Opas: Varavoima

Tämän oppaan tarkoituksena on antaa yhteiskunnan kannalta kriittisten toimintojen päätöksentekijöille perustiedot siitä, mitä varavoima on, miksi se on tärkeää ja miten sitä tulisi ajatella – ilman teknistä ennakkotietoa.

Mitä varavoima on?

Varavoima tarkoittaa järjestelmää tai laitteistoa, joka ottaa sähköntuotannon hoitaakseen, kun tavallinen sähköverkko menee epäkuntoon. Se voi olla UPS-järjestelmä, akkuvarmistus tai dieselgeneraattori, joka varmistaa, että kriittiset laitteet ja toiminnot pysyvät käynnissä sähkökatkon aikana.

Se toimii eräänlaisena vakuutuksena sähkökatkoksia vastaan. Jos tavallinen sähkönsyöttö katkeaa, varavoima, esimerkiksi akkuvarmistus tai dieselgeneraattori, voi automaattisesti toimittaa sähköä tärkeille laitteille ja järjestelmille. Varavoima voi siis olla mitä tahansa pienestä keskeytymättömästä virransyötöstä (UPS), joka pitää tietokoneen käynnissä, suuriin pysyviin generaattoreihin, jotka voivat tuottaa virtaa koko sairaalalle. Tärkeintä on, että toiminta ei tarvitse keskeytyä vain siksi, että valot sammuvat.

Miksi varavoima on tärkeää juuri nyt?

Yhteiskunta on erittäin riippuvainen sähköstä. Digitalisaatio, kyberuhat, äärimmäiset sääolosuhteet ja sabotaasi lisäävät sähkökatkosten riskiä.
Varavoima on keskeinen osa nykyaikaista kriisivalmiutta ja toiminnan jatkuvuutta.

Varavoima onkin tullut yhä tärkeämmäksi kestävyyden rakentamisessa. Ruotsissa on jo asennettu arviolta noin 60 000 varavoimageneraattoria, ja määrä kasvaa. Sekä julkiset että yksityiset toimijat investoivat varavoimaan suojellakseen toimintaansa sähköverkon häiriötilanteissa. Voidaan sanoa, että varavoima on keskeinen osa nykyisen sähköriippuvaisen yhteiskunnan varautumista.

EsimEsimerkkejä kriittisistä toiminnoista

Monet yhteiskunnan kannalta tärkeät toiminnot hyötyvät varavoimasta. Tässä on muutamia esimerkkejä siitä, miksi varavoima on kriittisen tärkeää eri ympäristöissä:

Ikääntyneet ja sairaat ihmiset ovat erityisen alttiita sähkökatkoille. Vanhainkodissa sähköä tarvitaan lämmitykseen, valaistukseen, lääketieteellisiin laitteisiin (esim. happikonsentraattoreihin tai sängyn hälyttimiin) ja hisseihin. Ilman varavirtalähdettä sisätilat voivat nopeasti jäähtyä tai pimentyä, mikä voi olla vaarallista asukkaille. Varavirtalähde varmistaa, että henkilökunta voi jatkaa hoitotyötä ja että turvahälyttimet, sprinklerit ja muut turvalaitteet toimivat myös sähköverkon ollessa poissa käytöstä. Lyhyesti sanottuna se ylläpitää siedettävän ja turvallisen ympäristön kaikkein haavoittuvimmille.

Nykyaikainen hammaslääkäriasema on täysin riippuvainen sähköstä laitteidensa – porakoneiden, röntgenlaitteiden, sterilointilaitteiden ja valaistuksen – toiminnassa. Jos sähkökatkos tapahtuu kesken hoidon, seuraukset voivat vaihdella potilaan epämukavuudesta hoidon keskeyttämiseen ja tietokoneen potilastietojen menettämiseen.

