Kampus
04.11.2021

Ikkuna kiinni ja uuni pois päältä! Ylioppilaskylässä tuotetaan pian enemmän energiaa kuin kulutetaan – katso kartalta, onko kotitalosi muutoskohteena

Teksti:
Reeti Jalasmäki
Kuvat:
Reeti Jalasmäki & Teemu Perhiö
Grafiikat:
Teemu Perhiö
  • Mentorit Martina Angeleri (vas.) ja Sachin Kochrekar osallistavat asukkaita mukaan hankkeeseen.

Ylioppilaskylän kaduilla on autiota sateisena syys­iltapäivänä.

Harvat ulos rohjenneet kuuntelevat kuulokkeistaan luentoja tai ovat kiireessä laukkaamassa kotiinsa ehtiäkseen tenttiin. Itsekin juoksen saadakseni heidät kiinni.

Tiedätkö, mitä tarkoitetaan energiapositiivisuudella?

”En ole kyllä ihan satavarma, energiapositiivi­suus… En ole varma tuosta käsitteestä”, sanoo joukkila­lainen Lauri.

”Käsittääkseni sitä, että tuotetaan enemmän sähköä kuin kulutetaan, jolloin sitä voidaan sitten jakaa sähköverkkoon”, sanoo toinen asukas Valtteri.

Aivan! Yhdestä alueesta Ylioppilaskylässä on tarkoitus tehdä energiapositiivinen. Se siis tuottaisi vuoden kuluessa enemmän energiaa kuin käyttäisi. 

Oletko kuullut tästä?

”Olen käsittänyt, että se on tässäkin ollut ideana, kun noita aurinkopaneeleja on muun muassa. Se olisi suunta mihin ollaan menossa”, tietää Valtteri.

Jep. Kyse on EU:n rahoittamasta Response-hankkeesta, jossa kehitetään hiilineutraaleja asuinalueita ja kestävän energiantuotannon ja talotekniikan ratkaisuja. Turku on Ranskan Dijonin ohella hankkeen ”majakkakaupunki”.

Turku saa projektiin EU-tukea 6,6 miljoonaa euroa. Pääkohde on Ylioppilaskylä, jossa suunnittelu­alueeseen sisältyvät Ikituuri, Aitiopaikka, rakenteilla oleva Tyyssija sekä muutama Nummenrannan ja läntisen Yo-kylän taloista.
 

Isossa mittakaavassa toteutettavat energiaratkaisut voivat olla hankalia hahmottaa, mutta projekti tuo myös selvästi näkyviä muutoksia asukkaiden arkeen.

Läntisen Yo-kylän 70-luvun taloja tullaan muuttamaan eniten, kun taloja remontoidaan energiatehokkaammiksi. Keinovalikoimaa kuitenkin rajoittaa se, että julkisivut ovat suojeltuja.

Korttelissa 5 vanhojen talojen vesihanoihin lisätään säästösuuttimet. Samoihin taloihin vaihdetaan myös ikkunoihin nelinkertaiset lasit, jotka päästävät puolet vähemmän lämpöä vanhoihin laseihin verrattuna.

Rakennuksiin asennetaan myös lämpöpumpputekniikkaan perustuva ilmanvaihtojärjestelmä, jossa on korkea lämmöntalteenoton hyötysuhde.

Useaan taloon asennetaan lisäksi sisäilman lämpö­tilan älyohjaus. Projektissa mukana olevan ­VTT:n erikoistutkijan Kalevi Piiran mukaan huone­lämpötila säätyy automaattisesti siten, että lämpöviihtyvyys on tarkasteltavalle yksilölle optimaalinen.

Mallissa on valmiiksi määriteltynä erilaisia ihmistyyppejä, joista kuhunkin huoneeseen valitaan yksi. Sen mukaan huoneen lämpöolosuhteiden säätö sitten toimii.

Älyohjauksen tarkoitus on myös säästää hinnassa. Järjestelmä tunnistaa energiankulutuksen vuorokausi­kohtaiset piikit, ja pyrkii lämmittämään taloa ennen ja jälkeen energiankulutuksen huipun.
 

Tiedätkö, kuinka paljon kulutat energiaa asumisessa?

”Se on varmaankin paljon, koska talvet ovat niin kylmiä Suomessa”, kertoo vaihto-oppilas Dorota.

Projektin alussa kerätään tietoa Yo-kylän asukkaiden energiankäyttöön liittyvistä tottumuksista. Heitä voi olla haastavaa motivoida säästämään energiaa, koska sähkö- ja lämmityskulut kuuluvat vuokraan.

