UPS-järjestelmät datakeskuksissa – varavoiman lisäksi taustatukea sähköverkoille

Uusiutuvaan energiantuotantoon liittyy ominaisuus, että sen saatavuus riippuu paljolti olosuhteista, kuten tuulen ja auringon määrästä. Samalla sähköverkkojen kuormitus lisääntyy kovaa vauhtia, jolloin myös verkon vakauteen liittyvät haasteet kasvavat. Koska tuotannon nopeat vaihtelut täytyy pystyä tasaamaan kulutuspuolella yhtä nopeasti, monella toimialalla kysyntäjousto nousee ajankohtaiseksi aiheeksi.

Eaton Oy:n liiketoiminnan kehitysjohtaja Jussi Vihersalo kertoi Energiablogille, kuinka jatkuvaa sähkönsyöttöä vaativissa kohteissa käytettävät varavoimajärjestelmät eli ns. UPS:it (Uninterruptible Power Supply) toimivat, miten ne osaltaan vahvistavat sähköverkon vakautta ja kuinka niitä voidaan jopa hyödyntää osana reservimarkkinoita.

Mistä UPS-järjestelmissä on kyse?

UPS-järjestelmä on laitteisto, joka varmistaa sähkönsyötön katkeamattomuuden kriittisissä kohteissa, joissa yllättävä sähkökatko voi aiheuttaa keskeytyksen kriittiseen prosessiin tai vaarantaa jopa potilasturvallisuuden. Kun verkon jännitteessä tapahtuu heilahtelua tai sähkökatko, UPS reagoi välittömästi ja varmistaa katkeamattoman sähkönsaannin akkujen avulla, kunnes generaattorit tai muut varajärjestelmät käynnistyvät.

– "Datakeskusten serverit eivät kestä edes 20 millisekunnin katkoa ilman, että järjestelmä putoaa alas. UPS-järjestelmän avulla varmistetaan, että sähkökatkot tai sähkönlaadun vaihtelut eivät häiritse käyttökohteen kriittisiä toimintoja", Vihersalo kertoo.

Järjestelmän kaksinkertainen rooli – sähköverkon tuki ja varavoima

Perinteisesti UPS-laitteiden rooli on ollut suojata kuormaa sähkönjakelun häiriöiltä. Eaton on samalla lähtenyt kehittämään laitteitaan sellaisiksi, että niiden avulla UPS-järjestelmiä ja niihin kytkettyjä akustoja voidaan käyttää myös sähköverkon tukemiseen.

– "Esimerkiksi datakeskuksissa on valtava määrä tehoelektroniikkaa ja akustoja, jota voidaan käyttää sähköverkon vakauttamiseen. Kehittämämme teknologian ansiosta UPS voi toimia nopeana häiriöreservinä, mikä auttaa vakauttamaan verkon taajuutta silloin, kun kulutuksen ja tuotannon välillä on poikkeamia."

Kun sähköverkon taajuus putoaa esimerkiksi suuren voimalaitoksen vikatilanteessa, UPS-järjestelmä voi nopeasti vapauttaa akkujen sisältämää energiaa verkkoon. Vaihtoehtoisesti järjestelmä voi myös vähentää kulutusta verkosta. Nämä piirteet tekevät järjestelmästä erityisen arvokkaan osan taajuuden säätömarkkinoita (FCR) ja häiriöreservejä (FFR).

– "UPS toimii kuin verkon iskunvaimennin. Se reagoi sekunnin murto-osassa ja tasapainottaa taajuutta, kunnes hitaammat varavoimajärjestelmät, esimerkiksi kaasulaitokset, saadaan käyntiin", Vihersalo kertoo.

UPS-järjestelmät ja puhdas siirtymä

Uusiutuvan energian, kuten tuuli- ja aurinkoenergian, osuus sähköntuotannossa on kasvussa, vaikka edellä mainitut energiantuotantomuodot riippuvatkin voimakkaasti vallitsevista sääolosuhteista. Tämä aiheuttaa haasteita verkon vakaudelle.

– "Perinteiset pyörivät massat, kuten hiilivoimalat, ovat hidastaneet taajuusvaihteluita. Kun hiilivoimaloista luovutaan osana puhdasta siirtymää, tarvitaan nopeampia reservejä – ja tässä UPS-järjestelmät ovat avainasemassa."

Eaton on toiminut edelläkävijänä teknologisessa kehityksessä. Yhtiö toi ensimmäiset verkkoon liitettävät UPS-laitteet markkinoille jo kahdeksan vuotta sitten, ja ensimmäinen järjestelmä on ollut käytössä Irlannissa vuodesta 2019 asti.

Järjestelmän hyödyt reservimarkkinoilla

UPS-järjestelmien hyödyntäminen sähköverkon tukemisessa on kokonaistaloudellisestikin tehokasta.

– "Jos UPS-järjestelmällä osallistutaan nopeaan häiriöreserviin (FFR), takaisinmaksuaika voi olla vain muutamia kuukausia. Pidemmän aikavälin markkinoilla, kuten FCR-N, takaisinmaksuaika voi olla muutama vuosi."

Vihersalon mukaan UPS-järjestelmät tarjoavat ainutlaatuisen yhdistelmän keskeytymätöntä sähkönsyöttöä, sähkönlaadun parantamista ja taloudellista hyötyä reservimarkkinoilta.

– "UPS-laitteet voivat olla osa puhtaan siirtymän ratkaisua. Samalla ne tekevät liiketoiminnasta kannattavampaa."

UPS-järjestelmien kasvava merkitys

Datakeskusten UPS-järjestelmät ovat paljon enemmän kuin vain varavirtaa, sillä ne voivat olla avainasemassa sähköverkon tasapainottamisessa ja puhtaan siirtymän mahdollistamisessa. UPS-järjestelmien hyödyntäminen verkon tukemisessa voi olla myös strategisesti järkevää, kun taajuusmarkkinat tarjoavat nopean takaisinmaksun ja sähköverkon vakaus vaatii nopeita ratkaisuja.

Jäämme mielenkiinnolla odottamaan, miten UPS-laitteiden hyödyntäminen yleistyy ja saadaanko tästä kaivattua apua sähköverkon kapasiteettiongelmiin puhtaiden energiamuotojen lisääntyessä. 

Energiajuristi.fi on Skyline Legal Oy:n tuottama palvelu ja verkkokauppa energia-alan toimijoiden tarpeisiin. Jos olet kiinnostunut yhteistyöstä, tuotteistamme tai haluat ehdottaa blogiimme kiinnostavaa aihetta, ota ihmeessä yhteyttä info@skylinelegal.fi.

Teksti:

Tomi Rantasaari (LinkedIn)

Lisätietoja:

Eaton.com