Varavirtalähteen avulla klinikka voi keskeyttää toimintansa muutamaksi sekunniksi, mutta jatkaa sitä nopeasti. Tärkeät instrumentit ja IT-järjestelmät pysyvät toiminnassa, joten potilaita ei tarvitse evakuoida hoitotuolista pimeässä. Myös lyhyemmät katkokset, jotka sammuttavat valot ja pysäyttävät laitteet, voivat aiheuttaa viivästyksiä ja taloudellisia menetyksiä, joten varajärjestelmä suojaa sekä potilaiden turvallisuutta että klinikan tuloja.

Ruokakaupat tarvitsevat jatkuvasti sähköä, jotta jääkaapit, pakastimet ja kassajärjestelmät toimivat. Pitkän sähkökatkoksen aikana kaupan tuotteet voivat pilaantua ja joutua heitettäväksi pois – erityisesti tuoreet ja pakastetut tuotteet. Lisäksi kauppa ei voi olla auki ilman valaistusta tai toimivaa kassaa.

Elintarvikekaupan varavoima keskittyy usein jäähdytys- ja pakastelaitteiden sekä perusvalaistuksen ja maksupäätteiden käyttämiseen. Näin elintarvikkeet eivät pilaannu, ja kauppa voi jatkaa asiakkaiden palvelemista (vaikka joitakin toimintoja joudutaankin rajoittamaan). Tämä ei ole vain taloudellisesti tärkeää kauppiaalle, vaan sillä on myös yhteiskunnallinen merkitys – kriisitilanteissa ihmisten on voitava hankkia ruokaa ja tarvikkeita.

On tietysti monia muita aloja, joilla varavoima on kriittisen tärkeää – sairaaloista ja terveyskeskuksista vesilaitoksiin, matkapuhelinmastoihin ja datakeskuksiin. Näitä toimintoja yhdistää se, että ne eivät voi sallia pitkiä seisokkeja. Varavoima tarjoaa niille turvaverkon, joka pitää toiminnan käynnissä, kun sähkö katkeaa yllättäen.

Varavoiman suunnittelu ja mitoitus

Varavoiman hankkiminen ei ole niin yksinkertaista kuin ”vakiogeneraattorin” ostaminen. Jokaisen yrityksen on analysoitava tarkasti omat tarpeensa. Yleinen

virhe on valita väärän kokoinen järjestelmä. Jos varavoima on alimitoitettu, se ei riitä pyörittämään kaikkia kriittisiä laitteita sähkökatkon aikana, ja toiminta pysähtyy silti. Toisaalta ylimitoitus aiheuttaa tarpeettoman korkeita kustannuksia sekä hankinnassa että käytössä (esimerkiksi suurempi polttoaineenkulutus).

Ratkaisu on tehdä tarkka tarveanalyysi siitä, mitkä laitteet ja järjestelmät on ehdottomasti pidettävä käynnissä sähkökatkon aikana. Laske näiden priorisoitujen kuluttajien kokonaiskuormitus (tehon tarve) ja suunnittele hieman marginaalia. Usein on viisasta käyttää asiantuntijan apua tämän mitoituksen tekemisessä, koska tehonhuippujen (esim. moottoreiden käynnistysvirrat) laskeminen ja oikean laitteen valitseminen voi olla teknisesti monimutkaista.

Varasähköratkaisua suunniteltaessa on otettava huomioon myös käyttöaika ja tulevat tarpeet. Kuinka kauan sähkökatkos voi pahimmassa tapauksessa kestää, ja kuinka kauan teidän on pärjättävä omalla voimallanne? Jos toiminta tarvitsee selviytyä vain lyhyistä katkoksista (enintään muutama tunti), akkukäyttöinen ratkaisu voi riittää. Mutta pidempien katkoksien (useita tunteja tai päiviä) varalle tarvitaan yleensä polttoaineella toimiva generaattori (diesel, nestekaasu tai vastaava) tai erittäin suuret akkupaketit.

Käytännössä monet käyttävät yhdistelmää: esimerkiksi UPS, joka ottaa virransyötön haltuunsa millisekunneissa ilman katkoksia, yhdistettynä dieselgeneraattoriin, joka käynnistyy puolessa minuutissa ja voi toimittaa sähköä niin kauan kuin polttoainetta riittää. Tämän yhdistelmän ansiosta kriittiset laitteet eivät menetä virtaa sekunniksikaan, ja samalla ollaan varautunut pitkäaikaisiin katkoksiin.

