Sähkön tuotanto, varastointi ja kulutus perustuvat yhä useammin tasavirtaan, ja tasavirran siirto tarjoaa useita teknisiä ja taloudellisia etuja – erityisesti ympäristöissä, joissa on suuria tehontarpeita.
Bothnia Green Energy -hankkeessa on tutkittu tasavirtaratkaisujen potentiaalia osana hankkeen teknologista kehitystyötä. Keväällä 2025 AFRY toteutti teknillis-taloudellisen esiselvityksen, jonka tavoitteena oli arvioida paikallisten tasavirtaverkkojen edellytyksiä kahdessa käytännön sovelluksessa: Umeå Parkering AB:n pysäköintitalossa sekä teollisessa latauksessa Alholmen Industrial Parkissa Pietarsaaressa.
Selvityksessä tarkasteltiin, miten tasavirtaratkaisuja voidaan soveltaa eri konsepteihin ja mitä etuja ne tarjoavat verrattuna perinteisiin vaihtovirtaratkaisuihin – erityisesti sähköajoneuvojen energian- ja tehonsyötössä.
Tulokset koostuvat kahdesta osasta:
- Avoin Excel-pohjainen laskentatyökalu, jolla käyttäjä voi syöttää omat lähtötietonsa ja vertailla DC- ja AC-ratkaisujen suorituskykyä ja taloutta. Työkalu mahdollistaa myös esim. aurinkovoimaloiden ja akkuvarastojen mitoittamisen optimoinnin.
- Raportti, jossa analyysi ja tutkimuskysymykset esitellään laadullisesta näkökulmasta. Raportti on avoimesti kaikkien tutustuttavissa.
Keskeiset havainnot esiselvityksestä:
- Korkeampi järjestelmätehokkuus – DC-järjestelmillä voidaan vähentää energiahäviöitä 2–5 prosenttiyksikköä verrattuna AC:hen, ja aurinkoenergian varastoinnissa akkuun häviöt voivat jopa puolittua.
- Suurin hyöty raskaassa latauksessa – Teollisuusalueen tapauksessa korkea energiankulutus tekee DC-ratkaisuista pitkällä aikavälillä kustannustehokkaampia, erityisesti raskaassa liikenteessä ja teollisuuden ajoneuvoissa.
- Taloudellisesti samankaltainen pienillä kuormilla – Pysäköintitalon tapauksessa DC- ja AC-ratkaisujen välinen ero on pieni, mutta DC helpottaa tulevaa laajentamista ja aurinkoenergian integrointia.
- Aurinkosähkön integrointi hyötyy – DC-järjestelmä välttää tarpeettomia muunnosvaiheita, lisää aurinkoenergian omaa käyttöä ja lyhentää takaisinmaksuaikaa.
- Skaalautuvuus ja toimintavarmuus – DC-verkko on helposti laajennettavissa, tasapainottaa kuormia automaattisesti ja takaa vakaan toiminnan myös suurilla kuormituksilla.
Keskeiset käsitteet
- DC (Direct Current / Tasavirta) – Virta, joka kulkee jatkuvasti samaan suuntaan, esim. akuissa ja aurinkopaneeleissa.
- AC (Alternating Current / Vaihtovirta) – Virta, joka vaihtaa suuntaa useita kertoja sekunnissa (Pohjoismaissa 50 Hz), sähkönsiirron standardi.
- LCOE (Levelized Cost of Energy) – Keskimääräinen kustannus per tuotettu kWh laitoksen elinkaaren aikana, sisältäen investoinnit ja käytön.
- Keskusinvertteri – Suurempi yksikkö, joka muuntaa tasavirtaa vaihtovirraksi tai päinvastoin ja jota voi käyttää useampi toiminto.
- Muunnosvaihe – Kun sähköä muutetaan AC:sta DC:hen tai toisinpäin tai eri jännitetasojen välillä; jokainen vaihe aiheuttaa pieniä energiahäviöitä.
Tulokset vahvistavat hankkeen alkuperäisen oletuksen: tasavirta tarjoaa vahvoja perusteita tulevaisuuden latausinfrastruktuurille, erityisesti ympäristöissä, joissa on korkea tehontarve.
Bothnia Green Energy -hankkeen seuraava vaihe on arvioida esiselvityksen tulokset, tehdä tarvittavat johtopäätökset ja tunnistaa konkreettisia sovelluskohteita, joissa tasavirtatekniikka voi edistää energiansäästöjä ja vahvistaa sähköjärjestelmää.
