Improving monitoring and maintenance of battery energy storage systems through a cloud-based IoT service

Abstract

Akkupohjaisten varastointijärjestelmien yleistyminen on lisännyt tarvetta kehittyneille etävalvonta- ja huoltoratkaisuille, sillä järjestelmien monimutkaisuus, toimintavarmuusvaatimukset ja akun elinkaaren hallinta edellyttävät tarkkaa ja jatkuvaa tiedonkeruuta. Pilvipohjainen esineiden internet -järjestelmä on tässä keskeinen osa, mutta sen kykyä tukea ennakoivaa huoltoa, raportointia ja elinkaaren hallintaa ei ole aiemmin tutkittu. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, miten tämä järjestelmä voi parantaa akkupohjaisten varastointijärjestelmien valvontaa ja huoltoa, mitä tietoja järjestelmä tuottaa tällä hetkellä ja mitä kehitystarpeita liittyy akkupohjaisten varastointijärjestelmien suorituskyvyn raportointiin ja asiakasarvon vahvistamiseen.

Työ toteutettiin kahdessa vaiheessa. Kirjallisuuskatsauksessa koottiin teoreettinen viitekehys akkuenergian varastointijärjestelmien toiminnalle, seurannalle ja huollolle sekä analysoitiin alan tutkimuksessa esiin nousseita trendejä, kuten ennakoivaa analytiikkaa ja digitaalisten palveluiden merkitystä. Empiirisessä osassa pilvipohjaista IoT-järjestelmää tutkittiin järjestelmädokumentaation, havainnoinnin ja henkilöstöhaastattelujen avulla. Haastattelujen tavoitteena oli syventää ymmärrystä huoltotarpeista ja raportoinnin kehittämismahdollisuuksista sekä tunnistaa asiakasarvoon vaikuttavia tekijöitä. Haastattelujen teemat muodostettiin kirjallisuuskatsauksen ja alustavan järjestelmäanalyysin perusteella. Empiiriset tiedot analysoitiin temaattisen analyysin avulla. Analyysissä keskityttiin erityisesti järjestelmäarkkitehtuuriin, kerättyihin mittaussignaaleihin, toimintaprosesseihin, raportointikäytäntöihin ja käyttäjien havaitsemiin rajoituksiin.

Tulokset osoittivat, että järjestelmä tukee tehokkaasti perusvalvontaa, hälytysten seurantaa ja vianmääritystä, mutta sen toiminnallisuudet keskittyvät kuvailevaan ja diagnostiseen analytiikkaan. Merkittäviä puutteita havaittiin datan kattavuudessa, pitkän aikavälin trendianalyysissä, käyttöliittymän selkeydessä ja raportointiprosessin automatisoinnissa. Kirjallisuuskatsaus, haastattelut ja järjestelmän havainnointi korostivat tarvetta laajemmalle signaalivalikoimalle, jotta järjestelmä voisi tukea ennakoivaa kunnossapitoa ja luotettavampaa elinkaarianalyysiä.

Yhteenvetona voidaan todeta, että tutkimus osoitti järjestelmän tarjoavan vahvan perustan akkuenergian varastointijärjestelmien etävalvonnalle, mutta parantamisen varaa on erityisesti tietojen kattavuudessa, analytiikkakyvykkyyksissä, käyttöliittymässä ja automatisoidussa raportoinnissa. Järjestelmän jatkokehitys voisi mahdollistaa ennakoivan analytiikan, parantaa käytettävyyttä ja tehokkuutta sekä lisätä asiakasarvoa tarjoamalla läpinäkyvää, reaaliaikaista ja automatisoitua suorituskykyraportointia.