Toinen mahdollinen ratkaisu, jota me Preppointilla suosittelemme, on käyttää yhdistelmää mobiileja akkuja, jotka voidaan kytkeä päälle sähkökatkon sattuessa kriittisten laitteiden, hätävalaistuksen jne. käyttämiseksi jopa 8 tunnin ajan. Jos katkos kestää pidempään, käytetään mobiileja dieselgeneraattoreita akkujen tai toiminnan lataamiseen. Näin vältytään kalliilta investoinneilta, joita omien dieselgeneraattoreiden ostaminen aiheuttaa. Mobiileja akkuja voidaan myös siirtää kerrosten ja eri kiinteistöjen välillä ilman suurempaa vaivaa. Älä

unohda ottaa huomioon mahdollista tulevaa laajentumista – jos toimintasi kasvaa tai hankit enemmän sähköä kuluttavia laitteita, varavoiman on oltava mukautettavissa. Tämä voi tarkoittaa skaalautuvan järjestelmän valitsemista tai ainakin mahdollisen päivityksen suunnittelua tulevaisuutta varten.

Huolto ja käyttövarmuus

Varavoiman asentaminen on vasta ensimmäinen askel – vähintään yhtä tärkeää on huoltaa ja testata järjestelmää säännöllisesti.

Sähköturvallisuusvirasto korostaa, että varavoimajärjestelmän omistajien on erittäin tärkeää huoltaa ja ylläpitää järjestelmää säännöllisesti ja asianmukaisesti, jotta varavoima todella toimii tarvittaessa. Toisin sanoen: varavoiman on voitava käynnistyä ja toimittaa sähköä hätätilanteessa, ja tämä luottamus saavutetaan vain jatkuvalla huollolla.

Mitä varavoiman huolto sitten tarkoittaa? Ensinnäkin on hyvä laatia huoltosuunnitelma heti alusta alkaen. Suunnitelmaan tulisi sisältyä laitteiden säännölliset testikäytöt realistisissa olosuhteissa. Esimerkiksi dieselgeneraattoria testataan yleensä kerran kuukaudessa tai neljännesvuosittain, joskus keinotekoisella kuormalla tai syöttämällä laitteistoon lyhytaikaisesti virtaa, jotta voidaan varmistaa, että kaikki toimii suunnitellusti. On tarkistettava öljytasot, akut, polttoainesuodattimet ja automaattisten toimintojen, kuten käynnistysautomaatin ja kytkentälaitteiden (katkaisimien), toiminta.

Polttoaineen toimitus on toinen tärkeä seikka – diesel tai bensiini vanhenee ja voi huonontua ajan myötä, joten polttoainetta on kierrätettävä tai siihen on lisättävä lisäaineita pitkäaikaisessa varastoinnissa. Lisäksi on oltava varastoituna riittävästi polttoainetta, jotta generaattoria voidaan käyttää suunnitellun enimmäiskatkoksen ajan, tai sopimus toimittajan kanssa hätätilanteiden täyttöä varten.

Ylläpito ei koske vain tekniikkaa, vaan myös sitä hoitavia ihmisiä. Henkilökunta tulisi kouluttaa varavoimajärjestelmän toiminnasta ja sen manuaalisesta käynnistämisestä automaattisen järjestelmän pettäessä.

On myös viisasta harjoitella erilaisia skenaarioita, esimerkiksi simuloida sähkökatkos ja antaa laitoksen toimia varavoimalla jonkin aikaa, jotta voidaan varmistaa, että rutiinit ovat kunnossa ja laitteet kestävät kuormituksen.

