Haja-asutusalueiden sähkönjakelujärjestelmien kehittäminen – erityisesti 1000 V jakelujännitteen käyttömahdollisuudet

Yhteiskunnan riippuvuus sähköstä on lisääntynyt voimakkaasti viime vuosikymmenien aikana. Sähkönjakelussa esiintyneet lyhyet ja pitkät keskeytykset ovat osoittaneet yhteiskunnan haavoittuvuuden ja yhteiskunta kestää entistä vähemmän sähkönjakelussa tapahtuvia häiriöitä. Keskeytyksistä aiheutuneiden haittojen arvostus on kasvanut ja tämä on luonut taloudelliset perusteet sähkön laatua parantaville investoinneille. Haja-asutusalueiden keskijänniteverkon johdot on rakennettu avojohtoina ja siten ne ovat alttiita sääolosuhteista johtuville myrsky- ja lumikuormavaurioille. Ilmastomuutoksen ennustetaan lisäävän tuulisuutta ja siten ongelmat sähkönjakelussa mahdollisesti lisääntyvät. Taajamissa käytetään enemmän kaapeleita ja johtolähdöt ovat lyhyitä, joten myrskyistä aiheutuvia keskeytyksiä on vähemmän kuin haja-asutusalueella. Olemassa olevat jakeluverkot ovat käytössä vielä vuosikymmeniä, joten uuden tekniikan kehittämisen rinnalla on kehitettävä myös olemassa olevaa jakeluverkkoa ja sen ylläpitoa. Ylläpidon tavoitteena on käyttövarmuuden parantamisen lisäksi huolehtia siitä, että jakeluverkkoihin sitoutunut omaisuus säilyttää arvonsa mahdollisimman hyvin pitoajan loppuun saakka. Jakeluverkkoihin investoitiin paljon 1950–70-luvuilla. Tältä ajalta on yhä käytössä puupylväitä, joiden ikääntymisen takia korvausinvestointien tarve kasvaa. Hyvänä puolena tässä on että käyttövarmuuden parantamiseksi olemassa olevaa jakeluverkkoa ei tarvitse uusia ennenaikaisesti. Tutkimuksessa päähuomio on haja-asutusalueiden 20 kV keskijänniteverkon kehittämisessä, sillä yli 90 % asiakkaiden kokemista keskeytyksistä johtuu keskijänniteverkon vioista. Erityisesti johtorakenteisiin ja johtojen sijoittamiseen on kiinnitettävä huomiota. Käyttövarmuuden lisäksi jakeluverkkojen kehittämistä ohjaavia tekijöitä ovat taloudellisuus, ympäristön huomioiminen, viranomaisvalvonta sekä asiakkaiden ja omistajien odotukset. Haja-asutusalueilla taloudelliset haasteet ovat suuret vakituisen väestön vähenemisen ja mahdollisesti sähköntarpeen pienenemisen takia. Taloudellisuus korostuu ja riskit kasvavat, kun tuottojen määrä supistuu tarvittaviin jakeluverkon investointeihin ja ylläpitokustannuksiin verrattuna. Ristiriitaa aiheuttaa se, että asiakkaat odottavat sähkönjakelulta parempaa luotettavuutta, mutta paremmasta sähkönlaadusta ei olla valmiita maksamaan juurikaan nykyistä enempää. Jakeluverkkojen kehittämistä voi hidastaa myös viranomaisvalvonta, jos tuottoja ei voida lisätä investointien lisätarpeiden suhteessa. Tutkimuksessa on analysoitu yleisellä tasolla kaapeloinnin lisäämistä, korkeiden pylväiden käyttämistä, leveitä johtokatuja, edullisten ja yksinkertaisten sähköasemien rakentamista haja-asutusalueille ja automaatioasemien lisäämistä keskijänniteverkon solmupisteisiin. Erityisesti tutkimuksessa on analysoitu