Sähköverkon taajuus on yksi sähköjärjestelmän keskeisimmistä mittareista, vaikka se jääkin usein tavalliselta kuluttajalta huomaamatta. Suomessa sähköverkon nimellistaajuus on 50 hertsiä (Hz), ja sen ylläpitäminen on kriittistä sähköverkon vakauden ja laitteiden turvallisen toiminnan kannalta.
Mikä on sähköverkon taajuus?
Taajuus tarkoittaa fysikaalisessa mielessä toistuvan ilmiön esiintymiskertojen määrää tietyssä ajassa, yleensä sekunnissa. Taajuuden yksikkönä käytetään hertsiä (Hz). Yksi hertsi tarkoittaa yhtä tapahtumaa sekunnissa.
Sähköverkon taajuudella kuvataan vaihtovirran suunnanmuutosten määrän sekunnissa. Euroopassa standardi on 50 Hz, mikä tarkoittaa, että virran suunta vaihtuu 50 kertaa sekunnissa. Tämä taajuus on sovittu standardiksi, jotta sähkölaitteet toimivat oikein ja yhteensopivasti eri maissa.
Taajuus ei ole näkyvä ilmiö, mutta sen vaikutukset ulottuvat kaikkialle: sähkömoottorien, kellon koneistojen, valaistuksen ja jopa sähkölaitteiden sisäisten aikamääritysten toiminta riippuu oikeasta taajuudesta.
Pörssisähkön hinta heijastaa reaaliaikaisesti kysynnän ja tarjonnan tasapainoa sähkömarkkinoilla. Taajuuden vaihtelut voivat olla merkki epätasapainosta, mikä voi vaikuttaa myös pörssisähkön hintaan.
Miten taajuutta säädellään?
Sähköverkon taajuuden säätely perustuu perusperiaatteeseen: sähköntuotannon ja -kulutuksen on oltava jatkuvasti tasapainossa. Jos tuotanto ylittää kulutuksen, taajuus nousee; jos kulutus ylittää tuotannon, taajuus laskee. Suomessa taajuuden hallinnasta vastaa kantaverkkoyhtiö Fingrid, jonka tehtävänä on varmistaa, että taajuus pysyy mahdollisimman lähellä tavoitearvoa eli 50 hertsiä.
Alla on kuva Fingridin verkkosivuilta.
Taajuuden säätöön käytetään erilaisia reservejä eli varavoimia, joita voidaan ottaa käyttöön nopeasti tarpeen mukaan. Fingrid hyödyntää muun muassa taajuusohjattuja käyttö- ja häiriöreservejä (FCR), automaattisia taajuuden palautusreservejä (aFRR) ja manuaalisia palautusreservejä (mFRR). Nämä reservit ovat osa järjestelmää, joka reagoi muutoksiin joko automaattisesti sekuntien sisällä tai manuaalisesti hieman pidemmällä viiveellä.
Taajuus voi vaihdella monista syistä, kuten suuren voimalaitoksen äkillisestä vikaantumisesta tai kulutuksen nopeista muutoksista esimerkiksi teollisuusprosessien käynnistyessä tai säätilan muuttuessa. Tällaisissa tilanteissa Fingrid aktivoi reservejä automaattisesti tai ohjaa niitä manuaalisesti verkon vakauden palauttamiseksi.
Jos taajuus esimerkiksi laskee alle 49,9 Hz, taajuusohjattu häiriöreservi aktivoituu välittömästi, jotta lisätuotanto saadaan nopeasti verkkoon. Vastaavasti, jos taajuus nousee liian korkeaksi, voidaan sähkön tuotantoa vähentää tai kulutusta lisätä hetkellisesti.
Kuluttajan näkökulma
Vaikka taajuuden säätely on pääasiassa kantaverkkoyhtiö Fingridin vastuulla, myös tavalliset sähkönkäyttäjät voivat vaikuttaa sähköverkon vakauteen – erityisesti digitalisaation ja älyteknologian yleistymisen myötä. Älykkäät sähkölaitteet ja energiankäyttöjärjestelmät, kuten lämpöpumput, sähköautojen latausasemat tai lämminvesivaraajat, voivat ohjata kulutustaan automaattisesti sähköverkon taajuuden perusteella.
Kun taajuus laskee, laitteet voivat hetkellisesti vähentää kulutusta, ja vastaavasti korkeammalla taajuudella lisätä sitä. Tämä niin sanottu kysyntäjousto vähentää painetta kantaverkon reserveille ja tekee järjestelmästä joustavamman ja tehokkaamman.
Kysyntäjousto voi olla myös taloudellisesti kannattavaa: jotkin sähköyhtiöt tarjoavat kuluttajille mahdollisuuden osallistua sähkömarkkinoille esimerkiksi kulutusjouston tai virtuaalivoimalaitosten kautta, jolloin kuluttaja voi saada korvausta joustavuudestaan.
Lisäksi kuluttajien tekemät valinnat vaikuttavat epäsuorasti taajuuden vakauteen. Esimerkiksi kulutuksen siirtäminen pois huippukuormitustunneilta – kuten iltaisin tai pakkaspäivinä – voi auttaa tasapainottamaan sähköjärjestelmää. Tulevaisuudessa yhä useampi kotitalous voi osallistua aktiivisesti sähköverkon toimintaan, erityisesti yhdistettynä hajautettuun tuotantoon, kuten aurinkopaneeleihin.
Antti Hyppänen on suomalainen sisällöntuottaja ja analyytikko. Hän on Suomen suurimman kryptoaiheisen sivuston, Bitcoinkeskuksen, perustaja ja päätoimittaja. Antti jakaa säännöllisesti näkemyksiään taloudesta ja sijoittamisesta Asialinja.com-sivustolla.
