Yhdessä älykkäämmin

Esineiden internet tekee kaikesta älykkäämpää – ja yliopistokumppanuudet tekevät Enstosta älykkäämmän.

Jääkaappisi ohella myös muista esineistä tulee älykkäitä. Näin käy myös sähköverkoille. Älykkäiden tuotteiden, niin kuluttaja- kuin teollisuustuotteidenkin, kohdalla ongelmana on usein niiden jälkiasennus järjestelmään, jossa kaikki muu on vanhaa. Teollinen ja akateeminen yhteistyö on yksi tapa vastata tähän haasteeseen.

Valjasta ja integroi

”Tiedäthän, että useimmat yritykset keskittyvät neljännesvuosituloksiin?” kysyy tohtori Matti Lehtonen Aalto-yliopistosta. Hän on vastuussa yliopiston yhteistyöstä Enston kanssa. ”No, sähköverkkojen neljänneksen sanotaan olevan 25 vuotta.” Koska siirto- ja jakeluverkot voivat kestää 100 vuotta tai voimalaitos 70 vuotta, asiat muuttuvat sähköjärjestelmissä hitaasti. ”Järjestelmässä on käytössä usean eri sukupolven tekniikoita, ja on varmistettava, että ne kaikki toimivat yhdessä niiden iästä riippumatta.” ”Puhumme paljon esineiden internetistä”, Lehtonen sanoo, ”mutta toistaiseksi lähinnä ihmiset kommunikoivat keskenään. Seuraavana vaiheena ovat teknologiajärjestelmät, joilla on laaja maantieteellinen kattavuus. Haasteena on saada valjastettua ja integroitua kaikki nämä esineet, jotka mahdollistavat uskomattomia uusia ratkaisuja.” Sähköverkkojen tarvikkeiden ja komponenttien toimittajan Enston haasteena on sovittaa yhteen yritysmaailman vuosineljännes sähköverkkojen neljänneksen kanssa. Sisäänrakennetun älykkyyden ratkaisut ovat tulossa, ja Ensto muuttaa rooliaan uudessa digitaalisessa maailmassa. Yksi muutoksen keinoista on yritysten ja yliopistojen välinen yhteistyö.

Täydellinen ymmärrys

Ensto on tehnyt yhteistyötä Aalto-yliopiston kanssa yli kahden vuosikymmenen ajan, ja professori Lehtonen on ollut yksi keskeisistä kontakteista. Kumppanuuden avulla Ensto pääsee hyödyntämään alan johtavaa tutkimustietoa ja Aalto löytää käytännön sovelluksia ideoihin.

Rahoitustaakka on jaettu molemmille osapuolille, mikä antaa vapauden pitkäjänteiseen suunnitteluun ja ideoiden kehittämiseen. Uusien ideoiden vihdoin toteutuessa yrityskumppani on etuoikeutetussa asemassa, kun neuvotellaan immateriaalioikeuksista.

Mutta kaikkein mielenkiintoisinta on tämä: ”Meille tarjoutuu tilaisuus ymmärtää jotain täydellisesti”, Lehtonen kertoo.

Maasulkuvirran kompensointi

Yksi alue, josta molemmat osapuolet haluavat lisätä tietämystään, ovat voimajohtojen itsesammuvat valokaaret. ”Akateemisessa maailmassa ja insinöörien parissa ei ole täysin ymmärretty itsestään sammuvan tekniikan rajoja eikä niistä ole päästy yhteisymmärrykseen”, Lehtonen toteaa.

Otetaan esimerkiksi metsäisen alueen läpi kulkeva keskijännitelinja. Kovat tuulet aiheuttavat puun kaatumisen linjalle ja syntyy valokaari, vähän samaan tapaan kuin ukkospilvessä. Tällä tavalla syntyneet tulipalot ovat olleet dramaattisesti esillä esimerkiksi Kaliforniassa ja Australiassa. Sammutuskuristin (ASC) voi laskea virran voimakkuutta ja sammuttaa kaaren ennen kuin se aiheuttaa metsäpalon.

