Energianmittarointijärjestelmä

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli toteuttaa energiamittausjärjestelmän opetusympäristö Metropolian Vantaan yksikköön. Opetusympäristön tarkoituksena oli mahdollistaa ja havainnollistaa erilaisten energiamuotojen mittausta sekä analysointia osana energiatehokkuutta. Järjestelmän tarkoitus oli lisäksi mahdollistaa sähkönlaadun analysointia ja raportointia, joita voidaan hyödyntää sähkötekniikan opinnoissa. Lisäksi järjestelmään toteutettiin mahdollisuus muutamien eri sähkömoottorityyppien energiatehokkuuden tarkasteluun.

Tutkimusmenetelmänä opinnäytetyössä käytettiin konstruktiivista tutkimusmenetelmää. Konstruktiivisessa tutkimuksessa pyritään ratkaisemaan käytännön ongelma ja tuottamaan kontribuutiota sille tieteenalalle, jolla sitä käytetään. Tässä opinnäytetyössä oli käytännön haasteena toteuttaa opetusympäristö monipuolisella mittaroinnilla, joka myös vastaa viimeisimpiä tarpeita käytännön sovelluksissa yritysmaailmassa. Opinnäytetyöhön on taustaksi kerätty aineistoa mittaroinnin merkityksestä energiatehokkuudessa. Teoriaosuudessa on kuvattu kuinka ilmaston muutokseen ja energiankäyttöön liittyvistä toimenpiteistä päädytään energiatehokkuusvaatimuksiin, joissa mittaroinnilla, raporteilla ja analysoinnilla on merkittävä osuus.

Mittareiden liittäminen kiinteistöön ei kaikilta osin onnistunut parhaalla mahdollisella tavalla, jotta saataisiin todellista kiinteistön energiankulutustietoa. Kiinteistön järjestelmiin ei järjestynyt lupaa liittyä mikäli se aiheuttaisi muutoksia LVIS-piirustuksiin tai asennuksiin. Järjestelmä onnistuttiin kuitenkin toteuttamaan opetuskäyttöön riittävällä kattavuudella ja käytännön sovellettavuudella

Työn tuloksena syntyi opetusympäristö, jota voi käyttää osana energiatehokkuuden opetusta havainnollistamaan ja käytännössä opettamaan mittareiden liittämistä energianhallintajärjestelmään. Lisäksi järjestelmässä voi tutustua kulutusraportteihin ja sähkönlaadun analysointiin. Opinnäytetyössä suunniteltiin muutama harjoitustyö, jotka toimivat järjestelmän opetuksessa. Opinnäytetyö toimii myös järjestelmän dokumentaationa ja käsikirjana.

The goal of the thesis was to implement an energy measurement system for teaching purposes at Metropolia UAS Vantaa campus. The teaching environment enables the measurement of different forms of energies and demonstrates how to analyze the measurements related to energy efficiency. Furthermore, the purpose of the system was also to be able to measure and analyze the quality of the electricity and generate reports that can be applied in electrical engineering teaching. Implementation also included the possibility to study a different kinds of electric motors and how they are related to energy efficiency.

The research method was chosen to be a constructive method where the goal is to solve a practical problem and provide contribution for the specific discipline where it is applied. In this thesis the practical problem was to implement teaching environment with a versatile metering that at the same time fulfills the latest needs in real world applications. As background information the thesis contains a theory of the importance of metering in energy efficiency. The theory part also describes how the climate change and the energy usage finally turns into reality and influences energy efficiency requirements where the metering, reports and analyzation play an important role.

Integration of the metering in the existing system did not succeed very well in order to get the real measurement data from the energy consumption of the building. The reason was that the system had to be implemented in a way that does not require the update of the existing electrical drawings nor the new installations. In the end the system was implemented in a way that was adequate and covered the essentials for the teaching purposes at a practical level.

As a result of this thesis, a teaching environment that can be used to study and demonstrate the energy efficiency and teach in a practical way how to integrate the energy metering into energy management system was implemented. Furthermore, the implemented system can be used for studying the reporting and electricity quality analysis. One part of the thesis was to plan a few basic laboratory works that will create a basis for system learning. The purpose of this thesis was also to be a documentation and serve as a handbook for the system.