Sähkökatkoihin varautuminen

Abstract

Energiakriisin aiheuttama sähköpula on johtanut siihen, että yhteiskunnassa tulee varautua sähkönjakelun keskeytyksiin eli sähkökatkoihin. Tämä työ on toteutettu kirjallisuuskatsauksena, jossa perehdytään sähkökatkojen yleisyyteen, eri osa-alueisiin ja keskeytysten tilastollisiin tekijöihin. Tarkemmin paneudutaan eri yhteiskunnan toimijoiden varautumiskeinoihin ja menetelmiin. Tutkimuskysymykseksi muodostui: ”Miten yhteiskunnan eri osapuolet voivat varautua sähköjakelun keskeytyksiin?” Työ on jaoteltu siten, että aluksi käsitellään sähköjärjestelmien perusteita, jotta voidaan ymmärtää sähköjakelun keskeytyksien syyt. Lopuksi käsitellään kuinka katkokset vaikuttavat eri yhteiskunnan toimijoihin, erilaisiin varautumiskeinoihin ja tulevaisuuden näkymiin. Aineistoina on hyödynnetty eri verkkoyhtiöiden jakamia tietoja sähkönjakelun keskeytysten varautumistilanteista sekä erilaisia raportteja edellisistä keskeytyksistä, ja niiden varautumisten toimintamalleista. Työssä havaittiin, että sähkökatkot johtuvat yleisimmin avojohdoissa tapahtumissa vikaantumisissa, jotka johtuvat myrskyjen aiheuttamista tuhoista sekä lumi- ja jääkuormista. Avojohdoissa tapahtuu vikatilanteissa oiko- tai maasulku. Oikosulut syntyvät, kun sähköjohtimet joutuvat kosketuksiin toistensa kanssa esimerkiksi myrskyn seurauksena, kun taas maasulut johtuvat johtimien kosketuksesta maahan tai maadoitettuihin rakenteisiin. Tutkimuksesta käy ilmi, kuinka vuonna 2013 uudistetun sähkömarkkinalain myötä verkkoyhtiöt ovat alkaneet panostaa maakaapelointiin enemmän, välttääkseen pitkien keskeytysten aiheuttamia haittoja. Sähköverkot on suunniteltava ja ylläpidettävä siten, että sähkökatkokset myrskyjen tai lumikuormien vuoksi eivät kestä yli 6 tuntia taajamissa ja 36 tuntia muualla, lukuun ottamatta erityisen haastavia alueita kuten saaristoja. Sähköyhtiöillä on sähkömarkkinalain mukaan vuoteen 2036 asti aikaa päivittää verkot vastaamaan näitä vaatimuksia. Tutkimus osoittaa, että yleisin varautumiskeino sähkökatkojen varalle on usein UPS-laitteisto (engl. uninterruptible power supply, UPS). Se mahdollistaa keskeytymättömän sähkönsyötön, kun sähkönjakelu keskeytyy. Sähkönsyötön katketessa äkillisesti, järjestelmä vaihtaa automaattisesti energialähteeksi sisäisen akun, jolloin se ylläpitää jatkuvaa virransyöttöä laitteille. Sitä käytetään yleisesti suojamaan lämmitys- ja valaistusjärjestelmiä. Kotitalouksilla tärkein varautumiskeino on 72 tunnin kotivara, johon kuuluvat puhdas vesi, ruoka, lämpö, yhteys ulkomaailmaan ja ensiapuvalmius. Ilmastonmuutoksesta johtuvat muuttuvat olosuhteet, kuten lämpötilan nousu ja ukkosten lisääntyminen voivat vaikuttaa kielteisesti sähköverkkoon. Lämpötilan nousu vaikuttaa suoraan sähköverkon komponentteihin, kuten muuntajiin ja voimalinjoihin. Lämpötilan noustessa yhdysjohtojen siirtokapasiteetti laskee, sillä niiden terminen yläraja saavutetaan nopeammin. Tulevaisuuden innovaatioilla pyritään tekemään sähköverkosta kestävämpi ja älykkäämpi, jonka tarkoituksena on parantaa yleistä energiatehokkuutta sekä tarjoamaan keinoja vähentämään sähkökatkojen esiintymistä ja niiden kestoa.