”Jotkut asukkaat avaavat ikkunoita, koska on huono ilma. Jotkut taas ovat jopa lämmittäneet asuntojaan uuneilla”, kertoo hankkeen asukasyhteistyöstä vastaava Ritva Salminiitty.

Yo-kylässä tehdyn kyselytutkimuksen perusteella ihmiset kyllä ovat kiinnostuneita ympäristöasioista. 

”Mutta he eivät välttämättä tiedä, miten voisivat vaikuttaa ja mitkä asiat ovat ratkaisevia ympäristöasioiden kannalta.”

Apuun tulevat vertaismentorit. He perehtyvät hankkeeseen, keräävät asukkaiden näkemyksiä sekä suunnittelevat ja luovat uutta toimintaa Yo-kylään. Tarkoitus on, että he voisivat tukea muita toimimaan energiatehokkuuden edistämiseksi.

”Ajatuksena on, että emme mieti asioita asukkaiden puolesta, vaan yritämme heti löytää ydinryhmän, jota tuemme keksimään ratkaisuja, jotka sopisivat muille Yo-kylän asukkaille”, sanoo Salminiitty.

”Usein ihmisiä ajatellaan vain kuluttajina, mutta kyllähän ihmisillä on oikeuksia vaikuttaa poliittisiin päättäjiin, toimia mielipidevaikuttajina ja vaatia vuokranantajilta kestävän kehityksen mukaisia päätöksiä. Ihmisten osallisuutta näissä energia-asioissa ei pitäisi nähdä pelkästään kuluttajaroolin kautta.”

Teknologiset ratkaisut vaativat käyttäjäkokemusta. 

”Kun muutoksien toteuttaminen alkaa, keskustelemme asukkaiden kanssa siitä, miltä ne tuntuvat ja mitä voisi tehdä paremmin.” 

Mentoreita haettiin Yo-kylän asukkaista. Yksi heistä on Sachin Kochrekar, joka on kemian tohtori­opiskelija Turun yliopistolla.

”Kesä olisi ollut hyvä aika aktiviteeteille, mutta koronan takia jouduimme järjestämään ainoastaan pienempiä tapahtumia. Pian tulemme olemaan aktiivisempia”, Kochrekar sanoo.

Suurin tapahtuma tähän mennessä on ollut aarteenmetsästys ympäri Yo-kylää. Aarteet oli kätketty paikkoihin, jotka mentorien mielestä ovat tärkeitä projektille, kuten aurinkopaneelikattoinen Aitiopaikka.

Kaikki aarteet oli löydetty, mistä mentorit päättelivät tapahtuman saavuttaneen asukkaat.

”Tulemme pian olemaan yhteydessä TYS:in asukastoimikuntiin. Uskon, että se auttaa meitä saavuttamaan lisää näkyvyyttä”, toivoo mentori Martina Angeleri, joka on biologian tohtoriopiskelija Turun yliopistolla.

Mentorit tavoittelevat näkyvyyttä sosiaalisen median kautta, ja avaavat piakkoin tilit Facebookiin ja Instagramiin nimellä EnergyPositiveTurku. 

Mentorien mukaan muut Response-hankkeen kaupungit ovat olleet kiinnostuneita ideasta järjestää vertaismentoreita ja aikovat mahdollisesti kokeilla mallia.

Response-hankkeen kohteet kartalla. Ylioppiskylän läntisen osan kartta.

Jotta Yo-kylän alueesta saataisiin energiapositiivinen, energiaa on tarkoitus myös tuottaa sen säästämisen ohella. Tavoitteena on 120–130 % energian­tuotto suhteessa alueen kulutukseen.

Suuren mittakaavan ratkaisuina toimivat ­lämmitys- ja viilennysjärjestelmät, energiavirtojen optimointi sekä kehittyneet varastointijärjestelmät.

Nummenrantaan ja läntisen Yo-kylän taloihin tullaan asentamaan aurinkopaneeleita. Niiden elinkaari on ainakin 30 vuotta, kertoo projektissa toimivan Uusi Energia -tutkimusryhmän tutkimusvastaava Samuli Ranta.

Ryhmä toimii Turun ammattikorkeakoulun alaisuudessa. Se tutkii kestävää sähköntuotantoa ja hajautettuja energiajärjestelmiä.

