteknologialla toteutettu, itsenäisistä yksiköistä koostuva ja eri polttoaineille soveltuva laitos on sekä nopeasti käynnistyvin että luotettavin varavoimantuotantotapa. ”Tämän voimalaitostyypin etuna on, että se käynnistyy todella nopeasti ja tuottaa sähköä täydellä kapasiteetilla jo kymmenen minuutin kuluttua siitä, kun nappia on painettu”, Wägar sanoo.

V

Täysin uudet ratkaisut ”Kaikki projektissa toteutetut ratkaisut ovat juuri tätä projektia varten suunniteltuja. Tiesimme, että tavoitteiden täyttäminen vaatii pitkälle vietyä innovatiivisuutta ja yhteistyötä ABB:n kanssa”, Wärtsilällä projektista vastannut johtaja Rajiv Arora sanoo Viron kantaverkkoyhtiön Eleringin varavoimalaitos ei tarvitse käyttöhenkilökuntaa.

Täysin automatisoituna se tarjoaa nopeaa varavoimaa, kun sähköverkossa havaitaan sähkön tuotannon vajauksen aiheuttama vikatilanne. Valmiustilassa oleva laitos käyn8

ABB power 1 | 15

250 millisekuntia Sekä uusia että olemassa olevia voimalaitoksia koskevat entistä tiukemmat sähköverkkovaatimukset. Aiemmin sähköverkon vikatilanteissa generaattorit erotettiin verkosta vianmäärityksen ajaksi, mutta nykyisin niiden on oltava kytkettynä myös vikatilanteiden aikana. Kunkin maan vaatimukset määrittelevät, miten pitkään generaattoreiden on vikatilannetta kestettävä. Tyypillinen vaihteluväli on 150–250 millisekuntia. Kiisan voimalaitokselta vaaditaan, että generaattoreiden on kestettävä vikatilannetta jopa 250 millisekuntia verkkoon kytkettynä.

Kun on kyse kokonaisesta voimalaitosjärjestelmästä, testaus ja validointi voivat olla kallis ja aikaa vievä prosessi. Mallintamalla ja simuloimalla voidaan varmistaa, että vaatimukset täyttyvät ja kustannukset eivät nouse liian korkeiksi.

ABB suoritti Kiisaa varten useita simulaatioita ja teki generaattoreihin joitakin mekaanisia muutoksia, jotta 250 millisekunnin vaatimus täyttyi.

”Yhdistämällä moottorivalmistajan ja jännitteensäätimen valmistajan asiantuntemuksen pystyimme luotettavasti laskemaan ja simuloimaan generaattorin toimintaa”, John Shibutani ABB:ltä kertoo. ”ABB:n ainutlaatuisen modulaarisen generaattorirakenteen ansiosta pystyimme helposti muuttamaan generaattorin laitoksen tiukkoja vaatimuksia vastaavaksi tinkimättä tehokkuudesta ja luotettavuudesta.”

Kiisan kahdesta varavoimalaitoksesta jälkimmäinen valmistui kesällä 2014, kolme kuukautta etuajassa. Nyt virolaiset voivat luottaa siihen, että lamput syttyvät nopeasti uudelleen myös täydellisen sähkökatkoksen jälkeen.

Kiisa Kiisan varavoimalaitoksen kokonaiskapasiteetti on 250 megawattia, mikä vastaa kuudesosaa Viron 1,6 gigawatin huippukysynnästä. Laitos ei ole päivittäisessä käytössä, mutta se on jatkuvassa valmiustilassa mahdollisten vikatilanteiden varalta. Sen käyttötarpeeksi on arvioitu noin 200 tuntia vuodessa. Ennen Kiisan varavoimalaitoksen rakentamista Viro hankki varavoimaa latvialaiselta Latvenergolta. Sopimus ei ole enää voimassa.

Figure

2000 kWh:n säästö Sähkömoottorien S ähkömoottorien sstandardit tandardit ttiukentuvat iukentuvat jälleen jälleen U:n standardit sähkömoottoreiden minimihyötysuhteelle päivittyivät vuodenvaihteessa Minimitaso tiukentui 1.1.2015 alkaen, ja niin sanotun IE3-luokan hyötysuhde tuli vähimmäisvaatimukseksi 2-, 4- ja 6-napaisille moottoreille 7,5 kW:n tehosta 375 kW:iin asti. ”Pystymme tarjoamaan uusimpien standardien mukaisia moottoreita niin vakiomoottoreihimme kuin räätälöityihin prosessimoottoreihin. IE3-moottoreiden tuomien energian- ja kustannussäästöjen vuoksi monet asiakkaamme ovat siirtyneet niihin jo aiemmin”, tuotepäällikkö Jarno Kinnunen ABB:ltä kertoo.

Tyypillisessä 11 kW:n tehoisessa IE3moottorissa on noin 2 prosenttiyksikköä parempi hyötysuhde IE2-luokkaan verrattuna. Jatkuvassa käytössä olevan moottorin kohdalla tämä tarkoittaa noin 2 000 kWh:n säästöä vuodessa, mikä vastaa omakotitalon 3–4 kuukauden sähkönkulutusta.

E

Hyötysuhteeltaan paremmat moottorit keventävät myös ympäristökuormitusta. 11 kW:n moottorin päivitys IE2:sta IE3-luokkaan vähentää CO 2-päästöjä vuodessa noin 1 000 kg, mikä vastaa yli 8 000 kilometrin ajoa pienellä henkilöautolla.

Myös korkeampia hyötysuhdeluokkia löytyy ABB:n valikoimasta. ”Seuraavan

Teksti Thomas Freudlich, Kuva ABB

sukupolven IE4-tuotevalikoima laajenee vauhdilla, ja sen tuotteita kysytään jo”, Kinnunen sanoo. ”Päivitys IE2:sta IE3-luokkaan säästää moottorin hinnan erotuksen alle kahdessa vuodessa. Laskelmat osoittavat, että hyötysuhteeltaan paremman sähkömoottorin valinta kannattaa aina.”