ASC:t eivät ole uusi keksintö. Niiden eri versioita on käytetty Euroopassa jo useita vuosikymmeniä. Suurin osa käytössä olevista sammutuskuristimista on moottorikäyttöisiä tai käyttää kiinteää kelaa ja reagoi hitaasti, kertoo Aalto-yliopiston tohtoriopiskelija David Sevsek, joka keskittyy ohjausalgoritmeihin ja kelan suorituskykyyn ASC-hankkeessa. ”ASC:mme muuttaa induktanssia vian aikana muutamassa millisekunnissa vähentääkseen vian vaikutusta.”

Toisin sanoen saamme vähennettyä metsäpaloja tekniikalla, joka on yksinkertaisempi ja halvempi kuin muut tällä hetkellä markkinoilla olevat vaihtoehdot. Tällaista ei ole tehty koskaan aiemmin, ja tekniikka on lisäksi mukautettavissa Yhdysvaltojen ja Australian verkkotopologioihin.

Ensto ASC:n täysimittaisen prototyypin proof of concept on saatu valmiiksi, ja tuote otetaan pian käyttöön kentällä. Vaikka se on kehitetty yhteistyössä Aalto-yliopiston kanssa, Ensto ASC on täysin Ensto-tuote, jonka kaikki immateriaalioikeudet omistaa Ensto.

Ennakoivat anturit

Toinen esineiden internetin mahdollistama käsite on ajatus itsensä parantavasta verkosta, josta Lehtonen käyttää nimeä Self-healing 2.0. Aalto ja Ensto kehittävät osittaispurkausanturia verkon merkittäväksi osaksi.

”Käytetään esimerkkinä kaapelipäätettä, jossa on pintapurkauksia lian takia”, Lehtonen sanoo, ”ja joka muodostaa valokaaren. Muuntajakopeissa on eristettyjä kaapelipäätteitä, jotka verkon ylläpidon täytyy puhdistaa. Anturimme osaa kertoa, jos tälle on tarvetta, ja ilmoittaa ylläpidolle puhdistuksen tarpeesta. Teknologiamme on ennakoiva eikä reaktiivinen. Puhdistukset tehdään nykyisin aikataulutetusti eikä todellisen tarpeen perusteella.”

Lehtonen sanoo, että teknologia on jo olemassa, mutta hintansa vuoksi sitä on järkevää hyödyntää vain verkon kriittisissä osissa. ”Kehitämme halvempia antureita, jotka voidaan asentaa muuallekin. Ilmiö ja toteutus ovat samanlaiset, mutta volyymi ja kustannus-hyötysuhde ovat täysin uudella tasolla.”

Näitä älykkäitä antureita ei tule markkinoille heti, koska markkinoiden on kehityttävä teknologian tasolle, Lehtonen toteaa. ”Tiedämme kuinka niitä valmistetaan, mutta olennaisempaa on energiayhtiöiden kiinnostus ja tietoisuus niiden eduista, jotka ovat vasta nyt käymässä ilmeisiksi.”

Hyvä rekrytointityökalu

Toinen syy siihen, että Enston ja Aallon välinen yhteistyö hyödyttää molempia, on se, että se on osoittautunut hyväksi rekrytointityökaluksi. Parin viime vuosikymmenen aikana muutama Aallon opiskelija ja tutkija on siirtynyt Enston palvelukseen. Kyseessä on ekosysteemi, jossa älykkäät ihmiset voivat siirtyä laboratoriosta teollisuuteen ja kenties myös takaisin.

David Sevsek, joka valmistuu tohtoriksi Aallosta vuonna 2021, työskentelee tällä hetkellä osa-aikaisena Enstolla. Onnistuuko Ensto kääntämään hänet puolelleen ja palkkaamaan hänet kokopäiväisesti? ”No”, hän nauraa, ”tällä hetkellä keskityn viimeistelemään väitöskirjaani.”