Sähköä on Yo-kylän alueella tarkoitus varastoida järjestelmään, joka perustuu kahteen litiumakkuun. Toinen niistä on sähköautosta uusiokäyttöön muokattu akku.

Kummankin akun kapasiteetti on noin 50 kWh. Vertauksena puhelimen akun lataus tyhjästä täyteen vie Vattenfallin sivujen mukaan 0,02 kWh.

Sähkövarastojen kapasiteetti on siis yhteensä noin 100 kWh, kun taas aurinkopaneelien avulla taloissa on omaa sähkötuotantoa useita satoja kilowattitunteja.

Hyvänä tuotantoajankohtana nämä akut olisivat Rannan mukaan täynnä reippaasti alle tunnissa, jos muuta kulutusta ei olisi.

Ei kuitenkaan ole tarvetta varastoida kaikkea aurinko­sähköä, mitä sähkön tuottaneessa rakennuksessa ei pystytä käyttämään, koska se voidaan käyttää myös naapurirakennuksessa.

”Normaalilla asuinalueella sähkön syöttäminen naapurille ei ole välttämättä taloudellisesti järkevää, sillä sähkö kiertäisi julkisen sähköverkon kautta, jolloin siihen lisättäisiin normaalit siirtohinnat ja verot”, Ranta sanoo.

Ylioppilaskylässä siirto on kuitenkin mahdollista, sillä Turun Ylioppilaskyläsäätiö (TYS) omistaa myös osan alueen pienjänniteverkosta.

Vaikka aurinkoenergia on näkyvä osa projektia, lämpöpumput ovat paljon suuremmassa roolissa energian tuottamisessa. Aurinkoenergian lisääminen vaatisi sähkön varastointikapasiteetin lisäämistä. Se taas on kallista. 

VTT:llä projektia vetävän erikoistutkija Mikko Virtasen mukaan lämpöpumpuilla toimiva energia­virtojen optimointi tulisi vuoden aikana tuottamaan noin kymmenen kertaa enemmän energiaa kuin aurinkopaneelit.

Alueen energiapositiivisuus perustuisi juuri tähän lämpöpumppuja hyödyntävään järjestelmään. 

Järjestelmä käyttää lämmönlähteenä Turku Energian kaukokylmäverkon paluuvirtaa, joka on hukkalämpöä. Normaalisti kiinteistöjen jäähdytyksessä kerättävä lämpö vain siirretään ulkoilmaan. 

Järjestelmässä lämpöpumppu ottaa lämpöä kauko­kylmäverkon paluuvirrasta. Tämä lämpö höyrystää lämpöpumpun sisältämän nestemäisen kylmäaineen.

Höyrystynyt kylmäaine kulkee kompressorin läpi, mikä puristaa aineen pienempään tilaan. Se taas nostaa höyryn lämpöä ja painetta. 

Kylmäainehöyry johdetaan lauhduttimeen, missä se jäähtyy lämmittäessään lämmitysverkon vettä. Kylmäaine tiivistyy nesteeksi, minkä jälkeen se johdetaan takaisin höyrystimeen paineenalennusventtiilin kautta, mikä alentaa lisää kylmäaineen lämpöä ja painetta.

Näin järjestelmässä lämpöpumppu tuottaa sekä kylmää kaukokylmäverkkoon että lämmintä kaukolämpöverkkoon, Yo-kylän aluelämpöverkkoon ja Tyyssijan lämmitykseen.

Osa lämmöstä varastoidaan faasimuutosvaraajiin. Faasimuutosvaraajien hyöty perustuu aineen faasin muutoksessa vapautuvaan ja varautuvaan energiaan, esim. veden jäätyessä ja jään sulaessa. 

Faasin muutoksessa materiaalin massaa kohden varautuu moninkertaisesti enemmän energiaa kuin materiaalia lämmitettäessä.

Faasimuutosvaraajien tulemista on odoteltu pitkään, mutta niiden hinta ei ole ollut kilpailukykyinen.

Virtanen kertoo, että uuteen Tyyssija-rakennukseen on tulossa kuusi kappaletta 14 kWh faasimuutosvaraajaa. 

”Niiden käyttötarkoitus on toimia puskurivarastona lämpimälle käyttövedelle lämminvesivaraajan tapaan.”

Toista, suurempaa faasinmuutosvaraajaa kaavaillaan Tyyssijan vieressä sijaitsevan ja käytöstä poistuvan lämmönjakokeskuksen paikalle.

