Sähkön tuotannon ja kulutuksen tulee olla joka hetki tasapainossa. Mikäli verkosta menetetään äkillisesti tuotantoa tai jos esimerkiksi siirtoyhteydet vioittuvat, apuun tarvitaan säätövoimaa ja reservejä.
Jotta sähköverkon taajuus ei poikkeaisi liikaa normaalilta taajuusalueelta, reservien pitää pystyä reagoimaan tilanteeseen nopeasti.
Fingridin asiantuntija Elisa Alanen kertoo, että syksyllä 2023 taajuusohjatun häiriöreservin FCR-D-markkinoille tulivat voimaan uudet aktivointivaatimukset, joissa nopeuskriteerejä kiristettiin entisestään.
”Vesivoimalat pystyvät osallistumaan taajuusohjatun häiriöreservin markkinoille vanhojen vaatimusten mukaisella toteutuksella niin kauan kuin niiden nykyiset säätökokeet ovat voimassa. Lupa on voimassa pisimmillään vuoteen 2028 asti, säätökokeen tekoajan vaatimusten mukaisesti.”
Alanen arvioi, että suuri osa vesivoimaloista ei pysty läpäisemään uusia vaatimuksia nykyisellä kapasiteetillaan, mikäli ne eivät satsaa uuteen tekniikkaan. Ne saattavat kuitenkin pystyä osallistumaan jatkossakin sähköverkon tasapainottamiseen muiden reservituotteiden avulla, joissa ei tarvita yhtä suurta nopeutta.
Ratkaisuja vesivoimatoimijoille, jotka ovat tulevaisuudessakin kiinnostuneita FCR-D-markkinoista, tarjoavat muun muassa akut, ultrakondensaattorit sekä näiden nopeat ohjaus- ja säätöratkaisut.
Ultrakondensaattorilla pitkä elinkaari
UPM Energy otti kesällä 2022 ultrakondensaattorin käyttöön kahden vesivoimalan järjestelmässä. Voimalat ovat Ontojoella toimiva Katerma Kuhmossa ja Kallioinen Sotkamossa.
UPM Energyn kehityspäällikkö Juha Haromon mukaan 3 megawatin laitteisto on vesivoimajärjestelmässä maailman ensimmäinen. Sinänsä kondensaattorit ovat jo vanhaa, tuttua ja koeteltua tekniikkaa.
”Ultrakondensaattori tallentaa energiaa sisälleen kahden tasopinnan välille sähköstaattisesti, mistä se sitten pystyy purkamaan sen verkkoon invertterilaitteistonsa avulla hyvin nopeasti, jopa millisekunneissa. Sitten, ensimmäisten minuuttien jälkeen, vesivoima ottaa ohjat ja jatkaa sähköjärjestelmän tasapainottamista. Kokonaisuutta hallinnoi ylemmän tason ohjausjärjestelmä, joka hyödyntää nykyaikaisia digitaalisia toimintoja ja automatiikkaa”, hän kuvailee.
Toisin kuin akussa, laitteistossa ei käytetä harvinaisia maametalleja.
Haromon mukaan ultrakondensaattorin suuri valtti on, että se ei varsinaisesti kulu, vaikka varauksia ladataan ja puretaan. Ultrakondensaattorin elinkaari on näin ollen pitempi kuin sähkökemiallisesti toimivan akun.
”Toisin kuin akussa, laitteistossa ei käytetä myöskään harvinaisia maametalleja”, hän huomauttaa.
UPM Energyn kokemukset ultrakondensaattorista ovat niin positiivisia, että pilottihanke on saamassa jatkoa. Kesällä 2025 Kuusakosken vesivoimalaitoksella otetaan tuotannolliseen käyttöön 6 megawatin ultrakondensaattori.
Myös Kemijoki Oy:lla on ultrakondensaattori Kurkiaskan vesivoimalaitoksen ja PVO-Vesivoima Oy:lla Kierikin voimalaitoksen yhteydessä.