Sähkömoottoreiden standardien kehitys Vaihe1 16.6.2011 alkaen

Moottoreiden täytyy täyttää hyötysuhdeluokka IE2

Vaihe 2 1.1.2015 alkaen

Tehoalue 7.5–375 kW, moottoreiden täytyy täyttää hyötysuhdeluokka IE3 tai hyötysuhdeluokan IE2-moottori täytyy asentaa taajuusmuuttajakäyttöisenä

Vaihe 3 1.1.2017 alkaen

Tehoalue 0.75–375 kW, moottoreiden täytyy täyttää hyötysuhdeluokka IE3 tai hyötysuhdeluokan IE2-moottori täytyy asentaa taajuusmuuttajakäyttöisenä

ABB power 1 | 15

9

Teema Tämä juttu löytyy SlideShare-palvelusta osoitteesta slideshare.net/ABBSuomi

Verkko­ remontti fiksusti Teksti Marianna Salin, Kuvat Elenia, ABB ja LUT

Suomessa rakennetaan parhaillaan sähköverkkoa, joka kestää myrskyn kuin myrskyn. Samalla ennakoidaan, mitä muuta asiakas odottaa sähköverkolta tulevaisuudessa.

V

uonna 2028 suomalainen yh­ teiskunta ei siedä yli kuuden tunnin sähkökatkoa asemakaa­ va-alueella eikä yli 36 tunnin katkoa asemakaavan ulkopuolella. Tä­ hän perustuu uusittu sähkömarkkinalaki, joka tuli voimaan syyskuussa 2013.

Verkkoyhtiö Eleniassa huomattiin jo vii­ me vuosikymmenellä, että sähkökatkoja voidaan lyhentää merkittävästi lisäämäl­ lä ilmajohtoverkkoon vianpaikannusta ja -erotusta parantavaa automaatiota. Tulok­ sia tuli nopeasti ja edullisesti. ”Verkostoautomaatio ei kuitenkaan auta sellaisessa myrskyssä, jossa tulee tuhat vikaa kerralla”, toteaa Elenian toimitusjoh­ taja Tapani Liuhala. Eleniassa päätettiin­ kin vuonna 2009 rakentaa vain säävarmaa maakaapeliverkkoa sekä ilmajohdon tul­ lessa käyttöikänsä päähän että uudisver­ kon rakentamisessa. ”Kaapeliverkko ei ole ilmajohtoverkkoa 10

ABB power 1 | 15

kalliimpi, kun otamme huomioon koko elin­ kaaren kustannukset.”

Ilmajohdolla yhä etunsa Viime vuonna Elenia sijoitti säävarmaan verkkoon noin sata miljoonaa euroa, ja Liu­ halan mukaan sama tahti jatkuu. Remon­ tin alussa kaapeliverkkoa oli vajaa neljän­ nes niin Elenian alueella kuin keskimäärin koko maassakin. ”Vuonna 2028 yli 70 prosenttia verkos­ tamme on säävarmaa, siis käytännössä kaapeliverkkoa”, Liuhala sanoo. Mittavia investointeja vaativa kaapelointi ei ole kui­ tenkaan patenttiratkaisu kaikille verkkoyh­ tiöille eikä kaikilla alueilla. ”Harvaan asutuilla alueilla voi olla hyvin­ kin perusteltua, että siirretään ilmajohto avoimelle paikalle tien varteen ja lisätään automaatiota”, sanoo sähkötekniikan pro­ fessori Jarmo Partanen Lappeenrannan teknillisestä yliopistosta. Hän odottaa myös

Sähköverkot & televerkot Televerkot tukiasemineen tarvitse­ vat sähköä ja älykkäät sähköverkot puolestaan tietoliikenneyhteyksiä.

Sähkö- ja televerkkoyhtiöt varmis­ tavat yhä enemmän yhteisvoimin, että verkkoinvestoinnit tukevat molempien verkkojen toimintavar­ muutta. Sähköverkkoyhtiöt voivat priorisoida tukiasemia selvittäes­ sään häiriötilanteita ja uusiessaan verkkoja. On myös tutkittu, että muuntamoautomaation tehokkaat antennit löytävät hieman kaukai­ semmankin tukiaseman huomatta­ vasti paremmin kuin kännykät.

Kaapelointi vs. ilmajohtojen verkostoautomaatio

Vyöhykekonsepti – sähköverkon optimaalinen käyttö

110 kV 20 kV

Sähköasemavyöhyke 400 V

Runkojohtovyöhyke 110 kV

Pienjännitejakelu 20 kV Sähköasemavyöhyke

Jakelu 1000 V

Runkojohtovyöhyke

400 V 400 V Pienjännitejakelu

Ilmajohtojen verkostoautomaatio parantaa toimitusvarmuutta normaalioloissa, mutta suuren myrskyn silmässä varmuuden tuo vain maakaapeli. Mikä on verkostoautomaation ja kaa­ peloinnin optimaalinen taso taloudellisesta näkökulmasta?

Tätä selvitetään tutkimus­ hankkeessa, jonka Vaasan yli­ opisto, Vaasan Sähköverkko, Anvia ja ABB aloittivat syksyllä 2014. Hankkeessa punnitaan myös regulaatiomallin talou­ dellista vaikutusta sähköalan toimijoihin. Ensimmäisiä tulok­ sia odotetaan vuoden 2015 alussa.

ABB power 1 | 15

11

Teema

”Meidänkin on mietittävä tarkkaan, millaista automaatiota tarvitaan verkkojen rajakohdissa niin, että ilmajohtojen viat eivät aiheuta häiriötä kaapeliverkkoon.”

Tapani Liuhala Toimitusjohtaja, Elenia

uudenlaisia ratkaisuja, kuten mikroverkko­ ja, joissa sähkökatkot paikataan lähialu­ een omalla sähköntuotannolla.

