Älykkäät sähköverkot – aurinkosähkö osana tulevaisuuden sähköjärjestelmää

Aurinkopaneelit tuottavat sähköä päiväaikaan, jolloin myös sähkönkulutus ja sähkön markkinahinta ovat tyypillisesti yöaikaa korkeammalla. Aurinkosähköjärjestelmät toimivatkin valoisina vuodenaikoina sähkön kulutushuippuja tasaavana tekijänä. Aurinkosähkön tuotanto on kuitenkin sääriippuvaista.

Sääriippuvaisen sähköntuotannon eli tuuli- ja aurinkovoiman osuuden kasvaessa sähköjärjestelmältä edellytetään aiempaa enemmän älykkyyttä ja kykyä joustaa sähkön tuotantotilanteen mukaan. Älykäs sähköverkko liittää hallitusti yhteen ohjattavia sähkökuormia ja tuotantoa sekä hetkellisiä kuormia ja vaihtelevaa tuotantoa (Smart Grid, ks. kuva 1).

Älykäs sähköverkko edellyttää tehokasta, oikein suunniteltua ja toteutettua automaatiota. Mikäli verkkoon kytketyn tuuli- ja aurinkosähkön määrä kasvaa merkittävästi eikä kysyntä riitä sen täysimittaiseen hyödyntämiseen, voidaan ylituotantoa varastoida eri muodoissa esimerkiksi lämmitykseen tai jäähdytykseen. Sähkön ylituotantoa voidaan tulevaisuudessa hyödyntää myös vedyn tuotantoon.
Kuva 1. Älykkään sähköverkon periaatekuva. Älykäs sähköverkko toimii joustavasti ja kaksisuuntaisesti, jolloin energia virtaa hajautetun tuotannon myötä molempiin suuntiin. Myös tiedonsiirto asiakkaan ja verkkoyhtiön välillä on kaksisuuntaista.

Hajautetun sähköntuotannon varastointi erilaisiin akustoihin muissa kuin verkosta erillään olevissa kohteissa on toistaiseksi ollut harvinaista, mutta sen odotetaan yleistyvän. Kiinteistöjen ohella akustoja voidaan käyttää säätöelementteinä siirto- ja jakeluverkossa. Kulutuksen ylittävää sähköntuotantoa voidaan mahdollisesti varastoida tulevaisuudessa myös sähköautoihin, joiden akustot voisivat toimia hajautettuna sähkövarastona ja tasapainottaa verkon kuormitusta.