Alue tuottaisi nettona suunnitelmien mukaan vuodessa 3 758 MWh energiaa ja käyttäisi muuta kuin itse tuottamaansa energiaa 2 491 MWh, josta 2 221 MWh olisi sähköä.

Vertauksen vuoksi keskiverto yhden asukkaan kerrostalotalous kuluttaa sähköä vuodessa noin 1,4 MWh.
 

TYS:n uudiskohde Tyyssija rakenteilla lokakuussa 2021.
Tyyssija on muuttovalmis vuoden 2022 tammikuussa.
 

Tyyssijaan ja remontoitavien läntisen yo-kylän talojen välille rakennetaan kokeiluna tasavirtainen mikroverkko, joka hyödyntää matalajännitteistä tasavirtateknologiaa (LVDC).

Normaalisti asuinalueiden sähköverkossa sähköä tuotetaan kaukana käyttöpaikasta, josta se jaetaan sähkölinjoja pitkin naapurustoille käytettäväksi. 

Tähän pitkien matkojen sähköverkkoon on historiallisesti myös perustunut vaihtovirran etu. Pitkillä matkoilla tapahtuu sähköhävikkiä, joka on kuitenkin sitä pienempi, mitä suurempi on sähkön jännite.

Sähkö muutetaan korkeampaan jännitteeseen muuntajalla, mutta muuntaja toimii ainoastaan vaihtovirran kanssa. Tästä syystä vaihtovirta on ollut paras vaihtoehto tähän mennessä.

LVDC-teknologiaa hyödyntävässä mikroverkossa sähkön tuotanto on hajautettua, kun energiaa käyttävät talot muuttuvat energian tuottajiksi esim. aurinkopaneeleilla. Sähköverkon sisällä sähköä voidaan jakaa ylituotannon ja sähköntarpeen mukaan.

LVDC-teknologia voi olla suuressa roolissa tulevaisuudessa, kun tasavirtaiset sähköverkot mahdollisesti osittain korvaavat vaihtovirtaisia sähköverkkoja.

Ikituuriin ja Tyyssijaan tullaan asentamaan myös Vehicle-to-Grid-teknologiaa (V2G) hyödyntäviä sähkö­auton latauspisteitä.

V2G-teknologian avulla auton akusta voidaan ottaa sähköä sähköverkon tarpeisiin. Energiaa voidaan siis säilöä latauksessa oleviin sähköautoihin. Teknologia on kokeellista, eikä monessa sähköautossa ole tätä ominaisuutta. Siksi tässä hankkeessa se ei ole tärkeä energian varastointitapa.

”Siinä on se ongelma, että eihän me tiedetä kuinka usein siellä sellainen V2G-kelpoinen auto on kiinni. Ylioppilaskylä ei ole alueena V2G-autojen käyttäjäkunnan kannalta optimaalinen paikka. Ennemmin sen pitäisi olla täällä Kupittaan alueella, missä on paljon toimistorakennuksia ja yrityksiä”, sanoo Samuli Ranta.

Koska alueen kiinteät sähköenergiavarastot vastaavat kapasiteetiltaan noin kahta sähköauton akkua, on helppo kuvitella miten paljon V2G-teknologia voisi mahdollisesti kasvattaa sähkövarastojen kapasiteettia.

Tavoitteena on myös tehdä yhteistyötä autovuokrausfirman kanssa, jotta latauspisteille saataisiin yhteiskäyttöön sähköautoja. Tarkoituksena olisi myös, että nämä autot hyödyntäisivät mahdollisuuksien mukaan V2G-teknologiaa. 
 

Lue lisää

”Oli käytäväbileitä, yksiöbileitä, kaksiobileitä, useamman kerroksen bileitä...” – 12 asukasta kertoo: tätä kaikkea on ollut elämä Joukkilassa

Kumppanit, juhlat, pienet hetket – Ylioppilaskylästä on löytynyt kaikki. (6/2020)

Asumisen hinta nousee, vaikka Turkuun rakennetaan jatkuvasti uutta – opiskelijan tuloista menee niin suuri osa vuokraan, että sitä voi kutsua rasitteeksi

Nuoret eivät kaipaa omistusasuntoon. Sen sijoittajat ovat huomanneet. (3/2020)

Katso kuvat TYS:n uudesta Aitiopaikasta, josta sadat opiskelijat saavat ekologisen kodin

Persoonallisen muotoinen Aitiopaikka kätkee valkoisten seiniensä taaksee viehättävän sisäpihan, joka kannustaa yhteisölliseen opiskelija-asumiseen. (2018)