uutena tekniikkana 1000 V jännitteen käyttömahdollisuutta jakeluverkkojen kehittämisessä. Sähköjohtojen siirtäminen teiden varsiin parantaa käyttövarmuutta, vaikka johdot rakennetaan samalla tekniikalla kuin olemassa olevat johdot. Hajaasutusalueille rakennettavilla sähköasemilla pitkät syöttöjohdot voidaan jakaa pienemmiksi syöttöalueiksi, jolloin keskeytyksistä aiheutuvat haitat koskettavat kerrallaan pienempää asiakasmäärää. Samaan tulokseen päästään oikein sijoitetuilla ja toteutetuilla automaatioasemilla. Tutkimuksen mukaan lupaavaksi tekniikaksi jakeluverkkojen kehittämisessä on osoittautumassa 1000 V jänniteportaan ottaminen 400 V pienjännitteen lisäksi. 1000 V verkoilla voidaan korvata häiriöherkkiä 20 kV keskijänniteverkon lyhyitä, alle viiden kilometrin pituisia haarajohtoja ja haarajohtojen jatkeita, missä siirrettävät tehot ovat pieniä. Uudessa jakelujärjestelmässä sähkö tuodaan 1000 V jännitteellä lähelle asiakasta, jossa jännite muunnetaan normaaliksi asiakkaille soveltuvaksi 400/230 V jännitteeksi. Edullisuus perustuu siihen, että rakentamisessa käytetään samoja pienjännitejohtoja kuin asiakkaille menevässä 400 V pienjänniteverkossa. 1000 V jakelutekniikassa sekä investointikustannukset että ylläpitokustannukset ovat pienemmät kuin perinteisessä 20 kV ilmajohtotekniikassa. 1000 V johdot säästävät maisemaa, sillä ne eivät tarvitse leveää johtokatua kuten 20 kV keskijännitejohdot. 1000 V verkkojen käyttö soveltuukin erityisesti vapaa-ajanasuntojen sähköistykseen herkissä ranta- ja järvimaisemissa. 1000 V verkot mahdollistavat kaapeliauraamisen lisäämisen ja näin voidaan vähentää ympäristöä haittaavien kyllästettyjen pylväiden käyttöä. 1000 V jakeluverkkojen osalta tutkimustyön tuloksia on sovellettu suomalaisessa Suur-Savon Sähkö Oy:ssä. Käytännön kokemuksia 1000 V jakelujärjestelmästä on useista kymmenistä kohteista. Tutkimustulokset osoittavat, ettei keskijänniteverkon maakaapelointi hajaasutusalueilla ole taloudellisesti kannattavaa nykyisillä keskeytyksistä aiheutuvilla haitta-arvoilla, mutta jos keskeytyskustannusten arvostus kasvaa, tulee kaapelointi kannattavaksi monissa paikoissa. Myös myrskyisyyden ja myrskyistä aiheutuvien jakelukeskeytysten lisääntyminen tekisi kaapeloinnista kannattavan. Tulevaisuudessa jakeluverkkojen rakentaminen on entistä monimuotoisempi tehtävä, jossa taloudellisuuden ja käyttövarmuuden lisäksi on huomioitava asiakkaat, omistajat, viranomaiset ja ympäristö. Tutkimusta jakelutekniikan kehittämiseksi tarvitaan edelleen. Tulevaisuuden osalta haja-asutusalueiden jakeluverkkojen kehittämiseen liittyy paljon epävarmuuksia. Hajautetun kiinteistökohtaisen sähköntuotannon lisääntyminen voi tehdä jakeluverkoista nykyistä tarpeettomampia, mutta esimerkiksi liikenteen sähköistyminen voi kasvattaa jakeluverkkojen merkitystä. Tästä syystä jakeluverkkojen rakentamisessa tarvitaan joustavuutta, jotta tarvittaessa voidaan helposti sopeutua erilaisiin kehityssuuntiin.

