Karelian hallinnoiman Kommunikoiva energia -hankkeen yhtenä keskeisenä tavoitteena on pilotoida energiayhteisöihin liittyviä digitaalisia palveluratkaisuja oikeassa toimintaympäristössä. Vuoden 2021 joulukuussa etsittiin sopivia pilottikohteita yhteistyössä Pohjois-Karjalan Sähkönsiirto Oy:n ja Pohjois-Karjalan Sähkönmyynti Oy:n edustajien kanssa. Pohjois-Karjalan Sähkön verkkoalueelta löytyi sopiva kohde Tohmajärveltä, ja hanke lähti selvittämään kohteen mahdollisuutta osallistua pilotointiin. Kohde on rivitaloyhtiö, jonka omistaa Tohmajärven kunta ja jota isännöi OP-Isännöinti Oy. Neuvottelut Tohmajärven kunnan sekä OP-Isännöinnin edustajien kanssa olivat erinomaiset ja he lähtivät mielellään pilotoinnin toteutukseen mukaan.
Pilotoinnin kohteena olevassa taloyhtiössä on kaksitoista asuntoa. Energiaa taloyhtiössä tuotetaan 12 kW:n aurinkosähköjärjestelmän ja maalämmön avulla. Pohjois-Karjalan Sähkönsiirto Oy:n toimesta pilotoitavaan taloyhtiökohteeseen vaihdettiin uuden sukupolven Kamstrup OMNIA -sähkömittarit, joiden toimivuutta tullaan myös pilotin aikana testaamaan ja todentamaan.
Digitaalinen sovellus energiayhteisön tiedonkeruuseen ja hallinnointiin
Kommunikoiva energia -hankkeessa on toiminnan alusta lähtien aloitettu kehittämään energiayhteisöille soveltuvaa digitaalista alustaa. Tarkoituksena on kehittää erilaisten energiayhteisöjen käyttöön kustannustehokas, yksinkertainen ja yhteisöllinen reaaliaikainen energiatiedon jako- ja hallintapalvelu. Energiayhteisösovelluksen tarkoituksena on kerätä kiinteistöjen energiantuotanto ja -kulutustietoja energiamittareiden olemassa olevien väyläratkaisuiden ja rajapintojen avulla. Kerätyt tiedot lähetetään Microsoft Azure -pilvipalveluun jatkohyödyntämistä varten. Sovelluksen kehittäminen ja testaaminen on toteutettu yhteistyössä Digital Twin -hankkeen sekä Karelia-amk:n UEF:in ICT-opiskelijoiden kanssa.
Energiayhteisösovelluksen ja siihen liittyvän tiedonkeruulaitteiston toimivuutta sekä soveltuvuutta kehitettiin ja testattiin ensin hankkeen projektiasiantuntija Ville Kuittisen omassa kiinteistössä. Kuittisen kiinteistössä on PKS:n asentama uuden sukupolven Kamstrupin sähkömittari sekä aikaisemmin Solarworks Oy:n asentama 3,7 kWp:n aurinkosähköjärjestelmä. Näiden testausten perusteella valittiin soveltuvat menetelmät ja laitteistot taloyhtiöpilotointiin.
Tohmajärven pilotoinnin aluksi taloyhtiön asukkaita tiedotettiin meneillään olevasta hankkeesta ja siihen liittyvästä pilotoinnissa, jonka jälkeen asukkailta kysyttiin kiinnostusta sekä lupaa seurata heidän kulutustaan pilotointi- ja tutkimustarkoituksessa. Sovellukseen tuleva tieto on anonymisoitu eikä yksittäisiä asuntoja voida yhdistää tiettyyn kulutustietoon. Taloyhtiön asukkaista puolet lähti pilotointiin mukaan. Seuraavaksi taloyhtiön kiinteistön sähkömittariin sekä pilotointiin osallistuvien asukkaiden sähkömittareihin liitettiin tiedonkeruujärjestelmä, joka kerää dataa energiayhteisösovellukseen erillisten sovittimien kautta sähkömittareista. Kulutustietojen lukeminen tapahtuu Raspberryn usb-väylään kytketyllä sovitinjohdolla.
Energiayhteisösovelluksen tarkoituksena on muodostaa helppotajuinen kokonaiskuva yhteisön energian tuotannosta ja kulutuksesta sekä kiinteistön ja yksittäisten yhteisön jäsenten energian kulutuksesta. Mikäli yhteisön oma tuotanto on enemmän kuin kiinteistön oma kulutus, sovellus mahdollistaa ylijäämän jakamisen asuntojen kesken tai sen myynnin valtakunnan verkkoon. Auringon tuottaman sähkön jakaminen asuntojen kesken tapahtuu sovellukseen määritellyllä jakosuhteella, jota voidaan muuttaa yhteisön tarpeiden mukaisesti. Mikäli kiinteistön ja asuntojen kulutus on vähäisempää kuin tuotanto, lasketaan yhteisön jäsenten ylijäämät mittausjakson aikana yhteen ja yhteisö myy sen yhtenä kokonaisuutena. Vaihtoehtoisesti voidaan asuntokohtainen ylijäämäsähkö myydä suoraan myös asunnonhaltijan oman sähkösopimuksen kautta.