Sekaverkot vaativat automaatiota Investointilinjauksista riippumatta lähes kaikille verkkoyhtiöille jää runsaasti ilma­ johto- ja kaapeliverkkojen yhdistelmiä. ”Meidänkin on mietittävä tarkkaan, mil­ laista automaatiota tarvitaan verkkojen rajakohdissa niin, että ilmajohtojen viat eivät aiheuta häiriöitä kaapeliverkkoon. On myös varauduttava kaapeliverkon vikoi­ hin”, Liuhala kertoo. Kaapelointi suojaa verkkoa myrskyltä, muttei edelleenkään kaivinkoneen kauhalta eikä vioittuneelta komponentilta. ”Vika on huomattavasti vaikeampi löytää kaapeliverkossa kuin ilmajohdossa. Siihen tarvitaan automaatiota, joka lukee verkkoa ja löytää vikapaikat”, sanoo liiketoiminnan

Kaapeliverkon verkostoauto­ maatioratkaisut luovat perustaa kestäville ja älykkäille sähköverkoille automatisoimalla kaa­ peliverkkojen muuntamoita. Muun­ tamoautomaatio tarjoaa ajantasais­ ta tietoa verkon tilasta ja lisää verkon kauko-ohjattavuutta. Tämä helpottaa vikojen ennakoimista ja tunnistamista sekä auttaa hallitsemaan kuormitusta verkoissa, joissa ladataan sähköautoja, tuotetaan sähköä hajautetusti ja mah­ dollistetaan kysynnän jousto.

12

ABB power 1 | 15

”Vika on huomattavasti vaikeampi löytää kaapeliverkossa kuin ilmajohdossa. Siihen tarvitaan automaa­tiota, joka lukee verkkoa ja löytää vikapaikat.”

Dick Kronman Kehitysjohtaja, ABB

kehitysjohtaja Dick Kronman ABB:ltä. Älyä tulevaisuuden verkkoon Kronman pitää tärkeänä, että verk­ koremonteissa tarkastellaan myös tule­ vaisuuden tarpeita, jotta muun muassa muuntamoinvestoinnit kantaisivat vuosi­ kymmenien päähän. Hän myöntää, että muuntamoautomaatiota voidaan päivit­ tää jälkikäteenkin, mutta varoittaa työ­ läästä urakasta.

Jarmo Partanen sanoo, että verkkoyhti­ öissä pitää pohtia nyt, miten asiakas käyt­ tää sähköä 2030- ja 2040-luvuilla. Hänen mukaansa tulevaisuuden sähköverkon on syytä tukea esimerkiksi hajautettua tuo­ tantoa, sähköautojen lataamista, energi­ an varastointia sekä kysynnän joustoja.

Partanen uskoo, että myös toimitus­ varmuuden vaatimustaso nousee edel­ leen etenkin kaupunkien kaapeliverkoissa. ”Jos esimerkiksi muuntamoiden vianilmaisimet ja erottimet saadaan kauko­ käyttöön, viallinen kaapeli voidaan erot­ taa muutamassa minuutissa muutaman tunnin sijaan.”

”Myrskyvarmuus lisää sähkön hintaa keskimäärin noin sentin kilowattituntia kohden vuoteen 2028 mennessä.

Saman verran hinta nousi yhdessä yössä veronkorotuksen seurauksena.”

Jarmo Partanen Sähkötekniikan professori, Lappeenrannan teknillinen yliopisto

Automaatio nostaa verkon arvoa Liuhala, Partanen ja Kronman ovat yksimielisiä siitä, että kaapeliverkon automaatio nostaa verkon arvoa. Energiaviraston nykyinen regulaatiomalli ei huomioi automaatioratkaisuja verkon jälleenhankintaarvossa, joka muodostaa niin sanotun tuottopohjan. Kronman odottaa, että vuonna 2016 alkavassa regulaatiojaksossa tähän tulee muutos. ”Viimeistään silloin kaapeliverkon käyttövarmuus lisääntyy huomattavasti”, Partanen toteaa.

Regulaatiomallista riippumatta on selvää, että käyttövarmuudesta maksaa osin myös asiakas. Partanen arvioi kalleimman uudistuksen, siis myrskyvarman verkon, lisähinnaksi 4–5 miljardia euroa. ”Myrskyvarmuus lisää sähkön hintaa keskimäärin noin sentin kilowattituntia kohden vuoteen 2028 mennessä. Saman ver-

Elenia on tehnyt vuonna 2009 päätöksen, että se asentaa aina maakaapelia, kun ilmajohto tulee käyttöikänsä päähän.

ran hinta nousi yhdessä yössä muutama vuosi sitten veronkorotuksen seurauksena. Ei se tolkuttoman iso summa ole siitä, että pääsemme suurhäiriön riskistä.”

Pilotit tarjoavat arvokasta tietoa sähköverkoista Kokemukset kaupunkiverkoista eivät välttämättä riitä, kun halutaan rakentaa kestävä kaapeliverkko maaseudulle. Siksi ABB testaa verkkojen toimitusvarmuutta, turvallisuutta ja tehokkuutta parantavia ratkaisuja yhdessä verkkoyhtiöiden kanssa.

Vuonna 2013 ABB ja Savon Voima kehittivät Lapinlahden alueella 20 kilovoltin keskijänniteverkkoa sen perusparannustyön yhteydessä. ”Pyrimme maasulkuvirtaa kompensoimalla siihen, että voimme käyttää

verkkoa tietyn aikaa myös vikatilanteissa. Näin jää enemmän aikaa vian löytämiseen ja eristämiseen”, selittää liiketoiminnan kehitysjohtaja Dick Kronman ABB:ltä. Toinen tavoite on lisätä verkon etäkäyttöä muuntamoautomaatiolla, jolloin vioittunut alue voidaan erottaa helposti ja nopeasti verkosta tai vika voidaan havaita jo ennen kuin se muuttuu pysyväksi. ”Testaamme parhaillaan uusia algoritmeja, joita olemme kehittäneet vian paikallistamiseen.”

ABB power 1 | 15

13

Asiantuntija

Joko olisi sähkön aika?