Kaikki nämä toimenpiteet lisäävät järjestelmän käytettävyyttä, eli todennäköisyyttä, että se todella toimittaa virtaa silloin, kun sitä eniten tarvitaan
. Huollon
laiminlyönnin seuraukset voivat olla kohtalokkaat. On kauhistuttavia esimerkkejä, joissa varavoima ei toiminut kriittisessä tilanteessa huollon laiminlyönnin vuoksi. Esimerkiksi Sollefteåssa vuonna 2012 tapahtunut tapaus osoitti, että tärkeät varajärjestelmät olivat toimimattomat: kaukolämpölaitoksella oli varavoimageneraattori, jota ei ollut koskaan testattu todellisella kuormituksella ja joka siksi ei käynnistynyt, kytkin, jota ei ollut koskaan huollettu ja joka oli juuttunut, ja kaiken lisäksi myös mobiili varavoimageneraattori, jota yritettiin käynnistää, hajosi – myös huollon laiminlyönnin vuoksi.

Opetus on selvä: ilman säännöllistä valvontaa, testausta ja huoltoa varavoima voi pettää juuri silloin, kun sitä eniten tarvitaan. Siksi huolto on nähtävä ehdottomasti välttämättömänä osana varavoimaratkaisua, ei vapaaehtoisena lisäpalveluna.

Ei yleispäteviä ratkaisuja – mukauta toiminnan tarpeisiin

Jokainen liiketoiminta on ainutlaatuinen, eikä varavoimassa ole olemassa yhtä kaikille sopivaa ratkaisua.

Optimaalinen ratkaisu riippuu useista tekijöistä: liiketoiminnan koosta, käytettävän laitteiston tyypistä, jatkuvuuden kriittisyydestä, budjetista, ympäristövaatimuksista, tilarajoituksista, melutoleranssista ja muista seikoista. Suuri sairaala saattaa tarvita useita redundantteja dieselgeneraattoreita varmistaakseen virran elintärkeille laitteille, kun taas pieni hammaslääkäriasema pärjää yhdellä pienemmällä generaattorilla tai jopa pelkällä akkuvarmistuksella lyhyiden katkosten varalta. Ruokakauppa saattaa priorisoida jäähdytysjärjestelmät ja jättää vähemmän kriittiset osat myymälästä ilman virtaa, jotta generaattorin koko voidaan pitää pienempänä.

Tärkeää on laatia räätälöity suunnitelma jokaiselle toiminnalle sen sijaan, että luotettaisiin standardiratkaisuun, joka sopii kaikille. On myös erilaisia teknisiä ratkaisuja, joita voidaan harkita. Dieselgeneraattorit ovat nykyään yleisin varavoiman muoto, ja niitä pidetään erittäin luotettavina, koska ne tuottavat suurta tehoa pitkiä aikoja. Samalla vaihtoehtoja, kuten akkuvarastointi ja uusiutuvat energialähteet, on alkanut tulla kuvioihin. Esimerkiksi aurinkokennot yhdistettynä akkuihin voivat tuottaa varavoimaa tietyille laitoksille tai niitä voidaan käyttää generaattoreiden kuormituksen keventämiseen. Nämä ratkaisut ovat ympäristöystävällisempiä ja voivat olla pitkällä aikavälillä kustannustehokkaita, mutta niillä on rajoituksensa – akut riittävät ehkä vain lyhyempiin katkoksiin ja aurinkokennot eivät tuota energiaa yöllä tai pilvisellä säällä.

Käytännössä on siis punnittava toimintavarmuutta ja kestävyyttä. Usein ihanteellinen ratkaisu on yhdistelmä: esimerkiksi vihreä akkujärjestelmä ensisijaisena varavirtalähteenä ja dieselgeneraattori varalla, jos sähkökatkos pitkittyy. Valinta riippuu täysin toiminnan erityispiirteistä ja prioriteeteista – se, mikä on paras ratkaisu yhdelle yritykselle tai laitokselle, ei välttämättä ole paras ratkaisu toiselle.