Mikäli yhteisön oma tuotanto on enemmän kuin kiinteistön oma kulutus, sovellus mahdollistaa ylijäämän jakamisen asuntojen kesken tai sen myynnin valtakunnan verkkoon.
Sovelluksen valttina reaaliaikaisuus ja monipuoliset taustatiedot
Kehitetyn energiayhteisöalustan vahvuus on sen reaaliaikaisuus. Reaaliaikainen järjestelmä kertoo tuotannon kulutuksen sekä myös energiasääennusteen. Energiasääennuste saadaan sovellukseen Ilmatieteen laitokselta. Energiayhteisösovelluksen tiedon reaaliaikaisuus tekee yhteisön toiminnasta läpinäkyvämpää sekä lisää tietoisuutta omasta kulutuksesta ja parhaimmillaan ohjaa energiatehokkaampaa kulutukseen sekä energiansäästöön. Sovellus ohjaa myös kuluttamaan energiaa energiasääennusteen mukaan, jolloin auringon tuotannosta saadaan enemmän irti. Lisäksi sovellukseen on mahdollista ladata sähkön hintaennuste, mikä on myös omiaan ohjaamaan kulutusta.
Ensimmäinen energiayhteisösovelluksen versio toimii suurimmilta osin kuten on suunniteltu, ja sovelluksen sekä siihen liittyvien komponenttien kustannukset ovat olleet hyvin maltillisia. Alhaiset kokonaiskustannukset lupaavat myös hyvää kokonaisuuden jatkohyödynnettävyyden, käyttöönoton sekä laajemman käytettävyyden näkökulmasta.
Kehitystyö sovelluksen parantamiseksi jatkuu –uusia pilottikohteita kartoitetaan
Sovellusta kehitetään aktiivisesti mm. Pohjois-Karjalan Sähkön ja muiden toimijoiden kanssa. Seuraavina kehitysaskelina on lisätä sovelluksen käytettävyyttä, tietoturvaa sekä parantaa visuaalista ilmettä. Jatkokehitysaskelina on myös ns. ”naapurihyvityksen” lisääminen ja todentaminen. Naapurihyvityksellä voisi tasata tuotantoa naapureiden kesken, mikäli yhden yhteisön jäsenen sähkönkulutus on hyvin vähäistä esimerkiksi pidemmän poissaolon takia. Tässä tapauksessa olisi kannattavaa jakaa kyseisen yhteisön jäsenen osuus omavaraisesti tuotetusta sähköstä muille energiayhteisön osakkaille. Myös energiavarastojen, kulutuksenohjauksen ja kulutusjouston liittäminen sovellukseen ainakin simulaation tasolla on mahdollista. Energiavarastoilla voitaisiin lisätä energiayhteisöjen omavaraisuutta, hyödyntää halvempaa sähköenergiaa sekä osallistua kulutusjoustoon. Kulutuksenohjauksen avulla voidaan ylimääräistä tuotettu aurinkoenergiaa ohjata haluttuun kulutuspisteeseen, kuten esimerkiksi vesivaraajaan. Kulutusjoustoa voitaisiin taas hyödyntää vastuksien, energiavarastojen ja etäohjattavien sähkölaitteiden osalta.
Jatkokehitysaskeleena on myös ns. ”naapurihyvityksen” lisääminen sovellukseen. Naapurihyvityksellä voisi tasata tuotantoa naapureiden kesken, mikäli yhden yhteisön jäsenen sähkönkulutus on hyvin vähäistä esimerkiksi pidemmän poissaolon takia.
Energiayhteisöjen hyvityslaskenta tulee valtakunnallisesti käyttöön vuoden 2023 aikana, kun se toteutetaan osana valtakunnallista tiedonvaihtojärjestelmää Datahubia. Aluksi hyvityslaskenta datahubissa perustuu historiatietoon, jota käytetään myöhemmin laskutuksen ja hyvitysten perustana. Kommunikoiva energia -hankkeen energiayhteisöalusta eroaa datahubista siten, että tieto on saatavilla reaaliaikaisesti yhteisön käyttöön. Datahubin tapaan energiayhteisösovellukseen tallentuu myös historiatietoa.
Hankeen edetessä tarkoituksena on myös etsiä lisää pilottikohteita sovelluksen testaamiseksi sekä käyttökokemuksien saamiseksi laajemmin erilaisista kohteista. Alustavaa kiinnostusta onkin herännyt eri toimijoiden keskuudessa, ja olemme jo saaneet muutamia kyselyitä sovelluksen hyödyntämisestä muissakin taloyhtiökohteissa.
Kirjoittajat:
Kim Blomqvist, projektiasiantuntija, Karelia-ammattikorkeakoulu
Ville Kuittinen, projektiasiantuntija, Karelia-ammattikorkeakoulu
Kaisa Varis, tietoasiantuntija, Karelia-ammattikorkeakoulu