Maailman kehittynein turbiinisäätäjä parantaa vesivoiman säätövoimaa – PVO-Vesivoiman ja Oulun yliopiston yhteistyö eteni patenttihakemukseen
PVO-Vesivoima ja Oulun yliopisto ovat yhdessä kehittäneet täysin uudenlaisen turbiinisäätäjän, jolla pystytään säätämään vesivoimalaitosten sähköntuotantoa aiempaa huomattavasti tarkemmin. Tarkkuuden lisäksi se säästää koneistoa kulumiselta. Nyt kehitetty, koneoppimista hyödyntävä innovaatio on maailman kehittynein vesivoimalle tarkoitettu turbiinisäätäjä. Sille haetaan patenttisuojaa.
Yhteistyö on esimerkki poikkeuksellisesta tuotannonkehityksestä, jossa akateeminen osaaminen ja yksityisen yrityksen panos tuottavat suoraan tuotantoon soveltuvan ratkaisun.
- Tällainen yhteistyö on vesivoiman tuotannossa erittäin harvinaislaatuista, sillä uusien laitteiden kehitystyö tilataan yleensä kaupallisilta yhteistyökumppaneilta. Meille suurin etu syntyi siitä, että saimme käyttöömme säätöteorian ja matematiikan ylivoimaisen osaamisen yliopiston puolelta. Heiltä löytyi myös ymmärrys siitä, miten teoria jalkautetaan ratkaisuksi asti, PVO-Vesivoiman käynnissäpidon asiantuntija Tommi Hansen-Haug kiittelee.
Oulun yliopistosta kehitystyössä olivat yliopistotutkija István Selek ja väitöskirjaa aiheesta tekevä Joni Vasara älykkäät koneet ja järjestelmät -tutkimusyksiköstä. Kehitystyö käynnistyi jo vuonna 2017.
- Meille tämä projekti oli harvinainen tilaisuus tuoda osaamistamme käytäntöön. Yritykset eivät yleisesti priorisoi yliopistoyhteistyötä, mutta suosittelen sitä. Yliopistot pystyvät tarjoamaan ongelmanratkaisuun uusia näkökulmia kustannustehokkaasti, Selek sanoo.
Selek on myös dynaamisten prosessi- ja energiajärjestelmien dosentti Oulun yliopistossa.
Patenttihakemus vireillä maailman kehittyneimpään vesivoiman turbiinisäätäjään
PVO-Vesivoima on hakenut turbiinisäätäjälle patenttia tämän vuoden maaliskuussa. Keksinnölle saataneen patentti todennäköisesti kuluvan vuoden aikana.
Uusi turbiinisäätäjä on välttämätön kehitysaskel, koska kantaverkkoyhtiö Fingrid otti vuoden 2023 aikana käyttöön uudet kriteerit, joilla voimalaitokset voivat osallistua sähkömarkkinoilla ns. reservimarkkinaan. Reservimarkkinaan osallistuminen vaatii vesivoimaloiden koneistoilta jatkuvaa reagointia, jotta sähköverkon taajuus saadaan pidettyä vakaana.
Yliopistotutkija István Selekin mukaan uusi turbiinisäätäjä edustaa maailman huippua erityisesti vakauttavilta ominaisuuksiltaan. Koneoppimista hyödyntäen se identifioi sähköverkon taajuuden hallitsevia vuorovaikutuksia ja sopeuttaa turbiinin liikkeet tarkasti niihin. Uusin, patentoitava versio turbiinisäätäjästä on testausvaiheessa, ja odottaa Fingridin hyväksyntää ennen tuotantokäyttöön siirtymistä. Sen on tarkoitus korvata vanhemmat versiot portaittain.
Aikaisemmat versiot turbiinisäätäjästä ovat jo käytössä kaikilla PVO-Vesivoiman omilla voimalaitoksilla Iijoella, Kokemäenjoella ja Kemijoella. Säätäjiä on käytössä yhteensä 15 kpl. Kehitystyön ansiosta PVO-Vesivoima on ainoa pohjoismainen yhtiö, joka on tähän mennessä läpäissyt kantaverkkoyhtiöiden uudet kiristyneet säätövaatimukset jokivoimalaitoksissa tyypillisesti käytettäville Kaplan-turbiineille.
Säätövoimaa vahvistamalla varaudutaan tulevaisuuden tarpeisiin
Turbiinisäätäjällä PVO-Vesivoima vastaa Fingridin ja markkinoiden tiukentuneisiin vaatimuksiin säädön stabiilisuudesta ja suorituskyvystä, lineaarisuudesta ja nopeudesta. Sähkön tuotantoa on säädettävä vastaamaan sähkön kulutusta hetkestä toiseen.
Mitä enemmän sähköä tuotetaan tuulella ja auringolla, sitä monimutkaisempaa on reservisähkön tuottaminen, sillä kulutuksen lisäksi myös sähkön tuotanto vaihtelee yhä enemmän. Vesivoima on merkittävin säätövoiman tuottaja.
- Meille on myös tärkeää varautua energiavarastoratkaisuilla, jotka vastaavat tulevaisuuden tarpeisiin. Olemme tehneet kehitystyötä pitkään ja systemaattisesti. Nyt näillä yksittäisillä koneistoilla voidaan tukea taajuuden vakautta ja aiemmin käyttöön otettu jokisäätöautomatiikka on taustalla tehostamassa säätövoiman tuotantoa, Hansen-Haug kertoo.
