IoT-ratkaisut mahdollistavat vesivoimaloille kustannustehokkaan tavan mitata ja kehittää toimintaansa
Vesivoima on merkittävä kotimainen, uusiutuva ja päästötön energiamuoto. Suomen yli 200 vesivoimalaitosta tuottavatkin noin 20 prosenttia kotimaisesta sähköntuotannosta. Koska kaikki Suomen luonnontilaiset vesistöt ovat suojeltu lailla, vesivoimaloiden toimintaan liittyy paljon asioita, joita täytyy pelkästään viranomaisten vaatimuksista jatkuvasti mitata.
Kaikkien vesivoimaloiden lupaehtojen vedenpintoja käsittelevissä määräyksissä edellytetään vesistön osien luonnonmukaisen pinnanvaihtelun noudattamista. Tästä syystä vesistöjen pinnamittaus on aina ollut keskeinen tehtävä kaikissa vesivoimaloissa. Näiden perinteisten mittausvelvoitteiden lisäksi kaikissa vesivoimalaitoksissa on toiminnan kehittämisen takia muitakin syitä tehdä jatkuvia olosuhdemittauksia.
LoRaWAN-verkko ja IoT-anturit ovat edullinen tapa mitata
Kun aikaisemmin vedenpinnanmittaus oli manuaalista tai perustui esim. mobiiliteknologiaan, haasteeksi muodostui usein mittalaitteiden tai tiedonsiirron suuri energiankulutus ja mittaamista varten piti varmistaa sähkönsyöttö tavalla tai toisella. Ratkaisuksi näihin haasteisiin on tullut LoRaWAN-verkko ja monipuoliset IoT-anturit, joiden avulla mittaaminen voidaan tehdä huomattavan kustannustehokkaasti.
LoRaWAN on spesifinen tiedonsiirtoverkko, joka on tarkoitettu langattomaan ja nopeaan mutta vähätehoiseen tiedonsiirtoon. LoRaWAN-verkko sopii erityisesti pienten datamäärien lähettämiseen ja vastaanottamiseen. Sen tärkeimpiä ominaispiirteitä ovat kaksisuuntainen tiedonsiirto, liikuteltavuus, paikannuspalvelut ja helppo käyttöönotto. LoRaWAN-verkkoa hyödyntävät IoT-ratkaisut ovat edullisia ja pitkäikäisiä. Tiedon keräämiseen käytetyt anturit ovat kevyitä ja yksinkertaisia asentaa paikalleen, eivätkä ne vaadi kaapelointeja. Antureissa käytettävä akku tai paristo voi kestää jopa 10 vuotta, joten ratkaisut ovat käytännössä lähes huoltovapaita.
Vesivoimalat hyödyntävät IoT-ratkaisuja monipuolisesti
Koska IoT-ratkaisut ovat kustannustehokas ja joustava tapa mitata olosuhteita, vesivoimaloissakin niitä voidaan hyödyntää monin eri tavoin. Uusia mittauskohteita on helppo ideoida, kun
- mittaamisen kustannus on pieni
- antureita voidaan joustavasti siirtää useisiin paikkoihin
- samalla anturilla voidaan mitata pinnanmittauksen lisäksi esim. lämpötilaa
- mittauksia voidaan käyttää kokeellisesti hyvin lyhyelläkin ajalla
Esimerkkejä LoRaWAN-verkkoa ja IoT-ratkaisuja hyödyntävistä mittauskohteista vesivoimalaitoksissa ovat mm.
VEDENPINNANMITTAUS
Vesistöjen seurantatietoa tarvitaan esimerkiksi ympäristöön kohdistuvien haasteiden, kuten tulvavesistä johtuvan vedenpinnannousun vaikuttavuuden arviointiin. IoT-anturien avulla voidaan mitata helposti reaaliajassa vedenkorkeuden poikkeama nollapisteeseen verrattuna. LoRaWAN-verkko takaa tarkan, luotettavan ja ajantasaisen seurantatiedon kertymisen.
LÄMPÖTILAN MITTAUS
Veden lämpötilaa mittamaalla voidaan selvittää ns. hyydeilmiötä. Kun talvipakkasilla veden liike ei jokien virtauksissa ole tarpeeksi tasaista, jotta niihin voisi syntyä jääkansi, voi vesi alijäähtyä ja muodostaa hyydejäätä. Sen muodostuminen voi aiheuttaa ongelmia vesivoimalaitoksissa, kun hyydettä alkaa kasaantua turbiinien seuloihin. Ajoittain vesivoimaloiden juoksutusta joudutaan pienentämään hyyteen aiheuttamien haittojen ehkäisemiseksi. Hyyde voi aiheuttaa ongelmia myös koskipaikoissa muodostaen hyydepatoja.
YMPÄRISTÖN OLOSUHTEIDEN MITTAUS
Ympäristön mittauksilla voidaan mitata esim. lumen syvyyttä, maaperän kosteutta ja lämpötilaa. Mittaustulosten perusteella voidaan ennakoida roudan paksuutta, vesien virtauksia ja imeytymistä maaperään. Näillä kaikilla voi olla vaikutusta vesivoimalaitosten toimintaan.
Digita on vesivoimaloiden kumppani
Digita on vakaa kotimainen toimija, jolla on IoT:ta varten valmis infrastruktuuri tarjolla palvelualustaksi vesivoimalaitosten ratkaisuille. Digita operoi maanlaajuista LoRaWAN-teknologiaan pohjautuvaa IoT-verkkoa. Digitan korkeiden mastojen ja kaksisuuntaisen verkon ansiosta erilaisten verkkoon liitettyjen laitteiden ohjaaminen on kustannustehokasta, yksinkertaista ja toimintavarmaa.
Digita tarjoaa LoRaWAN-yhteyksien ja pilvipalveluiden lisäksi kattavan valikoiman eri käyttötarkoituksiin soveltuvia IoT-antureita. Digitan kautta hankitut anturit ovat toimituksen yhteydessä valmiiksi liitettyinä verkkoon tehdasasetuksilla.
Haluatko keskustella lisää IoT:n hyödyistä vesivoimalaitoksille?