Tampereen yliopiston (TAU) ja Tampereen ammattikorkeakoulun (TAMK) tutkimusryhmien yhdessä toteutettavassa tutkimusprojektissa tarkastellaan sähkönjakeluverkkoon liittyvien asiakkaiden kiinteistöverkkojen saarekekäyttökyvykkyyttä ja niiden turvallista ja luotettavaa toimintaa. Tutkimusprojetin tavoitteena on muodostaa kokonaiskuvaa kiinteistötason saarekekäyttöihin liittyvistä kysymyksistä ja niihin liittyvistä ratkaisuista, perusperiaatteista ja niille asetettavista vaatimuksista, sekä tehdä yksityiskohtaisempia tarkasteluja valituista saarekekäyttöön liittyvistä sähköteknisistä kysymyksistä. Tutkimusprojekti jakautuu kolmeen osatehtävään:
2) Saarekekäyttöjen sähkötekniset kysymykset, erityisesti suojausten ja sähköturvallisuuden, paloturvallisuuden, toiminnallisuuden ja sähkönjakelun luotettavuuden turvaaminen.
3) Toimenpide-ehdotukset, uuden tiedon jalkauttaminen ja yhteistyöhankkeen valmistelu
Projektin tavoitteena on kehittää asumisen digitaalista muuntojoustavuutta edistämään kestävää ja ekologista hyvinvointia. Projektissa suunnitellaan asuntokonsepteja, jotka kokoavat ja käyttävät tekoälyn avulla monista tietolähteistä tulevaa dataa asukkaiden terveyden ja hyvinvoinnin edistämiseksi.
Monipuolinen tietojen keruu ja analysointi ei itsessään riitä parantamaan asumista ja arkea. Projektissa pääpaino on kerätyn ja analysoidun datan käytössä ja hyödyntämisessä aktiivisesti ja automaattisesti. Projektissa toteutetaan esimerkkikonsepti, joka auttaa asukasta pitämään huolta hyvinvoinnistaan ja asumaan itsenäisesti omassa kodissaan myös silloin, kun toimintakyky alkaa heikentyä.
Terveys- ja sosiaalihuollon henkilöstöresurssit eivät riitä tulevaisuudessa pitämään huolta ikäihmisten jatkuvasti kasvavasta määrästä suhteessa työikäiseen väestöön. Tilanne tulee koko ajan pahenemaan aina vuoteen 2070 asti ja ongelma on globaali. Yhtenä ratkaisuvaihtoehtona on älykkään teknologian hyödyntäminen. Tällöin puhutaan yleensä yksittäisistä ratkaisuista sen sijaan, että huomio kiinnitettäisiin asuntoihin ja niiden älykkään teknologian ekosysteemiin. Kehitys on ollut niin nopeaa, että käytännön hyödyllinen soveltaminen on jäänyt teknisistä mahdollisuuksista jälkeen. Toteuttajat ja käyttäjät eivät osaa toivoa, pyytää, tilata eivätkä toteuttaa, koska potentiaalia on vaikea nähdä ja kuvitella.
Asuntoja rakennetaan Suomessa vuosittain n. 30 000 ja kokonaisuudessaan asuntoja on noin 2,5 miljoonaa. Asunnon elinkaarta on kasvatettu perinteisesti arkkitehtonisella muuntojoustolla. Älykäs digi-, sähkö- ja talotekniikka luo asunnon muuntojoustavuuteen uusia mahdollisuuksia lisäämällä ja muuttamalla asunnon dynaamisia toiminnallisuuksia.
Älykkään talotekniikan avulla kerätään jo nyt asunnosta runsaasti olosuhdetietoa. Rikastamalla tätä dataa asukkaan toiminnasta automaattisesti kerätyllä tiedolla, voidaan tekoälyn avulla mallintaa asukkaan arkielämää. Nämä asukkaan yksilöllistä arkea kuvaavat mallit koostuvat asunnon käytöstä ja olosuhteista sekä asukkaan toiminnasta ja tavoista. Mallien avulla on mahdollista havaita ja tunnistaa muutoksia taloteknisissä olosuhteissa tai asukkaan toiminnassa. Elämänmallin poikkeama-analyysiin kytketään tutkittua tietoa ihmisen hyvinvointiin ja terveyteen liittyvistä asioista sekä hänen taustatietonsa, yksilölliset mieltymyksensä ja odotuksensa. Analyysien perusteella luodaan erilaisille käyttäjäryhmille eri skenaarioita ja niille konsepteja. Asunnosta tulee digitaalisen muuntojoustavuuden avulla passiivisen ympäristön sijaan aktiivinen. Aktiivinen asunto oppii tuntemaan asukkaan arjen, tunnistaa sen poikkeamat ja reagoi niihin. Tarvittaessa se myös opastaa, muistuttaa, tekee puolesta ja antaa vinkkejä asukkaalle.
Aktiivisessa asunnossa on monia tietorajapintoja, joiden tietoturvalliseen suunnitteluun ja toteutukseen tulee kiinnittää huomiota. IoT-ympäristöissä on tärkeää huomioida kyberturvallisuus, koska nämä uudet ympäristöt ovat yhä useammin hyökkäyksien kohteena. Oleellista on varmistaa kaikkien laitteiden suojaukset siten, että mikään osa ei jää helposti murrettavaksi. Myös tiedon omistajuuden, tai tarkemmin tiedon kontrolloinnin ja prosessoinnin, roolit tulevat olla selkeät ja kaikkien tahojen hyväksymät. Tiedot tulee tallentaa siten, että niistä ei selviä asukkaiden henkilöllisyys tai asunnon sijainti. Samalla suojataan myös se, että tietoja ei luovuteta ilman erillisiä sopimuksia kolmansille osapuolille.