ABB:n Jukka Mäkisen mielestä energia- ja liikennepolitiikan kytkeminen sähköautoiluun ja kotimaiseen sähköntuotantoon nostaisi sähköntuotannon omavaraisuusastetta ja huoltovarmuutta.

Teksti Vesa Eskola, Kuva Junnu Lusa ähköautot ovat kuuma puheenaihe. ABB:n tuotepäällikkö Jukka Mäkisen mielestä aika on kypsä sähköautoille – kunhan niiden lataus hoidetaan fiksusti. ”Suomessa oli joulukuussa 2014 tieliikenteeseen rekisteröitynä vajaat 700 sähköautoa. Liikenne- ja viestintäministeriön mukaan Suomessa voisi kuitenkin olla vuonna 2020 noin 37 500 sähkökäyttöistä autoa.”

Iso muutos on siis edessä. Mäkisen mukaan liikenteen energiapolitiikassa pitäisi keskittyä vain faktoihin. ”Tarvitaan yhteinen tahtotila. Suomen on mahdollista vaikuttaa tuontienergian muotoon ja määrään – ja yksi ratkaisuista on liikenteen sähköistäminen.”

Mistä muutos pitäisi sitten aloittaa?

Mäkisen mielestä pienistä puroista muodostuu iso virta. ”Suunnannäyttäjinä voisivat toimia kaupungit, kunnat, virastot ja niiden kuljetuspalvelut. Julkishallinnon tulisi myös selvittää sähköautojen sekä kuljetuskaluston ja -palveluiden kokonaiskäyttökustannukset.”

Mäkinen korostaa, että sähkö sopii erinomaisesti myös joukkoliikenteeseen. ”ABB lanseeraa kesäkuussa ratkaisun sähköbussien automaattiseen lataamiseen päätepysäkeillä. Automaattiasemilla voidaan ladata myös muut julkishallinnon raskaat sähköajoneuvot, jolloin verkoston käyttö maksimoidaan ja syntyy säästöä.

Ympäristöhyöty sähköautoissa ei ole vain energiatehokkuutta. Raskaita ajoneuvoja voidaan käyttää myös yöllä, koska sähköautot ovat hiljaisia. Älyliikenne ja älykäs sähköverkko pitää liittää toisiinsa, jolloin

S

14

ABB power 1 | 15

niiden toiminta voidaan optimoida.”

Pikalatausasemien puute on hidastanut sähköautojen yleistymistä. Suomeen lähitulevaisuudessa kaavailtu sähköautojen määrä ei Mäkisen mukaan vaadi vielä suurimittaista latausverkostoa. Pitää vain tehdä oikeita päätöksiä. ”Sähköautoilija käy latausasemalla ker-

Jukka Mäkisen Top 5 Tuotepäällikkö Jukka Mäkinen listasi viisi syytä, miksi sähköinen liikenne on hyvä asia.

01 Sähköauto on hiljainen ja tuottaa ajonautintoa.

02 Sähköauton ”latauspistooli” ei sotke käsiä, ja sähköautoilu on muutenkin puhdasta – sähköauto ei kärytä tai vuoda öljyä.

03 Sähkön käyttö raskaassa kalustossa vähentää melusaastetta kaupungeissa.

Asumisesta tulee viihtyisämpää.

04 Voimanlähteenä sähköä käyttävien erikoisajoneuvojen valmistus on mahdollista säilyttää Suomessa.

05 Sähköauton ajo-ominaisuudet ovat usein jopa paremmat kuin polttomoottoriautossa, koska auton painopiste on akuston takia matalammalla.

ran tai kaksi viikossa. Hän lataa keskimäärin 10 kilowattitunnin energiamäärän.

Suomeen on siis mahdollista rakentaa kustannustehokas ja kattava latausverkosto, kun se mitoitetaan oikein.”

ABB:llä on jo kokemusta vastaavan verkoston rakentamisesta. ”Viroon on rakennettu koko maan kattava latausverkosto 165 pikalatausaseman avulla. Kattava latausverkosto palvelee luonnollisesti myös ladattavia hybridejä.” ”Kun puolet autoista on ladattavia hybridejä ja puolet täyssähköautoja, oikein mitoitetussa latausverkostossa 125 000 auton palveluun riittää 740 kappaletta ABB Terra 23/53 Multi Standard -pikalatausasemia.”

Nykyisestä 700 sähköautosta on kuitenkin melkoinen matka 125 000 autoon.

Sähköautoja on kritisoitu niiden lyhyestä ajomatkasta. Pikalatauksella toimintamatkan merkitys Mäkisen mielestä pienenee.

Keskimääräinen päivittäinen ajomatka Suomessa on kuitenkin vain noin 40 kilometriä. Ja tulevaisuudessa yhdellä latauksella pääsee yhä pidemmälle. ”Sähköbussi voidaan ladata 15 sekunnissa 400 kilowatin latausteholla, kun henkilöauton pikalataus kestää 5–20 minuuttia.”

Henkilöautojen ja bussien lisäksi sähkö istuu hyvin myös työkoneiden ja hyötyajoneuvojen voimanlähteeksi. ”ABB:n energiatehokkailla moottoreilla ja sähköisen voimalinjan taajuusmuuttajaratkaisuilla on pitkät perinteet raideliikenteen puolella. ABB on yksi suurimmista junien ja raitiovaunujen strategisten komponenttien toimittajista. Sähkökäyttöisille työkoneille löytyy kasvupotentiaalia kaivoksista, maansiirrosta, jakelusta – ja jopa pelloilta.”

Tämä juttu löytyy SlideShare-palvelusta osoitteesta slideshare.net/ABBSuomi

Nykyisinkin Volkswagenilla ajava Jukka Mäkinen lähdössä koeajolle VW e-Golfilla.

ABB power 1 | 15

15

Ratkaisu

Tämä juttu löytyy SlideShare-palvelusta osoitteesta slideshare.net/ABBSuomi

Kun robotit tulivat taloon 16

ABB power 1| 15

ABB:n kytkintehtaalla Vaasassa innostuttiin automaatiosta nelisen vuotta sitten.

