Kaikki aineistot
Lisää
Pohjois-Karjalan ELY-keskus selvitti teknisten rakenteiden tarvetta ja vaihtoehtoja vaelluskalakantojen hoidossa Pielisjoella ja Lieksanjoella. Kyseiset joet kuuluvat vaelluskalakantojen säilyttämisen suhteen kansallisen kalatiestrategian kärkikohteisiin Vuoksen vesistöalueella. Raporttiin on koottu jonkin verran taustatietoa myös Heinäveden/Juojärven reitiltä. Tarkastelussa esitetään kohdejokien eri tekniset vaihtoehdot, joilla voitaisiin edistää vaelluskalakantojen säilyttämistä. Vaihtoehtoja on käsitelty yleisellä tasolla eikä vaihtoehtojen valikoima ole täysin kattava. Esitetyt vaihtoehdot tarjoavat hyvän lähtökohdan jatkosuunnittelulle. Raportin sisältöön on vaikuttanut laaja joukko alan asiantuntijoita eikä tällaista katsausta ole ennen kyseisiltä joilta tehty. Raporttia laadittaessa on haettu vastausta kysymykseen, millä teknisten vaihtoehtojen yhdistelmillä ratkaistaan Lieksanjoella ja Pielisjoella parhaiten vaelluskalojen, erityisesti järvilohen ja järvitaimenen, mahdollisuus vaeltaa sekä ylä- että alavirtaan, eri olosuhteiden vaikutus ratkaisuihin ja miten emokalojen pyyntiä voidaan teknisten rakenteiden avulla kehittää. Vaihtoehtojen valikoima on varsin suuri ja toteutuksessa on sovitettava yhteen mm. vesivoimayhtiöiden ja kalatalouden intressit. Lohikalakantojen hoitoon on pyrittävä jatkossa saamaan aiempaa enemmän rahoitusta esimerkiksi Euroopan unionin rahoituslähteistä.
Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli tehdä kustannusarvio Siuronkosken vesivoimalaitoksen muutostöiden kustannuksista. Kustannusarvion avulla asiakas voi tehdä päätöksen projektin jatkototeutuksesta. Tämä opinnäytetyö tehtiin Kuljetinsähkö Tampere Oy:n asiakkaalle Siuronkosken vesivoimalaitokselle. Muutostöiden kustannusarviot tehtiin neljälle eri osa-alueelle. Modernisoinnin kohteena olivat herätegeneraattorit, ohjauskaappien ja koko vesivoimalaitoksen pääkatkaisijat, hydraulijärjestelmä ja logiikat. Kustannusarvion lähtökohtana oli antaa asiakkaalle työkalut, joilla voidaan vertailla eri laitevalmistajien tarjouksia, muutostöiden tuomia hyötyjä ja kustannuksia. Eri osa-alueilta haettiin mahdollisimman laajasti eri laitevalmistajia. Näin voitiin arvioida uusien laitteiden keskimääräiset hinnat ja antaa asiakkaalle mahdollisuus valita eri vaihtoehdoista mieleinen. Haettujen laitteiden hinnat taulukoitiin. Laitteiden hintatietojen lisäksi taulukkoon arvioitiin laitteiden sähköiset ja mekaaniset asennuskustannukset. Kustannusarvioon otettiin mukaan muutostöihin liittyvät lisäkustannukset. Hintatietojen ja uusista laitteista tehtyjen selvitysten avulla annettiin asiakkaalle kattava kuva muutostöiden kustannuksista ja uusien laitteiden valikoimasta. Luottamuksellinen tieto on poistettu opinnäytetyöstä.
Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli esittää automaatioratkaisu Mikkelissä sijaitsevaan pienvesivoimalaan demolaitetta hyväksi käyttäen. Työn tekemisen hetkellä vesivoimalan käynnistys ja sammutus tapahtui täysin manuaalisesti paikanpäällä. Työn tavoitteena oli luoda automaatiojärjestelmä, jonka avulla vesivoimalan käyttö tapahtuisi pelkästään automaattisesti. Toiminnallisia vaatimuksia olivat muun muassa ylemmän vesitason pinnankorkeuden tarkastelu, voimalan käynnistys- ja sammutusprosessin automatisointi, käynnistyksien ja sammuttamisien suorittaminen haluttuihin kellonaikoihin, datan kerääminen vedenpinnan korkeudesta, mahdollinen etäkäytettävyys, syötettävän sähköverkon tilan tarkastelu ja voimalassa sähköä tuottavan generaattorin taajuuden tarkastelu. Suurimmassa osassa tässä työssä oli kaiken automatiikan sydän, itse ohjelma, sekä sen luominen ja testaus. Työn yhtenä tarkoituksista olikin avata ohjelman tekemistä ja siinä huomioon otettavia asioita. Vesivoimalan automaatiojärjestelmän vaatimuksiin onnistuttiin vastaamaan hyvin, eikä mitään kriittisiä toimintoja edellä mainituista jäänyt huomiotta. Tosin etäkäytettävyyttä työhön ei ehditty sisällyttää, mutta vaihtoehtoja tutkittiin hieman. Työn alussa etäkäyttöön mietittiin GSM-ratkaisua, joka toimisi siten, että voimalaa voitaisiin ohjata tekstiviesteillä. Tämä osoittautui asiaksi, joka olisi vaatinut hieman laajempaa paneutumista, ja se päätettiin viime hetkillä jättää työn ulkopuolelle. Tehdystä järjestelmää ohjaavasta ohjelmasta onnistuttiin saamaan aikaan selkeä, viiteen eri osaan jaettu kokonaisuus. Voimalaa simuloivalla demolaitteella saatiin testattua niitä asioita, joita oli tarkoituskin. Työssä käytetty LOGO! 8 ja sen ohjelmoimiseen käytetty LOGO!Soft Comfort V8.0 olivat käytettävyydeltään selkeitä ja helppoja. Toiminnot olivat yksinkertaisia, mutta niillä pystyi toteuttamaan myös monimutkaisempia kokonaisuuksia. Ohjelman simulointi LOGO!Soft Comfortilla toimi erinomaisesti, ja sen avulla pystyttiin jo aikaisessa vaiheessa karsimaan pienempiä virheitä pois. Kyseinen logiikka oli myös juuri oikea valinta vesivoimalan automaatiojärjestelmän toteutuksessa. Vaikka etäkäytettävyyttä ei saatukaan tähän työhön sisällytettyä, nousi esiin toinen vaihtoehto sen toteuttamiseksi. GSM-yhteyksien sijaan tässä vaihtoehdossa käytettäisiin WLAN-yhteyttä. Tosin siinä missä ohjauksien käyttöliittymä olisi WLAN-ratkaisussa helpompi toteuttaa, jouduttaisiin siinä kiinnittämään paljon enemmän huomiota tietoturvallisuuteen vaikuttaviin seikkoihin. Kaiken kaikkiaan lopputulokseksi saatiin aikaan toimiva järjestelmä, jonka voisi asentaa työhön liittyvään vesivoimalaan.
Opinnäytetyö tehtiin Vaasa Engineering Oy:lle. Työssä tutkitaan tulevan Eurooppalaisen verkkosäännöksen määräyksien vaikutuksia vesivoimalaitoksille. Tutkimustyössä käytettiin ENTSO-e:n pilotti verkkosäännöstä jonka määräyksiä verrataan Suomalaisen kantaverkkoyhtiön FINGRID:n voimalaitosten järjestelmäteknisiin vaatimuksiin VJV 2007. Vaatimuksia ja vertailun tuloksia sovelletaan vesivoimalaitoksissa. Johtopäätökseksi muodostui, että verkkokoodin sisällön ymmärtäminen on haastavaa. Verkkokoodi on täysin omaa luokkaansa ja sen tulkinta vaatii todella paljon tutkimustyötä. ENTSO-e:n vaatimuksia sovelletaan tulevaisuudessa kaikkiin sen synkronisalueen määriteltyihin verkkoon liitettäviin generaattoreihin. Muutoksia verkkokoodin ja VJV 2007 välillä ilmenee lähinnä taajuuden osalta.
Tässä insinöörityössä tarkastellaan pienvesivoimalaitoksen automaatiosovelluksen suunnittelua ja toteutusta. Automaatiosovellukseen kuuluvat itse automaatio-ohjelmat, ohjauspaneelit sekä kommunikaatiorajapinnat kaukokäyttöjärjestelmään. Vanhan turbiinigeneraattorin (G1) automaatiojärjestelmä oli toteutettu toisen valmistajan laitteilla. Tämä järjestelmä korvattiin uusilla ABB:n laitteilla sovittaen vanhat apulaitteet ja -järjestelmät uuteen automaatioon. G1 koneiston turbiini on semi-Kaplan-tyyppinen. Uuden turbiinigeneraattorin (G2) automaatio suunnitellaan alusta alkaen turbiinitoimittajan antamiin tietoihin pohjautuen. G2 koneiston turbiini on bulb-tyyppinen. Projektin tehdas- ja työmaakoestukset suoritettiin yksikön testialueella ja voimalaitoksella. Koestuksissa käytiin läpi paljon kohtia joiden toiminta voitiin simuloida. Näiden koestuksien jälkeen laitoksen käyttöönotto on luotettavampaa, helpompaa ja siten kustannustehokkaampaa. Työssä löydettiin ratkaisu G1 koneiston modernisointiin ja G2 koneiston järjestelmän luontiin. G1 koneiston ja G2 koneiston automaatiojärjestelmien välinen tietoliikennöinti oli helpompi ja luotettavampi toteuttaa uusilla komponenteilla.
Opinnäytetyö toteutettiin PVO-Vesivoima Oy:n ja Tornionlaakson Sähkö Oy:n toimeksiannosta Jolmankosken vesivoimalaitokselle. Jolmankosken vesivoimalaitos on rakennettu 1955 ja sen omistavat puoleksi PVO-Vesivoima Oy ja Tornionlaakson Sähkö Oy. Laitoksen automaatiojärjestelmä ennen revisiota oli toteutettu vanhalla logiikalla vuodelta 2006. Vanhan logiikan automaatio-osaajien puute, sekä se että laitos haluttiin liittää UPM Energyn valvoman kaukokäyttöjärjestelmän piiriin, joka vaatisi logiikalta kehittyneemmän tiedonsiirtoprotokollan, päättivät omistajayritykset uusia automaatiojärjestelmän ja siihen liittyvät oheislaitteistot. Kaukokäyttöjärjestelmään liittyvät työt rajattiin pääosin opinnäytetyön ulkopuolelle. Teoriaosuudessa käydään läpi vesivoiman toimintaa ja vaikutuksia yleisesti, vesivoimaloiden rakennetta, esitellään omistajayritysten historiaa, sekä käydään tarkemmin läpi projektin kohteena olevan Jolmankosken vesivoimalaitoksen rakennetta ja laitteistoa. Työn käytännön osuudessa käydään läpi uudistuksessa vaadittuja laitteistojen purkutoimenpiteitä, uusien asennustoimenpiteitä sekä niiden yhteydessä ilmenneitä vikoja ja korjaustoimenpiteitä, valmiiden asennettujen laitteistojen testaamista sekä laitoksen käyttöönottoa ja uudistuneen laitoksen dokumentoinnin muokkaamista ja päivittämistä. Opinnäytetyön tuloksena saatiin onnistunut vesivoimalaitoksen automaatiojärjestelmän revision dokumentointi. Projektin onnistumisen myötä uuden kattavamman ja laadukkaamman automaatiojärjestelmän ansiosta laitosta on mahdollista kehittää ja uudistaa jatkossakin.
IEC 61850-standardi on VEOlla jo käytössä sähköasemilla. Nyt haluttiin selvittää sen soveltuvuutta myös vesivoimalaitoksille. Tätä varten oli oleellista selvittää standardin erityiskohdat vesivoimaa varten. Tärkeänä pidettiin myös PLC:eiden, releiden ja muiden laitteiden liityntämahdollisuuksia standardin mukaiseen väylään. IEC 61850-standardin tavoite on mahdollistaa älykkäiden laitteiden välinen kommunikointi, vaikka laitteet olisivatkin eri laitevalmistajilta. Standardi tekee tämän jakamalla funktiot osiin, LN:iksi, ja kuvailemalla nämä osat mahdollisimman geneerisesti. Tietoa hankittiin ensin itse standardista, minkä jälkeen siirryttiin etsimään mahdollisia liityntätapoja IEC 61850-väylään laitevalmistajien esitteistä ja manuaaleista. Standardi on tehty toimimaan myös mahdollisilla tulevaisuuden kommunikaatiomenetelmillä, mikä tekee siitä turvallisen sijoituksen. Releiden kanssa standardi toimii lähes poikkeuksetta, mutta PLC:eiden, magnetointijärjestelmien ja turbiinisäädinten valmistajat eivät ole hypänneet mukaan yhtä innokkaasti. Kaikista näistä silti löytyy ainakin jokin tuote, jonka voi liittää IEC 61850-standardin mukaiseen väylään. Vesivoimaa varten standardi sisältää LN:t vesivoimalaitoksissa esiintyviä asioita varten.
The thesis is part of Energy Storage in our Future Low Carbon Society Project, whose objective is to extend knowledge and gain information regarding energy storage methods, by creating demo environment in Technobothnia. The Vaasa region possesses a huge variety of companies operating in energy sector creating significant demand for research regarding energy field. The growth of renewable energy sources produces increasing demand for energy storage research. This research will focus on documenting information, planning and creating layout of pumped hydro energy storage (PHES) located in Technobothnia area. The theoretical part of research discusses the reasons of increased demand of energy storage systems generally and specifies the importance of pumped hydro energy storage systems among other available technologies. The thesis also includes the creation of simulation and piping and instrumentation diagram, to define the pumped hydro energy storage layout and functionality. The research main conclusions were the evaluation of the small-scale PHES systems by utilizing simulation to assess feasibility and functionality of the system, and the signification of head height increase to the efficiency.
Työ tehtiin Wind Controller Oy:lle, jonka tavoitteena oli parantaa tietämystä pienvesivoimalan toiminnasta. Työssä tutkittiin pienvesivoimalan toimintaa yleisesti ja sen hallinnassa vakiintuneita käytäntöjä. Työssä selvitettiin voimalan mitattavia ja ohjattavia arvoja sekä voimalan valvontaa ja turvallisuuskäytäntöjä. Lisäksi työssä hahmoteltiin mahdollista SCADA-järjestelmän asiakasnäkymää. Työ tehtiin hyödyntämällä vesivoimatekniikasta saatavilla olevaa kirjallisuutta. Mitattaviin ja ohjattaviin arvoihin liittyvää tietoa kerättiin haastattelemalla Koskienergian toimitusjohtaja Hannu Ruotsalaista Äänekoskella. SCADA-järjestelmän asiakasnäkymään ja sen kehitykseen liittyviin kysymyksiin saatiin myös vastauksia samassa haastattelussa. Opinnäytetyössä syntyvien tulosten pohjalta yritys saa käyttöönsä kirjallista materiaalia pienvesivoimaloissa käytetyistä komponenteista ja apujärjestelmistä. Materiaaleista tulee myös ilmi voimaloiden käyttöön, ohjaukseen ja valvontaan liittyviä tietoja sekä kehitettäviä tarpeita. Yritykselle tuotettiin myös hahmotelma valvontaan liittyvän SCADA-järjestelmän asiakasnäkymästä. SCADA-järjestelmän asiakasnäkymästä tulee ilmi asiakkaalle näkyviä tietoja voimalansa tiedoista ja tuotoista. Työssä tuli ilmi, että pienvesivoimalan ohjaaminen ja valvonta eroaa lainsäädän-nöllisesti jonkin verran suuren vesivoimalan valvonnasta. Tulevaisuudessa tietoa voimaloiden toiminnasta voisi kerätä hyödyntäen useampia tahoja, joilla pienvesivoimaloita on omistuksessaan. SCADA-järjestelmän asiakasnäkymään voisi liittää välilehtiä, joissa tulee ilmi tietoja voimalan lämpötiloista, tilatiedoista, hälytyksistä ja lokeista.
Opinnäytetyön aiheena on kahden vesivoimalaitoksen hiiliharjojen elinikä. Työn tarkoituksena oli selvittää kirjallisuuden avulla, mitkä tekijät vaikuttavat hiiliharjojen elinikään sekä tutkia, mistä kahden tutkimuksiin valitun voimalaitoksen generaattoreiden hiiliharjojen elinikäerot johtuvat. Työ kohdistuu kahteen Kemijoki Oy:n vesivoimalaitokseen Kemijoen vesistöalueella, joiden käyttö- ja kunnossapitotoiminnasta vastaa Caverion. Työssä käsiteltävät vesivoimalaitokset ovat Ossauskosken ja Valajaskosken voimalaitokset. Valajaskosken voimalaitoksessa hiiliharjat kuluvat reilusti nopeammin kuin Ossauskosken voimalaitoksessa. Kulumisen vuoksi hiiliharjoja on vaihdettava Valajaskoskella useammin, ja tästä seuraa ylimääräisiä taloudellisia kuluja. Työssä käytettäviä tutkimusmenetelmiä olivat anturimittaukset voimalaitoksilla sekä alan kirjallisuuden opiskelu. Antureilla mitattiin ilmankosteutta ja lämpötilaa voimalaitosten hiiliharjojen läheisyydestä. Muita työssä tutkittuja hiiliharjojen elinikään vaikuttavia tekijöitä olivat hiiliharjojen pitimien jousipaine, liukurenkaan kehänopeus, liukurenkaan lämpötila sekä hiiliharjojen ja liukurenkaiden välinen virtatiheys. Mittaustuloksia verrattiin toisiinsa ja kirjallisuuden antamiin raja-arvoihin. Opinnäytetyön tulosten ja laskelmien mukaan Valajaskoskella hiiliharjojen ja liukurenkaiden välinen virtatiheys on liian pieni, ja sitä tulisi nostaa. Virtatiheyden suuruuteen voidaan vaikuttaa magnetointivirran lisäksi hiiliharjojen koolla ja määrällä. Pienempi hiiliharjojen kosketuspinnan kokonaispinta-ala nostaa virtatiheyttä.
Opinnäytetyön tarkoituksena oli kartoittaa Valkeakosken vesivoimalaitoksen kuntotilanne. Voimalaitos on ollut toiminnassa 1950 lähtien ilman mainittavia huoltoja ja ongelmia on alkanut ilmetä. Kuntotilannetta selvittämällä voidaan laitokseen tehtävät investoinnit suunnitella paremmin. Opinnäytetyössä esitellään Kaplan-turpiinivoimalan toimintaa ja keskeisten komponenttien tarkoitus. Lisäksi laitoskäynnin perusteella on kirjattu ongelmia ja ehdotettu korjaus- ja tarkastuskohteita. Kuntokartoitus toteutettiin tutkimalla alan kirjallisuutta, tutustumalla vastaaviin kunnostusprojekteihin, haastattelemalla asiantuntijoita ja laitoskäynnillä. Saatavilla olleen tiedon perusteella tehtiin korjaus-, tarkastus- ja modernisointiehdotuksia. Ratkaisujen tarkoituksena oli pidentää laitoksen elinikää ja kannattavuutta. Huollettuja vanhoja komponentteja voidaan hyödyntää tulevaisuuden isommassa revisiossa, mikä tarkoittaa pienempiä investointikustannuksia. Kuntokartoituksen perusteella saatiin laitoksen nykytilanteesta niin kattava kuva kuin ilman vesiteiden kuivaamista oli mahdollista. Opinnäytetyöhön käytettävä aika toimii kuitenkin rajoitteena työn laajuudelle. Työn tuloksena kehitettiin muutamia ratkaisuja laitoksen ongelmiin, mitkä eivät kuitenkaan olisi liian suuria investointeja hyötyyn nähden. Tulevat investointiratkaisut ovat hyvin pitkälti kiinni energian hintakehityksestä.
Opinnäytetyön aiheena käsiteltiin Kemijoki Oy:n vesivoimalaitoksien turbiinien kunnonvalvonnan digitalisointia. Työn päätavoite oli muodostaa käyttäjäystävällinen, selkeä ja toimiva nykyaikainen kunnonvalvonnan työkalu, josta saadaan hyötyä muun muassa investointien kohdistamiseen ja suunnitteluun sekä mahdollisten suurempien vaurioiden ehkäisyyn. Tavoitteena oli myös herättää ajattelua sähkömarkkinan vaikutuksista koneistojen kestävyyteen ja elinkaareen. Työn kohteena oli Valajaskosken, Petäjäskosken, Ossauskosken ja Taivalkosken voimalaitokset ja niiden koneistot. Tutkimusmenetelmänä työssä käytettiin toimintatutkimusta. Teoriaosuudessa käsiteltiin aiheeseen liittyviä merkittäviä asioita, muun muassa vesivoiman toimintaa, digitalisaatiota, digitalisaation haasteita ja mahdollisuuksia, kunnossapitoa ja kunnossapitolajeja. Kirjallisuuden lisäksi työssä hyödynnettiin myös asiantuntijoiden näkemyksiä omien oppien lisäksi. Työ muodostettiin tietokoneiden ja datan käsittelyn avulla. Työssä käytettävät laskenta-arvot määritettiin testaamalla eri lukuja ja näiden painoarvoja. Käytännön osuudessa käsiteltiin keskeisiä suorituskyvyn indikaattoreita eli KPI-arvoja. Kyseisessä osiossa visualisoitiin selityksineen työkalun käyttöä ja tulkitsemista. Työn tuloksissa esitettiin yrityksen arvoelementit, jotka havaittiin työn aikana, työstä saadut hyödyt sekä työn johtopäätökset ja kehittämisen jatkoaiheita sekä -kysymyksiä. Työn perusteella Kemijoki Oy:llä on paljon potentiaalia ja hyvät lähtökohdat kehittää voimalaitoksien kunnonvalvontaa.