Säätövoima

Kohteesta Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun

Säätövoima sähköntuotannossa erityistä tai yleistä mielekkäästi säädettävissä olevaa tuotantokapasiteettiä. Sitä tarvitaan jatkuvasti pitämään sähkönkulutus ja -tuotanto tasapainossa eli käytännössä pitämään sähköverkko toiminnassa. Säätövoiman tarve johtuu toisaalta kulutuksen, toisaalta tuotannon vaihteluista. Sähköntuotantomuodot, kuten tuulivoima ja aurinkovoima, jotka seuraavat suoraan muuttuvia luonnonolosuhteita, vaativat suhteessa runsaasti säätövoimaa. Jopa koko tehonsa verran. Säätövoiman järjestäminen on kaikkien sähköverkkojen ongelma.

Sähköverkon ohjaus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Sähkötuotannon säädössä pyritään pitämään jännite ja taajuus säädetyissä rajoissa. Väärät jännitteet ja taajuudet voivat vahingoittaa kuluttajien laitteistoja. Sähköverkon tasolla kiinnitetään huomiota taajuuteen. Taajuuden pudotessa alle 50 hertsin kulutus on tuotantoa suurempaa ja taajuuden noustessa yli 50 hertsiin tuotanto on kulutusta suurempaa. Sallittu vaihteluväli on 49,9–50,1 Hz. Osa kuormasta on riippumatonta taajuudesta, esimerkiksi vastukset ja lamput. Vaihtosähkömoottorit sen sijaan ovat riippuvaisia taajuudesta ja taajuuden laskiessa niiden tehonkäyttö laskee pienentäen verkon kuormaa. Tästä käytetään nimitystä luonnollinen säätövoima. Voimalaitosgeneraattoreissa on myös automaattiset järjestelmät pitämään pyörimisnopeus vakiona. Generaattoritasolla automaattinen säätö pudottaa koneen pois verkosta, jos se ei pysy sallituissa vaihteluväleissä. Automaattiset säädöt ovat nopeita, mutta niilläkin on viiveensä ja suurissa kuormanvaihtelutilanteissa kuluttaja saattaa huomata lamppujen välähtämisen.

Suomen sähköverkko[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Suomessa säätövoimana käytetään vesivoimaa, kaasuturbiinivoimalaitoksia ja Venäjältä tasavirtana tuotavaa sähköä. Lisäksi käyttövarmuuden ylläpitoon käytetään yllättävissä tilanteissa taajuusohjattuja häiriöreservejä, joita ovat voimaloiden pätötehoreservit, kaasuturbiinit sekä irtikytkettävät kuormat.[1]

Tilannetta, jossa sähkön tuotanto ja tuonti eivät riitä kattamaan kulutusta, kutsutaan tehopulaksi. Suomen kantaverkkoyhtiö Fingrid on määritellyt toimintansa tehopulassa kolmiportaisella asteikolla:[2]

  • Kiristynyt tehotilanne: sähkömarkkinatoimijoita pyydetään varautumaan tilanteeseen.
  • Tehopula: Fingrid joutuu käynnistämään tehoreservejä kuten kaasuturbiinit.
  • Vakava tehopula: kaikki reservit käytössä, Fingrid ryhtyy rajoittamaan kulutusta.

Pohjoismainen sähköverkon säätökapasiteetti[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pohjoismaiden yhteisen sähköverkon Nordelin tasolla säätösähkölle on omat markkinansa. Nordelissä on säätövoimaksi katsottua sähköntuotantoreserviä vähintään 6000 MW/Hz, josta Suomen osuus 1410 MW/Hz. Taajuusohjatun käyttöreservin kokonaismäärä Nordelissa on vähintään 600 MW, jonka tulee aktivoitua +0,1 hertsin poikeamalla noin kahden minuutin kuluessa. Nopean taajuusohjatun häiriöreservin kokonaismäärä on vähintään 1000 MW, josta tulee aktivoitua -0,5 hertsin taajuuspoikkeamalla 5 sekunnin sisällä puolet ja 30 sekunnin kuluessa kaikki. Nopeita reservejä on kaikissa pohjoismaissa vähintään suurimman tuotantoyksikön verran.[3]

Pumppuvoimalaitos[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

2016 tyyppillisin säätövoiman ja sähkönvarastointitapa on pumppuvoimalaitos. Pumppuvoimalaitoksessa pumpataan vettä öisin korkealla sijaitseviin altaisiin, josta sitä sitten päivisin suuremman kulutuksen aikana lasketaan voimalaitoksen läpi sähköverkon säädön tarpeisiin.

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]