Globaaleilla markkinoilla kilpailevan tehtaan motiivina oli kilpailukyvyn parantaminen ja tuotannon säilyttäminen Vaasassa.

Tulokset puhuvat puolestaan.

Teksti Anne Kytölä, Kuvat Mikko Lehtimäki

reakers & Switches -tehdas on onnistunut automaation avulla lyhentämään useimpien kytkintyyppiensä läpimenoaikoja. Keskimääräinen toimitusaika on pudonnut suurin piirtein puoleen aikaisemmasta. ”Kun läpimenoaika oli ennen keskimäärin kymmenen päivää, se on nyt viisi päivää”, operatiivisen toiminnan johtaja Antti Liedes ABB:ltä kertoo.

Toimitusvarmuus on noussut kolmessa vuodessa runsaasta 94 prosentista yli 98 prosenttiin. Asiakkaat ovat luonnollisesti tyytyväisiä, kun rästitoimitukset vähenevät. ”Mitä lähemmäs sataa prosenttia mennään, sitä vaikeammaksi tavoitteen saavuttaminen tulee. Nyt olemme lähellä itsellemme asettamaa 99 prosentin rajaa”, Liedes sanoo.

Automatisointiin ryhdyttiin, koska tehtaalta haluttiin enemmän tavaraa ulos lyhyemmässä ajassa. ”Hinta tai tuotteen suorituskyky eivät enää pelkästään ratkaise markkinoilla, vaan toimitusvarmuus ja -aika sekä laatu ovat todella tärkeitä kilpailutekijöitä”, Antti Liedes sanoo.

B

Robotit painavat kohta ABB:n kytkintehtaalla töitä itsekseen yöaikaan.

Uusimmilla linjoilla automatisoidut prosessit tarkastavat, mitä kytkimiä tehtaalta on tilattu tai mitkä tuotteet alkavat olla varastosta loppu. Kytkimet ovat valmiina pakattaviksi, kun aamuvuorolaiset tulevat töihin.

Puolitoista miljoonaa euroa vuodessa Tehtaalla on investoitu viimeisten kolmen vuoden aikana automaatioon noin 1,5–2 miljoonaa euroa vuosittain. Tehtaan tuotantoprosesseja on automatisoitu ja tuotantosoluihin on hankittu ABB:n robotteja

valmistamaan kytkimiä. ”Olemme myös automatisoineet materiaalin hallinnan ja logistiikan toimintoja.

Lavojen kelmuttaminen ja vannettaminen sekä punnitus tehtiin ennen manuaalisesti.

Nyt nekin hoituvat automaattisesti”, Liedes luettelee.

Myös tuotteiden pakkausprosesseja on tehostettu. RFID-portit hoitavat automaattisesti tulevan ja lähtevän tavaran rekisteröinnin.

Kokoonpano on Liedeksen mukaan saatu automatisoitua hyvin pitkälle jo nyt.

Seuraavaksi panostetaan myös sellaiseen työhön, joka ei tuota yksikölle suoraan rahallista arvoa. ”Esimerkiksi pakkaamisessa ja sisäisessä logistiikassa on vielä mahdollisuus toiminnan tehostamiseen”, Liedes toteaa ja kertoo, että tehtaalle tulevat seuraavassa vaiheessa muun muassa ilman ihmistä kulkevat automaattitrukit. Vuonna 2015 tehtaalle hankitaan myös neljä uutta robottia. Nyt robotteja on 20.”

Automaatio tuo joustavuutta toimituksiin Automaatio on lisännyt tehtaan kapasiteettia, ja tuotanto joustaa kysynnän mukaan. ”Pystymme tarvittaessa jopa kaksinkertaistamaan tuotantomme tietyissä tuotantosoluissa”, Liedes kertoo. ”Tavaraa valmistuu paljon enemmän ABB power 1 | 15

17

Ratkaisu

02

01

03

01 Uthaiwan Ikola työskentelee kytkinten kokoonpanossa. Automaatio auttaa nyt testauksessa ja varastoinnissa.

02 ”Tehtaamme volyymit, liikevaihto ja kannattavuus ovat kasvaneet. Yksi työntekijä tuottaa tänä vuonna 15 000 euroa enemmän liikevaihtoa kuukaudessa kuin neljä vuotta sitten”, Antti Liedes kertoo.

03 Eeva Taipalus tekee töitä OT100-125automaatiolinjalla, jossa hän syöttää komponentteja automaatiosoluun.

kuin ennen”, vahvistaa myös OT125-kytkinlinjan pääkäyttäjä Tarja Maliniemi.

Liedeksen mukaan automatisoinnin edetessä työntekijät ovat käytännössä saaneet todeta automatisoinnin tärkeyden tehtaan olemassaolon ja liiketoiminnan kannalta.

Siitä kertovat numerot; tehtaan kannattavuus on lähes kaksinkertaistunut neljässä vuodessa. ”Olemme myös nousseet muun muassa automaation ansiosta viimeisten joukosta kymmenen parhaan joukkoon divisioonamme globaaleissa tuotetehdasvertailuissa”, Liedes kehuu.

Liedes antaa työntekijöilleen kiitosta siitä, että nämä ovat opiskelleet innokkaasti automaation käyttöä. ”Uskon, että automaatio tekee tehtaastamme myös houkuttelevan työpaikan. Nykyajan nuoria ei välttämättä kiinnosta tulla tehtaalle tekemään manuaalista

Automatisoinnin hyödyt Breakers & Switches -tehtaalle − Kilpailukyky on parantunut, kun toimitusvarmuus on kasvanut. Vuonna 2011 toimitusvarmuus oli 94,4 prosenttia, nyt 98,3 prosenttia. − Tuotteiden mediaaniläpimenoaika on pudonnut 10 päivästä 5 päivään. − Kannattavuus on lähes kaksinkertaistunut neljässä vuodessa. − Volyymit kasvavat ja tuottavuus nousee. Vuotuinen tuottavuuden kasvutavoite (5 prosenttia) on ylittynyt viimeiset neljä vuotta selvästi. − Tuotanto joustaa kysynnän mukaan. Kapasiteettia voidaan tarvittaessa säätää entistä helpommin. − Sairauspoissaolot ovat vähentyneet 7,4 prosentista 5,2 prosenttiin. − Työ on keventynyt ja muuttunut mielenkiintoisemmaksi. − Työn laatu paranee ja asiakasreklamaatioiden määrä on puolittunut.

