Vantaalla testataan kantaverkkoon kuuluvalla sähkölinjalla uutta ratkaisua siirtoverkon häviöiden pienentämiseen.

Kehä III:n tuntumassa, lähellä Tammiston sähköasemaa, on kantaverkon 400 kilovoltin (kV) sähkölinjaan sekä vieressä kulkevaan 110 kV:n linjaan asennettu aurinkopaneelit, joiden merkitys ei heti avaudu ohikulkijalle.

Loisteho ja pyörrevirta

Jokainen sähköalan ammattilainen ja monet maallikotkin tuntevat käsitteen loisteho, joka kuormittaa tarpeettomasti sähkönsiirtolinjaa. Sen aiheuttaa jännitteen ja sähkövirran vaihe-ero virtapiirissä. Vaihe-ero puolestaan aiheutuu kapasitiivisen ja induktiivisen kuorman erosta, joka pyritään aina pitämään mahdollisimman pienenä.

Pyörrevirta puolestaan on muuttuvan magneettikentän vaikutuksesta johtavissa materiaaleissa syntyvää sähkövirtaa. Korkeajännitelinjojen ympärille muodostuu aina pieni magneettikenttä. 400 kV:n linjoissa käytetään usein kolmen köyden ratkaisua kutakin vaihetta kohti, kuten kuvan linjassa Tammistossa. Tässä pyörrevirta korostuu toisiaan lähellä kulkevissa köysissä ja virran suunta riippuu vaiheiden järjestyksestä. Se myös vaihtuu, kun vaiheiden järjestystä vaihdetaan sähkölinjan varrella.

Aiheutuvat häviöt eivät ole prosentuaalisesti kovin suuria, mutta kun 400 kV:n linjassa siirretään vaikkapa 800 megawatin (MW) tehoa, tarkoittaa yksikin prosentti 8 MW:a. Esimerkin 8 MW tarkoittaa suunnilleen sadan henkilöauton yhteistehoa. Häviö muodostuu käytännössä lämpönä, joka johtojen tehokkaan ilmajäähdytyksen ansiosta ei käytännössä aiheuta muuta haittaa.

Tasavirralla tasoitusta

Aurinkopaneelit tuottavat aina tasavirtaa, joka sähköverkkoon kytketyissä järjestelmissä muutetaan vaihtovirraksi vaihtosuuntaajalla eli invertterillä. Tammiston tapauksessa järjestelmään ei kuitenkaan ole liitetty vaihtosuuntaajaa, vaan testissä käytetään tasavirtaa sellaisenaan.

Tasavirrassa ei synny loistehoa eikä pyörrevirtaa, koska jännite ja virta ovat aina samassa vaiheessa, eikä magneettikenttä vaihtele muuten kuin kuormituksen muuttuessa. Tammiston testissä pyritään osoittamaan, että suhteellisen vähäisen tasavirtakomponentin kytkeminen sähkölinjaan voi pienentää häviöitä merkittävällä tavalla.

Kuvassa vasemmalla on kantaverkon 400 kV sähköpylväs ja oikealla erillisen 110 kV linjan pylväs. Klikkaa kuvaa suurentaaksesi sen.

Aurinkopaneeli on järjestelyssä hyvin käytännöllinen ratkaisu, koska se on täysin itsenäinen sähkön tuottaja ja helppo eristää ympäristöstään. Testijärjestelyssä aurinko luonnollisesti tuottaa sähköenergiaa vain päivällä, mutta pylväissä on nähtävissä kaapit, joissa on pienet energiavarastot.

Suomalaista osaamista maailmalle

Suomalainen insinööriosaaminen ja innovaatiokyky on tunnustettua ja arvostettua ympäri maailmaa. Sähköverkoissa syntyvät häviöt puolestaan ovat yleismaailmallinen ilmiö, jonka pienentäminen merkitsisi mittavia kokonaissäästöjä.

Seuraamme hankkeen etenemistä mielenkiinnolla ja uutisoimme asiaa tarpeen mukaan myöhemmin. Samalla toivotamme hanketiimille sekä kaikille lukijoillemme hyvää kesäaikaan siirtymistä ja keväistä huhtikuun ensimmäistä päivää.

Jouko Lampila

Ps. 2.4.2019

Aprillipäivän jälkeen kävi tarkemmassa tarkastelussa ilmi, että sähköpylväiden aurinkopaneeleilla tuotetaan energiaa pylväiden lentoestevaloja varten. Pylvääthän sijaitsevat aivan lentoaseman kiitoradan jatkeella. Vaikka paikalla on valtava määrä korkeajännitteistä sähköenergiaa, on valojen pieni tarve ilmeisesti yksinkertaisinta toteuttaa itsenäisellä aurinkosähköjärjestelmällä.