Caruna hyödyntää energiavarastoa energiamarkkinoiden ilmiöiden tutkimiseen

–Testaamalla näemme akkujen vaikutukset verkkojen kapasiteettitarpeeseen ja sähköliittymien kuormitukseen. On ensiarvoisen tärkeää, että ymmärrämme hintaohjattujen uusien kuormien, kuten energiavarastojen, vaikutukset sähkönjakeluverkkoihin.  Tällöin pystymme myös olemaan paremmin asiakkaidemme tukena, kun akkuja liitetään sähköverkkoon, sanoo Carunan myyntijohtaja Ilkka Möttönen.

Akkujen toiminta reservimarkkinoilla ja kuormansiirrossa auttaa tasapainottamaan sähkön tuotantoa ja kulutusta järjestelmätasolla, mutta kasvattaa paikallisten jakeluverkkojen kuormitusta merkittävästi. Tehontarpeen kasvu edellyttää investointeja jakeluverkkoihin. Carunan analyysien mukaan energiavarastot kasvattavat yksittäisen sähköliittymän mitattua kuormitushuippua keskimäärin 30–40 %.

Kempeleessä valmistettu Cactos on uuden sukupolven sisätiloihin suunniteltu sähkövarasto, joka soveltuu erityisesti kaupallisiin ja julkisiin kiinteistöihin. Carunalla on kaksi Cactos-akkua, ja järjestelmä tarjoaa yhteensä 184 kVA kVA lataus- ja purkutehon sekä 430 kWh suuruisen kapasiteetin. Akkuvarastot ovat Cactoksen omistamia ja operoimia, ja niiden toimintaa ohjaa tekoälypohjainen Cactos Spine -niminen ohjelmisto.

Kaksoisstrategia: Sähköjärjestelmän tukeminen ja kuormansiirto halvemmille tunneille

Sähköverkossa sähkön tuotannon ja kulutuksen on oltava joka hetki tasapainossa. Viimeaikainen uusiutuvan energiantuotannon voimakas kasvu on aiheuttanut suurta vaihtelua sähköntuotantoon, mikä aiheuttaa haasteita verkon tasapainottamiseen ja näkyy sähkömarkkinoilla voimakkaina hintavaihteluina.

– Kokeilussa nyt testatuilla energiavarastoilla voidaan tukea sähköverkkoa tasapainottamalla tuotantoa ja kulutusta, kun osallistutaan reservimarkkinoiden taajuussäätöön. Lisäksi energiavarastojen avulla voidaan tasata sähkön spot-hinnan heilahteluja siten, että siirretään kuormaa kalliimmilta tunneilta edullisimmille tunneille tai optimoidaan kiinteistön aurinkosähköjärjestelmän tuotantoa hyödyntämällä se järkevimmällä tavalla, sanoo Möttönen.

Cactoksen sähkövarastot osallistuvat reservimarkkinalle osana suurempaa Cactoksen ohjaamaa virtuaaliakustoa.  FCR-N ja FCR-Dreservimarkkinoilla, joista kokonaisuutena vastaa Fingrid, akut auttavat pitämään verkon taajuuden normaalilla taajuusalueella lataamalla tai purkamalla akkua kulloisenkin tarpeen mukaan. Fingrid maksaa osallistujille korvauksen siitä, että akkuvarasto on valmiina säätöä varten. Korvauksen suuruus riippuu muun muassa sähkövaraston mitoituksesta ja reservien markkinahinnasta.

– Cactos-akkuvarastot soveltuvat reservimarkkinakäyttöön erinomaisesti nopean vasteaikansa ja tarkan ohjauksensa ansiosta. Ne säätävät automaattisesti tehoa reaaliajassa ja auttavat ylläpitämään verkon nimellistaajuutta, mikä takaa vakaan ja luotettavan sähkönjakelun, sanoo Cactoksen operatiivinen johtaja Veli-Erkki Ruotsalainen.

Kuormansiirtotilassa akkua ladataan, kun spot-hinta on alhainen, ja vastaavasti puretaan verkkoon, kun spot-hinta on korkea. Caruna on seurannut tarkasti järjestelmien toimintaa sekä vaikutuksia sähköverkon ja -liittymän kapasiteetin käyttöön.

Cactos-akun ollessa reservimarkkinatilassa, akku vaihtelee tiheästi latauksen ja purkauksen välillä, osittaisella teholla (kuvan vasen puolisko). Kuormansiirtotilassa akku sen sijaan lataa tai purkaa sähköä täydellä teholla, maksimoiden ajallisesti siirretyn energian määrän. Tällöin muutoksia latauksen ja purun välillä tapahtuu harvemmin, sillä syklit ajoittuvat spot-hinnan aikaikkunan mukaisesti (kuvan oikea puolisko). Taloudellinen hyöty akkua hyödyntävälle asiakkaalle tulee tällöin ostetun ja myydyn sähköenergian hinnan erotuksesta.

–Akkujen suorituskykyä ja toimintaa seurataan Cactos Spine -hallintapaneelin kautta, joka tarjoaa yksityiskohtaisia raportteja energiankäytöstä, markkinatuotoista ja järjestelmän kunnosta. Tätä kautta Carunalla on erinomainen mahdollisuus tutkia ja ymmärtää energiavarastojen toimintaa ja vaikutuksia jakeluverkkoihin tarkallakin tasolla, sanoo Möttönen.

Skaalautuva ja kestävä teknologia

Cactosin modulaarinen lähestymistapa mahdollistaa Carunalle energianvarastointikapasiteetin laajentamisen tarpeen mukaan. Akkuvaraston pilotointi tukee myös laajempia pohjoismaisia energiamarkkinoiden trendejä, joissa akkuvarastot nähdään yhä tärkeämpinä sähköverkon joustavuuden ja uusiutuvan energian integroinnin mahdollistajina. Suomen siirtyessä kohti hiilineutraaliutta akkuvarastot ovat keskeisessä roolissa reaaliaikaisen kysynnän ja tarjonnan tasapainottamisessa.

Katse tulevaisuuteen

Caruna tutkii yhteistyössä Cactoksen kanssa mahdollisuutta käyttää akkuja paikalliseen joustoon, silloin kun paikallinen siirtokapasiteetti on hetkellisesti täynnä. Tavoitteena on ohjata akun tehoa jakeluverkon kuormitusennusteen perusteella ja näin keventää jakeluverkon huippukuormitusta. Joustomarkkina ei kuitenkaan yksin riitä vastaamaan verkon kasvaviin kuormiin, vaan tarvitaan myös ennakoivia investointeja verkon vahvistamiseksi. Myös Energiavirasto kannustaa verkonhaltijoita joustoratkaisujen kehittämiseen innovaatiokannustimen kautta.