18

ABB power 1| 15

kokoonpanotyötä, mutta automaatio heitä voi kiinnostaa”, Liedes arvelee.

Sairauspoissaolot ovat vähentyneet Automaatiosta on ollut tehtaalle konkreettista hyötyä myös siten, että työntekijöiden sairauspoissaolot ovat vähentyneet huomattavasti. Vuonna 2011 sairauspoissaolojen määrä oli 7,4 prosenttia, tänä vuonna 5,2 prosenttia. Rahassa sairauspoissaolojen vähenemisen on laskettu tuoneen 115 000 euron vuotuiset säästöt. ”Olihan se aika puuduttavaa tehdä kytkimiä käsin kahdeksan tuntia päivässä. Työ on nyt paljon kevyempää”, OT-automaatiolinjan pääkäyttäjä Kati Kangas sanoo. ”Minulla oli aikaisemmin paljon hartiakipuja, mutta ei ole enää”, Tarja Maliniemi lisää.

Automaatio parantaa myös laatua Antti Liedeksen mukaan perinteisessä kokoonpanotyössä on haastavaa kilpailla halvan työvoiman maita vastaan. Johdossa päätettiin kuitenkin panostaa tehtaan kehittämiseen. ”Halusimme säilyttää tuotannon Vaasassa, koska globaalin liiketoimintamme tuotteista 80 prosenttia valmistetaan Vaasassa”, Liedes sanoo.

Laadun paraneminen oli myös yksi automaation tuomista hyödyistä. Automaatiota kun käytetään myös tuotteiden testaamiseen. ”Kun ihminen kontrolloi visuaalisesti laatua, luotettavuus on vain 50 prosenttia. Robotti toimii täsmälleen niin kuin se on ohjelmoitu toimimaan ja samoin visuaalista tarkastustyötä on automatisoitu konenäön avulla”, Liedes sanoo.

Kohti parempaa maailmaa

Merellä akut ladataan perinteisellä fossiilisella polttoaineella.

10 mailia satamaan

Kun alus lähestyy satamaa, se siirtyy käyttämään energialähteenään akkuja, joista ei synny lainkaan päästöjä.

Satamassa akut ladataan sähköverkosta, ihannetilanteessa uusiutuvaa energiaa hyödyntäen.

Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää kontteihin asennettavia vaihtoakkuja, jotka vaihdetaan satamassa uusiin, täyteen ladattuihin akkuihin konttinosturin avulla.

Melu

Päästöt

Pienhiukkaset

Päästöittä satamaan ABB ABB:n B:n n hybridipropulsiosovelluksen hybridipropulsiosovelluksen ansiosta an nsiosta laivat laivat p pääsevät ääsevät ssatamaan atamaan päästöttömästi. pä äästöttömästi N Näin äin ssatamissa atamissa vvähenevät ähenevät m melu, elu p päästöt äästöt jja ap pienhiukkaset. ienhiukkaset Teksti ABB, Kuva ABB

ääosa meriliikenteen kasvihuonekaasupäästöistä syntyy avomerellä. Päästöt kuitenkin vaikuttavat ilmakehään maailmanlaajuisesti riippumatta siitä, missä ne syntyvät. Nyt merenkulkualan toimijat Kansainvälisen merenkulkujärjestön IMOn johdolla ovat ottaneet tavoitteekseen vähentää meriliikenteen kasvihuo-

P

nekaasupäästöjä merkittävästi. Tähän päästään esimerkiksi siirtymällä yhä laajemmin käyttämään sähköpropulsiota.

Tällöinkin aluksella käytettävä sähkö kuitenkin tuotetaan polttomoottoreilla, mistä syntyy päästöjä.

Propulsiotekniikka on uuden läpimurron kynnyksellä ennen kaikkea akkuteknologian kehittymisen ansiosta. ABB:n

uusissa hybridipropulsiosovelluksissa sähköpropulsiota täydennetään sähkögeneraattoreilla ja akuilla, jotka riittävät aluksen käyttövoimaksi muutaman tunnin ajan satamaa lähestyttäessä. Näin satamakäynneistä tulee täysin päästöttömiä eikä tiheästi asuttujen rannikkoalueiden ilmaan vapaudu haitallisia kasvihuonekaasuja ja pienhiukkasia.

ABB power 1 | 15

19

Case

Tämä juttu löytyy SlideShare-palvelusta osoitteesta slideshare.net/ABBSuomi

Takaisinmaksuaika alle 2 vuotta – uusi taajuusmuuttaja toi kartonki­ tehtaan vesipumpulle 80 prosentin energiansäästön

20

ABB power 1| 15

Pohjoismaiden ainoalla valkoista päällystettyä uusiokartonkia valmistavalla tehtaalla vesipumpun virtausta säädettiin aiemmin kuin autoa ajettaisiin kaasu ja jarru samanaikaisesti pohjassa.

Virtauksen säätö taajuusmuuttajalla on tuonut 80 prosentin säästön energiankulutukseen. uotsalainen Fiskeby Board AB kuuluu Euroopan johtaviin uusiokartongin valmistajiin. Runsaasti energiaa käyttävänä teollisuusyrityksenä yhtiö etsii jatkuvasti uusia mahdollisuuksia energiansäästöihin. Norrköpingin tehtaalla vanhaa vesipumpun sähkömoottoria säätämään hankittiin ABB:n uusimman sukupolven ACS880-01-taajuusmuuttaja. Pumppujärjestelmän sähkönkulutus väheni 80 prosenttia. Taajuusmuuttajia on sittemmin otettu käyttöön myös muualla tuotantolaitoksessa. ”Asennuksella tavoiteltiin energiansäästöä. Onnistuimme sekä pienentämään ympäristökuormitusta että saamaan aikaan välitöntä taloudellista hyötyä”, kertoo Fiskeby Board AB:n energiansäästötoimenpiteistä vastaava insinööri Magnus Johanson. ”Päivitystä ei tehty siksi, että vanhassa moottorissa olisi ollut jotain vikaa, vaan siksi, että uusi tekniikka tarjosi mahdollisuuden kustannussäästöihin ja parempaan suorituskykyyn.”

