Teksti
Video
Pelit ja leikit
Kilpailu
Äänitallenne
Tehtävä
Tietokirjallisuus
Opettajan ohje

Unohtunut salasana?

 

Oppimistavoite

{{learningObjectiv.description}}

Tehtävä on nyt palautettu

{{assignment.Index}} {{assignment.Type}}

Kommentti

Tehtävät

{{assignment.Comment}}

Mene tehtäviin
print

Tulevaisuuden sähköjärjestelmät

Luokka-aste 7.-10. luokka Aine Luonnontiede Oppimisen tavoite Teknologiaja tuotanto Teema Energiankäyttö Aihe Maa Sähkö Tyyppi Teksti
Elmåler

 

Hiilidioksidipäästöt ja saastuminen maailman kasvavasta sähkön ja energian käytöstä ovat saaneet monet tutkijat etsimään vaihtoehtoja öljylle, kaasulle ja hiilelle, jotka ovat ensisijaisia energialähteitämme. On kuitenkin muitakin tapoja rajoittaa energiatuotannon päästöjä. Yksi niistä on älykäs sähköjärjestelmä.


Älykäs sähköjärjestelmä – smart grid


Älykästä sähköjärjestelmää kutsutaan englanniksi nimellä "smart grid". Käsitettä käytetään yhteisnimityksenä kaikkien sähköjärjestelmän osien hallinnalle. Näitä osia ovat voimaloiden, tuuliturbiinien ja aurinkokennojen tuotanto, johtojen välinen kuljetus ja käytön hallinta.


Kun tuuli puhaltaa tai aurinko paistaa, Pohjoismaissa tuotetaan yhä suurempi osa sähköstä tuuliturbiinien ja aurinkokennojen avulla. Tämä sähkö tuotetaan ilman hiilidioksidipäästöjä, ja se on siten parempaa ympäristölle kuin hiili- tai kaasukäyttöisten voimaloiden tuotanto. Ongelmana kuitenkin on, ettemme ole vielä löytäneet hyvää ratkaisua sähkön varastointiin. Kun meidän on yhtäkkiä oltava riippuvaisia energian käytöstä silloin, kun tuuli puhaltaa tai aurinko paistaa, energia on organisoitava uudella tavalla niin, että se tulee käytetyksi, kun sitä on – ja vastaavasti, että käytämme vähemmän energiaa silloin, kun on tyyntä tai pilvistä. Tuuli- ja aurinkoenergiaa kutsutaankin vaihtelevaksi energiaksi, eli energian määrä vaihtelee koko ajan.

 

Jos haluamme nyt hyödyntää aurinkoa ja tuulta energiantuotantoomme, on pohjoismaisesta energiajärjestelmästä tehtävä joustavampi. Voimalat laskevat tänään sen varaan, että ne tuottavat energiaa suuria määriä tasaista tahtia, ja tätä on vaikea säätää suuremmaksi tai pienemmäksi siellä, missä tuotanto on suurta, kuten ydinvoimaloissa. Sitä vastoin kaasu- tai vesivoimala on joustavampi. Jos pistorasiassa on jatkuvasti oltava sähköä silloin, kun tuulesta ja auringosta saadaan enemmän energiaa, on siis tärkeää, että jotkin voimaloista voidaan käynnistää ja sulkea. Sanotaan, että sähköverkostosta on tehtävä älykäs. Tämä merkitsee tässä yhteydessä sitä, että tietokoneiden ja mittareiden on koko ajan pidettävä silmällä energiankulutusta ja tuotantoa sekä nopeasti lähetettävä tieto yleisille voimaloille, jos tuuliturbiinien ja aurinkopaneelien tuotanto ei riitä.


Yksittäiselle käyttäjälle älykäs sähköjärjestelmä merkitsee aivan jotain muuta. Jotta sähkönkulutus voitaisiin mukauttaa tuotettuun määrään, on kehitettävä menetelmiä, joilla saadaan sekä yritykset että tavalliset kotitaloudet käyttämään energiaa tiettyinä ajankohtina. Se voidaan tehdä eri tavoin. Älykäs sähköjärjestelmä voi esimerkiksi pitää silmillä, onko alueellasi käytettävissä paljon vai vähän sähköä. Jos sitä on paljon, pakastin tai jääkaappi voidaan jäähdyttää erityisen kylmäksi – jotta se voi olla pitemmän ajan käyttämättä energiaa silloin, kun yhtä paljon energiaa ei ole käytettävissä. Älykäs sähköjärjestelmä voi myös hyödyntää sähköautojen akkua tai sähköisen vedenlämmittimen lämpöä tai sitä voidaan käyttää pysäyttämään tuotanto yrityksissä muutamaksi tunniksi silloin, kun käyttö on suurta toisissa paikoissa tai kun sähköä ei ole niin paljoa saatavilla.


Etäluettavat sähkömittarit


Tärkeä edellytys sille, että yritykset ja kuluttajat voivat tulla osaksi älykästä sähköjärjestelmää, on sähkönkulutusta koko ajan tarkkailevien automaattisten sähkömittareiden asennus. Tämä työ on jo käynnissä kaikissa Pohjoismaissa, ja se jatkuu tulevan 10 vuoden aikana. Sähköjärjestelmän muutokset ovat vaikeita ja vaativat paljon rahaa. Kaiken on myös oltava harkittua, ettemme yhtäkkiä jää ilman sähköä. Siksi uusien asioiden käyttöön ottaminen vie pitkän ajan.

Kirjaudu sisään lukemaan lisää

Tehtävät

  • Monivalintatehtävä

  • Teematehtävät

    • 1Teematehtävät

       

      Mitä merkitsee ”älykäs sähköjärjestelmä”? Piirrä kuva, jossa on neljä ruutua. Ensimmäisessä ruudussa ovat voimalat, joista sähkö tulee, toisessa johdot, kolmannessa energiayhtiöt ja viimeisessä me talossamme. Kuvaa, mitä rooleja neljällä energiajärjestelmän osalla on tulevaisuuden älykkäässä sähköjärjestelmässä.

    • 2Teematehtävät

       

      Miten kokisit, jos et voisi itse päättää, milloin haluat katsoa TV:tä, vaan sinun olisi odotettava, että aurinko paistaisi, jotta katolla olevissa aurinkokennoissa olisi virtaa?


      Kirjoita lyhyt essee, jossa kuvaat, mitä mieltä olisit siitä, että energiayhtiö päättäisi sähkön päällä olosta. Entä jos saisit rahaa siitä, että odottaisit tunnin tietokoneella pelaamista – olisiko se hyvä?

  • Ystäväluokat

    • 1Ystäväluokat

       

      Ottakaa koulussa kuvia asioista, joiden uskotte sisältyvän tulevaisuuden sähköjärjestelmään. Niitä ovat tuotteet, jotka voidaan laittaa päälle ja sulkea muutamaksi tunniksi tämän haittaamatta, esimerkiksi pakastin tai jääkaappi. Ruokahan ei pilaannu siksi, että se on asteen tai pari vähemmän kylmässä lyhyen aikaa. Montako asiaa koulussanne on, joita voitaisiin käyttää näin?


      Lähettäkää ystävyysluokallenne kuvat ja lyhyt selitys siitä, miten näitä tuotteita voitaisiin käyttää tasaamaan energiankulutusta vuorokauden aikana.