Lopuksi myös säännöt ja vaatimukset vaikuttavat asiaan. Joidenkin alojen ja toimintojen on lain tai määräysten mukaan oltava varavoimalla, jonka kapasiteetti on tietty, tai täytettävä tietyt normit (esim. sairaalat, suuret hoitolaitokset ja televiestintä). Toisille se on vapaaehtoista, mutta silti liiketoiminnan kannalta kriittistä. Tämä korostaa jälleen, että lähtökohtana tulisi olla oma riskianalyysi ja tavoitekuva. Yhteiskunnan turvallisuudesta

ja varautumisesta vastaava viranomainen (MSB) suosittelee, että kaikki yhteiskunnan kannalta tärkeät toimijat tekevät riskien ja haavoittuvuuksien analyyseja, joissa sähkökatkokset ovat keskeinen osa, ja suunnittelevat niiden perusteella sopivia toimenpiteitä – usein tämä tarkoittaa investointeja jonkinlaiseen varavoimaan.

CER-direktiivi ja tuleva laki yhteiskunnallisesti tärkeiden palvelujen kestävyydestä asettavat vaatimuksen, että suuri määrä toimijoita pystyy pitämään toimintansa käynnissä 14 päivän ajan häiriötilanteissa, kuten sähkökatkoksissa. Tällöin jonkinlainen varavoimaratkaisu on ehdottomasti välttämätön.

AVSLUTNINGSVIS

Yhteenveto – Tärkeimmät kohdat

Varavoima on vaihtoehtoinen energialähde sähkökatkon varalle. Se on kuin pelastusköysi sähköstä riippuvaisille toiminnoille.
Merkitys kasvaa sähköriippuvaisessa yhteiskunnassa. Suuri sähköriippuvuus ja pitkän sähkökatkoksen riski pakottavat monet yritykset suunnittelemaan oman sähköntuotantonsa kriisitilanteita varten.
Ratkaisu tulee mitoittaa toiminnan tarpeisiin. Ei ole olemassa yhtä kaikille sopivaa vakiomallia. Jokaisen organisaation on analysoitava omat tarpeensa ja valittava ratkaisu, jonka kapasiteetti (mitoitus) ja tekniikka ovat oikeat. Mieti, kuinka paljon tehoa tarvitaan, kuinka kauan sitä tarvitaan ja minkä tyyppinen laite (generaattori, akut tai niiden yhdistelmä) täyttää vaatimukset parhaiten. Kysy tarvittaessa apua asiantuntijoilta.
Huolto ja testaus ovat kriittisiä. Varavoiman ylläpitäminen antaa väärän turvallisuudentunteen, jos sitä ei huolleta. Säännöllinen huolto, koeajo ja harjoittelu ovat tarpeen, jotta järjestelmä varmasti käynnistyy ja kestää kuormituksen sähkökatkon sattuessa. Jos huolto laiminlyödään, varavoima voi pettää kriittisessä tilanteessa, kuten aiemmat tapaukset ovat osoittaneet.
Johtoryhmän tulee nähdä varavoima strategisena riskienhallintana. Ei-teknisille päätöksentekijöille on tärkeää ymmärtää, että varavoima on riskienhallintaa ja jatkuvuutta. Se on investointi liiketoiminnan turvallisuuteen. Esittämällä oikeat kysymykset – Mitkä toiminnot ovat kriittisiä? Kuinka kauan meidän on pärjättävä? Millainen on huoltosuunnitelmamme? – johto voi yhdessä teknisten neuvonantajien kanssa kehittää juuri heidän liiketoimintaansa sopivan varavoimaratkaisun. Oikein mitoitettu ja hyvin huollettu varavoimaratkaisu on lopulta ratkaiseva tekijä liiketoiminnan jatkumisen kannalta sähkökatkon sattuessa.

Ennakoimalla ja varautumalla varavoimalla yritykset voivat vastata sähkökatkosten haasteisiin ja jatkaa yhteiskunnan kannalta kriittisten palvelujen tarjoamista, vaikka muu ympäristö pimenee.

Tarvitsetko apua?

Preppoint tarjoaa varavoimaratkaisuja ja rahoitusmalleja, jotka vastaavat organisaatioiden erilaisiin tarpeisiin. Varaa ilmainen konsultaatio keskustellaksesi sopivasta ratkaisusta.

Varaa ilmainen konsultaatio