R

Konkreettista säästöä Uusi ACS880-taajuusmuuttaja asennettiin suodatinyksikön vesipumppuun Fiskebyn kartonkitehtaalla. Tehdas on Pohjoismaiden ainoa valkoista päällystettyä uusiokartonkia valmistava laitos. Tehtaan kartongit ovat Euroopan vahvimpia luokassaan, ja ne valmistetaan sataprosenttisesta keräilykuidusta. Fiskebyn Norrköpingin tehdas on Pohjoismaiden ainoa laitos, jossa voidaan kierrättää esimerkiksi maito- ja mehutölkeissä käytettyä LPB-nestepakkauskartonkia. ”Taajuusmuuttajan tuoma energiansäästö on taloudellisestikin merkittävä”, Magnus Johanson kertoo.

80 prosenttia pienempi energiankulutus yhdessä pumpussa tarkoittaa 120 megawattitunnin tai 50 000–60 000 kruunun (6 000–7 000 euron) säästöä vuosittain. ”Investoinnin takaisinmaksuaika on alle kaksi vuotta”, Johanson jatkaa.

Aina oikealla nopeudella Ennen taajuusmuuttajan asennusta

vesipumpun virtaussäätö toteutettiin ajamalla pumppua täydellä teholla vasten sulkuventtiiliä, joka oli 80 prosenttia ajasta lähes suljettuna. ”Tämä ei luonnollisestikaan ollut energiatehokas ratkaisu”, Johanson toteaa ja vertaa tilannetta siihen, että autoa ajettaisiin kaasu ja jarru pohjassa. ”Huomasimme, että juuri tämänkaltaisten vanhanaikaisten toteutusten uusiminen voi tuoda merkittäviä energiansäästöjä.”

Uuden ACS880-taajuusmuuttajan avulla pumppu käy nyt vaihtelevalla kierrosnopeudella. Kierrosnopeus riippuu täytettävän vesisäiliön täyttöasteesta. Suurimman osan ajasta pumppu käy hitaasti, ja juuri tämä vähentää sähkön kulutusta huomattavasti. ”Uusi taajuusmuuttaja on myös erittäin helppo asentaa ja käyttää”, Magnus Johanson sanoo.

”Asennuksella tavoiteltiin energiansäästöä.

Onnistuimme sekä pienentämään ympäristökuormitusta että saamaan aikaan välitöntä taloudellista hyötyä.”

Magnus Johanson Fiskeby Board AB

Fiskeby Board AB

Vuonna 1637 perustettu Fiskeby on valmistanut paperia ja kartonkia jo 377 vuoden ajan. Nykyään yhtiö kuuluu Euroopan johtaviin uusiokartongin valmistajiin. Fiskebyn lippulaivatuote on Multiboard-kartonki, joka on Euroopan vahvinta sataprosenttisesta kierrätysmassasta valmistettua uusiokartonkia. Tehdas tuottaa vuodessa 170 000 tonnia pakkauskartonkia. Fiskeby Board on ollut yhdysvaltalaisomistuksessa vuodesta 1990.

ABB power 1 | 15

21

Case

02

01

03

”Viimeisen kymmenen vuoden aikana olemme onnistuneet vähentämään yhden kartonkitonnin tuottamiseen tarvittavaa energiamäärää neljänneksellä.”

Magnus Johanson Fiskeby Board AB

”Sitä voisi luonnehtia lähes plug and play -laitteeksi. Taajuusmuuttaja on myös erittäin luotettava ja jatkuvakäyttöinen, mikä on tärkeää tehtaan tuotannon näkökulmasta.”

Menestyksekkään ensikokemuksen myötä ACS880-taajuusmuuttajia on asennettu lukuisiin muihin Fiskebyn Norrköpingin tehtaan pumppuihin. ”Myös näissä asennuksissa energiankulutus on vähentynyt merkittävästi”, Johanson kertoo.

Säästöjen metsästäjä Johansonin toimenkuvaan kuuluu energiansäästökohteiden löytäminen koko kartonkitehtaassa. Työ edellyttää laaja-alaista yhteistyötä eri osastojen, alihankkijoiden ja asiantuntijoiden kanssa. Tulokset ovat olleet erinomaisia. ”Viimeisen kymmenen vuoden aikana olemme onnistuneet vähentämään yhden kartonkitonnin tuottamiseen tarvittavaa energiamäärää neljänneksellä. Vanhassa tehtaassa on löydettävissä paljon tällaisia säästökohteita. Minun tehtäväni on etsiä ne ja hyödyntää säästömahdollisuudet uusimman tekniikan avulla”, Johanson sanoo.

01 Fiskebyn lippulaivatuote on Multiboard-kartonki, joka on Euroopan vahvinta sataprosenttisesta kierrätysmassasta valmistettua uusiokartonkia.

02 Vesipumpun suodatinyksikkö 03 ACS880-01-taajuusmuuttajat ovat helppokäyttöisiä.

22

ABB power 1| 15

Toimiva yhteistyö ”ABB on ollut pääasiallinen järjestelmätoimittajamme tämäntyyppisissä laitteistoissa, ja tartuimme mielellämme mahdollisuuteen kokeilla uutta taajuusmuuttajaa.

Arvostamme laitehankinnoissa luotettavaa tekniikkaa sekä yhteensopivuutta. Yhteensopivuuden ansiosta voimme käyttää samoja varaosia useissa kohteissa. Lisäksi suosimme laitteita, jotka ovat entuudestaan

tuttuja asentajillemme,” Magnus Johanson toteaa. ”Koska tehtaassamme on noin tuhat nopeussäädettyä käyttöä, edellytämme tuotteilta huippuluokan luotettavuutta ja valikoiman selkeyttä.” ”ABB on meille luotettava pitkäaikainen yhteistyökumppani. Uusilla taajuusmuuttajilla on pitkä elinkaari, ja jatkossa niihin voidaan myös päivittää uusinta tekniikkaa sitä mukaa kun sitä tulee saataville”, Johanson kiteyttää.

ACS880 ACS880-taajuusmuuttajat ABB:n taajuusmuuttajat parantavat prosessien tehokkuutta, pienentävät energiankulutusta ja parantavat tuottavuutta.

Vaihtovirtakäyttötekniikka laajentaa moottorin kierroslukualuetta nollasta reilusti yli nimellisnopeuden ja parantaa siten prosessin tuottavuutta. Kun pieni kapasiteetti riittää, käyttö laskee koneen nopeutta ja säästää energiaa.

ACS880-tuotesarjan taajuusmuuttajia on saatavilla useaan eri teholuokkaan aina 5600 kW:n ja 690 V:n sovelluksiin asti. Laajat räätälöintimahdollisuudet, monipuoliset ominaisuudet sekä tehokkaat energiansäästö- ja turvallisuustoiminnot tuovat hyötyä vaativimmissakin asennuskohteissa.

ABB:n edistyksellisen Direct torque control (DTC) –hallintajärjestelmän ansiosta taajuusmuuttajia voidaan käyttää lähes kaikkien vaihtovirtamoottorien kanssa.

Lisätietoja: www.abb.fi/drives

Mitä ihmettä?

01

02

01 Köysirummut ja ketjuveto takaavat voimansiirron.

02 ABB:n 250 kW:n taajuusmuuttaja mahdollistaa joustavan siivistön ajon.

03 Dyneemaköysistö vetää siivistöä, jonka päälle aalto muodostuu.

04 Voimalähteenä käytetään 200 kW:n tahtireluktanssimoottoria.

03

04

Teksti Terhi Paavola, Kuvat Artwave Surf

Aaltoa lainelautailijoille Aalto Design Factoryssa kehitetään laitetta, joka tuottaa aaltoja lainelautailijoille. Surffikonetta pyörittää ABB:n synkronireluktanssimoottori ja moottoria säätää ABB:n taajuusmuuttaja. tso Andersen hurahti lainelautailuun Atlantin aalloilla syksyllä 2011. Koska olosuhteet Suomessa surffaamiselle olivat surkeat, mies päätti ryhtyä kehittämään surffaukseen sopivan aallon synnyttävää laitetta. Sopiva ryhmä kerättiin kokoon ja ensimmäinen oikea aalto saatiin aikaan Espoonlahden uimahallissa maaliskuussa 2012. Akkuporakoneen voimalla vedetty laite sai aikaan 10-senttisen aallon. Aallon synnyttäminen oli siis mahdollista. Seuraavaksi lähdettiin kasvattamaan laitteen kokoa.

Syksyllä 2014 projektiryhmä kokeili Kalasataman satama-altaassa jo noin metrin aallon synnyttävää laitetta. Nyt voimaa moottorista löytyi 200 kilowattia.

A

”Kontissa sijaitsevan vetolaitteen sydän koostuu ABB:n tahtireluktanssimoottorista ja taajuusmuuttajasta. Niiden avulla vedetään laitetta, jossa aaltoa synnyttää noin kahdeksan metrin kärkivälin siivistö, joka on rakennettu lasikuitukomposiitista”, surffimasinisti Pauli Immonen kuvailee keksintöä. ”Tällä systeemillä olemme saaneet aikaan aallon, joka on aloittelevan lainelautailijan tasoa”, Atso Andersen kertoo.

Mutta suurempaa tavoitellaan. Ensi kesäksi Kalasatamaan on suunnitteilla surffauspaikka, jossa samalla sekä testataan laitetta että kokeillaan, miten moinen ”surffausrata” innostaa suomalaisia uuden harrastuksen pariin.

Pauli Immosen ja Atso Andersenin

mukaan keksinnössä on samanlaista pioneerihenkeä kuin ensimmäisten laskettelukeskusten rakentamisessa Suomeen. Ero laskettelukeskusten ja heidän keinoaaltonsa välillä on toki se, että nyt tehdään pioneerityötä. Tämänkaltaista laitetta ei ole vielä missään päin maailmaa käytössä. Niinpä ryhmällä on patenttihakemus vireillä ja suunnitelmissa aikanaan valloittaa maailma.

Luonnonvesiin surffaukseen sopivia aaltoja synnyttävällä laitteella voisi olla kysyntää kaikkialla. Suomessa se voisi sopia hyvinkin juuri laskettelukeskusten läheisyydessä olevien järvien kesähuvittelulaitteeksi.

Mutta ennen kuin maailma valloitetaan, on vielä laitteen kokoa kasvatettava. ”Onneksi ABB:ltä löytyy myös niitä todella isoja moottoreita”, miehet nauravat.

ABB power 1 | 15

23

Voiko uusiutuvaa energiaa liittää sähköverkkoon?

Vesi-, aurinko- ja tuulivoimaa on runsaimmin tarjolla syrjäseuduilla, kuten vuorilla, aavikoilla ja kaukana merellä. ABB:n johtavien sähkövoima- ja automaatioteknologioiden ansiosta uusiutuvaa energiaa voidaan integroida sähköverkkoihin, jotka ulottuvat pitkienkin matkojen päähän. Näin voidaan tavoittaa jopa 70 miljoonaa ihmistä. Hyödyntämällä uusiutuvia energialähteitä rakennamme älykästä sähköverkkoa ja autamme suojelemaan ympäristöä sekä ehkäisemään ilmastonmuutosta. www.abb.com/betterworld

Luonnollisesti.