Energiantuotantovaihtoehtojen vertailu, Jousenpuiston uusi asuinalue

Tämän diplomityön tavoitteena oli vertailla paikallisia energiantuotantovaihtoehtoja eri-tyisesti lämmöntuotantoon painottuen. Tarkastelu sovitettiin uuden matalaenergiarakentamista vastaavan kerrostaloasuinalueen tarpeisiin. Näkökulmana olivat sekä taloudellisuus että hiilidioksidipäästöt. Yksityiskohtaisemman tarkastelun kohteena olivat maalämpö, alueellinen biolämpölaitos sekö alueellinen pien-CHP-laitos. Perusvaihtoehtona tutkittiin kaukolämpöä. Kaikkiin vaihtoehtoihin kuului myös kapasiteetiltaan rajoitettu jäähdytys. Tulosten mukaan kokonaistaloudellisin vaihtoehto oli maalämpö yhdistettynä kaukolämpöön. Tässä vaihtoehdossa peruslämpö tuotetaan maalämmöllä, mutta huippu-lämpöön sekä käyttöveden lämmitykseen käytetään kaukolämpöä. Ratkaisulla saadaan aikaan myös päästövähennyksiä kaukolämpöön verrattuna. Tulosten mukaan pienimmät päästöt olivat pien-CHP-biovoimalaitoksella. Toisaalta nykyisillä sähkön myyntihinnoilla pienimuotoinen yhdistetty sähkön ja lämmön tuotanto ei pysty kilpailemaan kustannusrakenteensa puolesta muiden tutkittujen vaihtoehtojen kanssa.

Koelentotoiminnan tuloksellisuusarviointi TX-projektissa

Tutkimuksen päämääränä oli määrittää koelentotoiminnan (uuden konetyypin evaluaatiot ja uuden konetyypin vastaanotot) tuloksellisuusarviointi TX-projektissa tapaustutkimuksena. Koelentotoiminnan tuloksellisuuden määrittäminen valitussa tapauksessa vaati koelentotoiminnan ja tuloksellisuuden määrittämisen ennen tapauksen aineiston analyysiä. Tuloksellisuuden määrittäminen tehtiin mukaillen valtionhallinnon tuloksellisuusprisman määrittelyjä. Tutkimuksen avulla on voitu määrittää kuinka tuloksellista koelentotoiminta oli TX-projektin lentoevaluaatioissa ja vastaanotoissa. Tuloksellisuuden määritetyt osa-alueet olivat koelentotoiminnan laatu ja tehokkuus, koelentotoiminnan vaikuttavuus, Koelentotoiminnan taloudellisuus sekä koelentokoulutuksen ylläpito ja kehittäminen. Koelentotoiminta oli kokonaisuutena arvioiden erittäin tuloksellista TX-projektissa. Määrittelemieni tuloksellisuuden osa-alueiden mukaisesti toiminta oli pääsääntöisesti tehokasta ja laadukasta muutamia poikkeuksia lukuun ottamatta. Lisäksi toiminnalla saavutettiin erittäin suuri vaikuttavuus sekä evaluaatiovaiheessa, että vastaanottovaiheissa ja toiminta oli taloudellisesti erittäin kannattavaa Ilmavoimien kannalta ajateltuna. Tutkimuksen perusteella nähtiin lisäksi, että nykyaikana ja erityisesti tulevaisuuden edelleen teknistyvässä sotatekniikan maailmassa on erittäin tärkeää, että hankkeisiin osallistuu koulutettu henkilöstö, joka osaa evaluoida ja vastaanottaa uusia lentokoneita ja asejärjestelmiä.

Taloudelliset autojen hallintaratkaisut etelä-kymenlaakson ammattiopistossa

Työn tavoitteena oli selvittää Etelä-Kymenlaakson Ammattiopiston autokannan kokonaistila, ongelmat, taloudellisuus ja esittää selvitettyjen tietojen perusteella parannusehdotuksia. Tietojen kerääminen tapahtui pääosin haastattelemalla organisaation henkilöitä sekä tukeutumalla saatavilla olevaan teoria-aineistoon. Työn tuloksena saatiin selville autokannan karkea euromääräinen vuotuinen kokonaiskuormitus, nykytilan ongelmat ja autokaluston uudelleenmitoituksen tarve. Tulosten perusteella tehtiin kehittämisehdotukset, joissa ehdotettiin yksikkökohtaisia ajojärjestelijöitä sekä pääajojärjestelijää Etelä- Kymenlaakson ammattiopistolle. Yksikkökohtaisen ajojärjestelijän vastuualueeksi määriteltiin sekä kaikki oman yksikön autot että osastojen autot. Pääajojärjestelijälle määriteltiin kaikkien yksiköiden ajojen seuranta, organisointi sekä autokaluston huollosta vastaaminen. Työssä otettiin myös kantaa Leasing- kaluston kannattavuuteen ja suunnitteilla olevaan GPS- järjestelmään. Nykyisten sopimusten ja ajomäärien valossa leasingkalusto todettiin kannattamattomaksi. GPS- paikannusjärjestelmästä ehdotettiin sen asentamista vain osaan autoista kustannusten säästämiseksi.