Jokisäätöautomatiikka ja yliopistoyhteistyössä tuotettu turbiinisäätäjä ovat esimerkkejä vesivoiman jatkuvasta kehitystyöstä. Joustavan sähkön tuotannon varmistamiseksi PVO-Vesivoima pilotoi Iijoen Kierikkiin ultrakondensaattoreilla toteutettavaa energiavarastoa, ja Kemijärvellä on aloitettu selvitys sähkön varastointiin tarkoitetun pumppuvoimalaitoksen mahdollisuudesta. Modernisoituja vesivoimalaitoksia kehitetään jatkuvasti huomioimaan entistä enemmän ympäristöarvoja sekä vastaamaan paremmin sähköverkon tarpeisiin. Tätä tehdään digitalisaatiota hyväksikäyttäen.
Lisätietoja: Tommi Hansen-Haug, asiantuntija, käynnissäpito, PVO-Vesivoima Oy,
tommi.hansen-haug@pvo.fi; puh. 050 3038 629
István Selek, Yliopistotutkija, Dynaamisten Prosessi- ja Energiajärjestelmien Dosentti. Oulun Yliopisto, Älykkäät Koneet ja Järjestelmät -tutkimusyksikkö, istvan.selek@oulu.fi;
puh. 050 3506 837
Joni Vasara, Väitöskirjatutkija, Oulun Yliopisto, Älykkäät Koneet ja Järjestelmät -tutkimusyksikkö, joni.vasara@oulu.fi; puh. 050 4302 268
Kuvat
Liitteet
PVO-Vesivoima Oy tuottaa sähköä vesivoimalaitoksilla Iijoella, Kemijoella ja Kokemäenjoella. Yhtiön sähköntuotanto on keskimäärin 1,7 terawattituntia vuodessa. Yhtiö kuuluu Pohjolan Voima -konserniin www.pohjolanvoima.fi; X (entinen Twitter): @PVOVesivoima
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Pohjolan Voima Oyj
Rauman biovoimalaitoksen automaatiojärjestelmät uudistetaan12.6.2024 08:30:00 EEST | Tiedote
Rauman Biovoiman yhteistuotantolaitoksen automaatiojärjestelmä uudistetaan vaiheittain. Ensimmäisessä vaiheessa uusitaan polttoaineiden vastaanottojärjestelmien ohjaukset ja säädöt, ja ne otetaan käyttöön tulevana syksynä. Investoinnin toisessa ja kolmannessa vaiheessa uusitaan biokattiloiden sekä kaukolämpöjärjestelmän osuus automaatiosta. Hanke valmistuu kokonaisuudessaan syksyllä 2026. Prosessihöyryä, lämpöä ja sähköä tuottavan laitoksen uuteen automaatiojärjestelmään investoiminen on jatkumoa Rauman Biovoiman pitkäjänteiselle kehitystyölle.
Kutsu mediatilaisuuteen29.2.2024 10:00:00 EET | Kutsu
Hyvä toimittaja, tervetuloa kuulemaan ja keskustelemaan mahdollisesta pumppuvoimalaitoshankkeestamme pe 1. maaliskuuta klo 13–14 mediatilaisuuteen.
Pohjolan Voima selvittää sähkön varastointiin tarkoitetun pumppuvoimalaitoksen mahdollisuutta Kemijärven alueelle29.2.2024 10:00:00 EET | Tiedote
Suomen suurimpiin energiayhtiöihin lukeutuva Pohjolan Voima selvittää mahdollisuutta rakentaa pumppuvoimalaitos Kemijärven alueelle. Muun muassa Norjan ja Itävallan vuoristoseuduilta tuttu pumppuvoimalaitos keskittyy sähkön varastointiin. Suomi tarvitsee merkittävästi lisää säädettävää sähkökapasiteettia sekä tuotetun sähkön varastointikapasiteettia, jotta pystytään varmistamaan sähkön saatavuus suomalaisille ja vakaa toimintaympäristö kotimaiselle teollisuudelle.
Pohjolan Voima investigates building a pumped hydroelecric energy storage (PHES) in Kemijärvi29.2.2024 10:00:00 EET | Press release
Pohjolan Voima, one of Finland’s largest energy companies, is investigating the possibility of building a pumped-storage power station in the area of Lake Kemijärvi. Pumped-storage power stations are used in the mountain regions of Norway and Austria, for example, and focus on storing electrical energy. Finland will require significant amounts of regulating energy and storage capacity for electricity production to ensure the availability of electricity to Finnish households and a stable operating environment for Finnish industry.
Kaukaan Voiman lentotuhkalle sivutuotestatus − hyötykäyttö rakentamisessa ja lannoittamisessa helpottuu4.12.2023 08:30:00 EET | Tiedote
Lappeenrannassa sijaitsevan Kaukaan Voiman voimalaitoksessa syntyvä lentotuhka on saanut ELY-keskukselta sivutuotestatuksen syvästabilointiin sekä metsälannoitekäyttöön. Status sujuvoittaa hyötykäyttöä, jolloin tuhka saadaan tehokkaammin käyttöön esimerkiksi korvaamaan maan lujittamiseen käytettävää sementtiä aluerakentamisessa. Tuhkan käytöllä vältetään sekä päästöjä että neitseellisen materiaalin käyttöä, jolloin ympäristöhyötyjä syntyy ilmaston ja luonnon monimuotoisuuden näkökulmista. Kaukaan Voima on Pohjolan Voiman tytäryhtiö.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme