Vielä muutama vuosi sitten sähkön käyttö oli monelle kotitaloudelle lähes näkymätöntä. Sähköä käytettiin silloin kun sitä tarvittiin, lämmitys ja lämmin käyttövesi toimivat omilla säädöillään ja lasku tuli kerran kuukaudessa.
Harva seurasi sähkön tuntihintaa, eikä siihen useimmissa sopimuksissa ollut erityistä syytäkään. Pesukone käynnistettiin kun pyykkiä oli tarpeeksi ja auton lataus silloin kun auto oli kotona.
Sähkön käyttö ei ollut päivittäinen optimointitehtävä. Se oli osa talon infrastruktuuria.
Pörssisähkö teki sähkön hinnasta näkyvän
Pörssisähkön yleistyminen ja suuret tuntihintaerot muuttivat tilannetta. Seuraavan päivän hinnat tulivat sovelluksiin ja samalla kotitalouksille avautui konkreettinen mahdollisuus vaikuttaa laskuun siirtämällä kulutusta ajassa.
Käytännössä tämä tarkoittaa esimerkiksi sähköauton latauksen, astian- ja pyykinpesun, käyttöveden lämmityksen tai osan tilojen lämmityksestä siirtämistä edullisemmille tunneille. Kun kyse on useiden kilowattien kuormista, ajoituksella voi olla todellinen vaikutus kustannuksiin.
Optimointi tuli siis osaksi arkea. Samalla syntyi kuitenkin toinen kysymys: kuinka paljon käyttäjän pitäisi joutua itse tekemään sitä?
Kuinka paljon aikaa optimointiin käytetään?
Opinnäytetyössäni Kotitalouksien osallistuminen sähkönkulutuksen säätöön tarkasteltiin myös sitä, kuinka paljon aikaa kotitaloudet käyttävät sähkön optimointiin päivittäin.
Kyselyssä suurin osa optimointia tekevistä käytti siihen melko vähän aikaa: noin 59 prosenttia 1–5 minuuttia päivässä ja noin 17 prosenttia 6–10 minuuttia. Osa käytti enemmän ja pieni osa ei käyttänyt päivittäiseen optimointiin lainkaan aikaa.
Muutama minuutti kuulostaa vähäiseltä. Käytännössä se voi olla hintojen tarkistamista, auton latauksen siirtämistä tai lämmityksen ja käyttöveden ajastusten muuttamista. Kun sama toistuu lähes joka päivä, siitä muodostuu uusi rutiini.
Optimoinnin tavoitteen ei kuitenkaan pitäisi olla lisätä energianhallintaan käytettyä aikaa. Parempi tavoite on vähentää sitä.
Optimoinnin paradoksi
Kun kodin energiajärjestelmä muuttuu monimutkaisemmaksi, päätöksenteko siirtyy helposti käyttäjälle. Seuraavan päivän hinta tarkistetaan, sähköauton latausta siirretään, lämmitystä säädetään ja omaa tuotantoa yritetään hyödyntää mahdollisimman hyvin.
Lyhyellä aikavälillä tämä toimii. Samalla kotitaloudesta tulee kuitenkin pienimuotoinen energianhallinnan operaattori.
Laajassa mittakaavassa ratkaisu ei voi perustua siihen, että suuri määrä kotitalouksia tekee samoja päätöksiä käsin joka päivä. Joustoa tarvitaan, mutta sen käytön pitäisi siirtyä vähitellen järjestelmien ominaisuudeksi eikä käyttäjän jatkuvaksi tehtäväksi.
HEOMF kuvaa siirtymää käsin tekemisestä hallittuun järjestelmään
Tätä kehitystä voidaan tarkastella HEOMF – Home Energy Optimization Maturity Framework -mallin avulla. Malli ei mittaa laitteiden määrää, vaan sitä, millä perusteella energiajärjestelmä tekee päätöksiä ja kuinka hallitusti se toimii.
- Taso 0 – passiivinen: energiankäyttöä ei aktiivisesti optimoida.
- Taso 1 – hintatietoinen: kulutusta siirretään hinnan perusteella.
- Taso 2 – rajoitteet huomioiva: hinnan lisäksi päätöksissä huomioidaan esimerkiksi teho, hyötysuhde ja mukavuusrajat.
- Taso 3 – monimuuttujainen ja ennustava: useita kuormia ja tulevaa tilannetta sovitetaan yhteen.
- Taso 4 – järjestelmätason osallistuja: kotitalous voi osallistua myös ulkoiseen joustoon tai markkinaan.
Korkeampi kypsyystaso ei itsessään takaa sitä, että käyttäjän työmäärä pienenee. Hyvin toteutetussa järjestelmässä kehityksen pitäisi kuitenkin kulkea juuri siihen suuntaan: mitä enemmän päätöksentekoa automatisoidaan, sitä vähemmän käyttäjän tarvitsee seurata yksittäisiä tuntihintoja tai tehdä samoja toistuvia valintoja käsin.
Hyvä optimointi ei näy päivittäisenä työnä
Kun energianhallinta on rakennettu hyvin, hintojen lukeminen, kuormien priorisointi ja turvallisten rajojen valvonta tapahtuvat automaattisesti. Käyttäjän tehtäväksi jää tavoitteen määrittäminen ja tarvittaessa poikkeustilanteeseen puuttuminen.
Järjestelmä voi esimerkiksi seurata hintaa ja sääennustetta, sovittaa lämmitystä rakennuksen tarpeeseen, ajoittaa sähköauton latauksen ja hyödyntää aurinkotuotantoa ilman, että näitä päätöksiä pitää tehdä erikseen joka päivä.
Tavoite ei ole maksimoida automaation määrää. Tavoite on poistaa turha käsityö niistä päätöksistä, jotka järjestelmä pystyy tekemään luotettavasti itse.
Arkkitehtuuri ratkaisee, pysyykö automaatio hallittavana
Toimiva energianhallinta ei synny yhdestä sovelluksesta tai yksittäisestä älylaitteesta. Kun mittauksia ja ohjattavia kuormia tulee lisää, tarvitaan rakenne, jossa tieto, päätöksenteko ja laiteohjaus pysyvät erillään.
Mittaus kertoo, mitä talossa tapahtuu. Analyysi muodostaa tiedosta päätöksenteolle käyttökelpoisen tilannekuvan. Päätöslogiikka valitsee, mitä tehdään, ja ohjaus toteuttaa päätöksen fyysisissä laitteissa. Turvakerros varmistaa, ettei optimointi ohita järjestelmän rajoja.
Tätä rakennetta käsittelen tarkemmin Optimoinnin arkkitehtuuri -sarjassa.
Paras energianhallinta muuttuu taustalla toimivaksi infrastruktuuriksi
Hyvin toimivaa automaatiota ei tarvitse ajatella jatkuvasti. Sen pitäisi pitää asumismukavuus kunnossa, noudattaa sähköliittymän ja laitteiden rajoja sekä hyödyntää joustoa silloin kun siitä on oikeasti hyötyä.
Tässä mielessä energianhallinnan tavoite on tavallaan palata lähtötilanteeseen. Sähkön käytön pitäisi jälleen tuntua käyttäjälle yksinkertaiselta infrastruktuurilta – vaikka taustalla toimiva järjestelmä olisi paljon aiempaa älykkäämpi.
Optimointi ei saa olla uusi kotityö
Sähköautot, lämpöpumput, aurinkosähkö ja akustot tekevät kodeista yhä aktiivisempia energiajärjestelmän osia. Samalla niiden yhteensovittamiseen syntyy aidosti uusia mahdollisuuksia.
Ratkaisu ei kuitenkaan ole se, että asukas käyttää tulevaisuudessa enemmän aikaa sähkön hinnan, latauksen ja lämmityksen seuraamiseen. Parempi suunta on rakentaa järjestelmiä, joissa päätökset tapahtuvat automaattisesti, mutta käyttäjä säilyttää näkyvyyden ja hallinnan.
HEOMF-pääsivulta löydät kypsyysmallin, koko artikkelisarjan ja itsearvioinnin. Jos haluat nähdä, miten tämä ajattelu on rakentunut käytännössä omassa talossani, Case: Oma talo seuraa EnergyHubin kehitystä vaihe vaiheelta.