Hankkeessa ovat partnereina mukana myös Skanska ja Benete Oy.
Tämän hankkeen tarkoituksena oli selvittää, miten kesämökkien sähköenergian kulutusta voitaisiin alentaa sekä miten kulutusta voitaisiin ohjata. Koska vapaa-ajan asuntojen kirjo on Suomessa varsin laaja, pyrittiin tarkastelemaan erityyppisiä vapaa-ajan asuntoja. Käyttöaste, rakentamisajankohta, rakenteet sekä varustelu vaikuttavat merkittävästi siihen, minkälainen sähköenergian kulutusprofiili vapaa-ajan asunnosta muodostuu. Hanke toteutettiin Tampereen Ammattikorkeakoulun toimesta välillä 11/2022-07/2024. Hankkeessa tutkittiin yleisesti koko mökkikantaa sekä tarkentavasti muutamia yksittäisiä vapaa-ajan asuntoja, jolla pyrittiin tyypillisten mökkien edustavuuteen sekä mahdollisuuteen tarkastella yleisten erillisratkaisuiden vaikutusta.
Tutkimuksessa pyrittiin selvittämään, miten vapaa-ajan asuntojen energiatase muodostuu poissaoloaikoina, mitkä ovat merkittävimmät tekijät tämän muodostumisessa ja millä toimilla niihin voidaan vaikuttaa. Lisäksi tarkasteltiin, miten eri taloteknisiä järjestelmiä voitaisiin ohjata ja mitä vaikutuksia ohjauksella voitaisiin saavuttaa. Tutkimuksessa havaittiin, että yksittäisen kiinteistön osalta kustannustehokkaimpia toimia ovat ne, joita käyttäjä voi olemassa olevien ratkaisuiden puitteissa tehdä. Yleisesti saneeraustoimien kustannukset ovat sitä kokoluokkaa, että pelkästään energian säästön osalta saneerausten takaisinmaksuajat venyvät pitkiksi, poikkeuksena esimerkiksi ilmalämpöpumpun asennus. Uudiskohteiden osalta hyvä suunnittelu on avaintekijänä. Tällöin käyttöaste, tarvittava sisälämpötila ja järjestelmien ohjattavuus määrittävät sitä, millainen sähköenergian käyttöprofiili kohteelle muodostuu. Lopuksi tarkasteltiin vielä sitä, miten vapaa-ajan asuntoja voitaisiin hyödyntää sähköverkon hallinnassa ja sähköenergian kysyntäjoustossa. Tässä haasteeksi nousi erityisesti yksittäisen kiinteistön ratkaisuiden vähäinen vaikuttavuus ja laajemman skaalan osalta ulkoisen aggregoinnin puutos.
Yhteenveto
Kesämökeissä on varustelusta riippuen jonkin verran tai hyvin mahdollisuuksia energian säästöön. Mökin kulutukseen suhteutettuna nämä säästöt voivat olla hyvinkin suuria. Kuitenkin sähköenergian vuosikulutuksen ollessa alle 10 000 kWh/mökki, ei kustannussäästöillä saada helposti katettua laajempia saneerauksia energiansäästömielessä. Tällöin parhaita vaikuttavuuksia saadaan erityisesti käyttäjien toimilla joista tärkeimpänä voidaan pitää tyhjänäoloajan sisälämpötilan laskua. Etenkin pidemmille tyhjäksi jätetyille ajanjaksoille kannattaakin pyrkiä talotekniikan osalta mahdollistamaan matalamman sisälämpötilan käyttö. Tähän tähtäävät toimenpiteet riippuvat mökin varustelusta sekä jossain määrin rakenteista. Saneerausten yhteydessä on järkevää huomioida mahdollisuudet järjestelmien etäohjaukseen ja valvontaan sekä pyrkiä vähentämään rakennuksen energiantarvetta pienentämällä lämpöhäviöitä. Etäohjausten lisääminen kannattaa etenkin sähkösaneerausten yhteydessä, jolloin myös satunnaisen käytön kohteissa saadaan energiansäästön lisäksi lisättyä myös käyttömukavuutta. Siirtomaksujen muodostaessa vapaa-ajan asuntojen sähköenergian kuluista usein suurimman osan, voidaan tapauskohtaisesti saada hyötyä myös aurinkosähköjärjestelmistä. Järjestelmän hyvä suunnittelu on merkittävässä roolissa myös saavutettavissa olevien hyötyjen arvioinnissa. Vapaa-ajan asuntojen kysyntäjouston potentiaali on yksittäisen kohteen kannalta hyvin vähäinen, mutta kollektiivisesti katsottuna merkittävä. Etenkin peruslämmöllä olevat ja käyttövesivaraajilla varustetut mökit, joita käytetään satunnaisesti muodostavat verkkotasolla jo varmasti näkyvän potentiaalin. Ratkaisuiden yleistymistä varten tähän tarvittaisiin laajemmin aggregointia hoitava taho. Eri ratkaisut ja toteutusmallit on tarkemmin käsiteltynä hankkeen loppuraportissa.