Ekologisuuden merkitys julkisissa hankinnoissa

Ilmastonmuutos, ympäristön saastuminen sekä luonnonvarojen ehtyminen lukeutuvat voimakkaimpiin taustalla vaikuttaviin tekijöihin, joiden vuoksi ympäristönäkökohdat ovat nousseet yhä voimakkaammin esille julkisissa hankinnoissa. Julkisten hankintojen tekijät ovat velvoitettuja huomioimaan talouden ohella myös ympäristönäkökohdat. Suuren ostovolyyminsa vuoksi julkinen sektori voi toimia suunnannäyttäjänä ympäristöä säästävien hankintojen toteuttajana. Tämä Pro gradu –tutkielma kartoittaa ekologisten hankintojen merkitystä suomalaisissa kunnissa vuonna 2016. Tavoitteena on selvittää mitä julkisten hankintojen ekologisuus kunnille merkitsee, miten ekologisuus näkyy hankintaprosessissa sekä mitkä tekijät ovat ekologisten hankintojen esteenä ja mitkä tekijät puolestaan kannustavat kuntia tekemään ekologisia hankintoja. Tutkimuksen tuloksena selvisi, että kunnat suhtautuvat ekologisuuteen hankinnoissa varsin positiivisesti ja ennen kaikkea ympäristönäkökohdat koetaan tärkeänä osana hankintoja. Ympäristönäkökohtien huomioiminen hankintaprosessissa koetaan kuitenkin melko vaikeaksi. Erityisesti tiedon puute, hinta ja taloudelliset resurssit vaikeuttavat ekologisten hankintojen toteutusta. Positiivisesti ympäristönäkökohtien huomioimiseen hankinnoissa puolestaan vaikuttavat henkilöstön osaaminen, taloudellisuus ja lainsäädäntö.

Energiaomavarainen kylä

Tämän kandidaatintyön tavoitteena on tehdä yleiskatsaus energiaomavaraisista kylistä. Olemassa olevien energiaomavaraisten kylien tarkasteluun on valittu Sakan Feldheim ja Wildpoldsried sekä Tanskan Samsø. Suomen olosuhteiden tarkasteluun on valittu Parikkala. Aluksi tutustutaan kylien energiantuotantoon tilastojen perusteella, minkä jälkeen vertaillaan kyliä keskenään ja pohditaan syitä energian tuoton eroille. Feldheimissä suurin omavarainen energialähde on tuulivoima, Wildpoldsriedissä tuuli-voima ja Samsøssa poltettava biomassa. Parikkalan idealisoidussa energiantuotantoti-lanteessa, missä energiaa tuotettaisiin ainoastaan uusiutuvalla energialla, jakautuisi energiantuotanto melko tasaisesti puupolttoaineiden, peltobiomassan sekä tuulivoiman kesken. Alueen sijainti vaikuttaa saatavilla oleviin energialähteisiin sekä energiantarpeeseen. Esimerkiksi Tanskan ja Saksan maaperä soveltuu paremmin viljelyyn ja ilmasto on lämpimämpi kuin Suomessa. Energian tuotanto ei aina ole suoraan sidoksissa asukaslukuun esimerkiksi myynnistä johtuen. Energiaomavaraisuuteen päätymiseen vaikuttavat taloudellisuus ja asenteet. Uuteen teknologiaan ei välttämättä vielä luoteta riittävästi varsinkaan, jos vanhoilla voimalaitoksilla pärjää vielä hyvin. Käytössä olevien voimaloiden käytöstä poisto voi olla epätaloudellista ja energiaomavaraisuushankkeet laajoja. Energiaomavaraisuudella ja sen aiheuttamalla hajautetulla energiantuotannolla on kuitenkin työllistävä vaikutus ja mahdollisuus taloudellisiin hyötyihin.