Sähkönkulutuksen analyysi ja aurinkosähkön hyödyntäminen jätevedenpuhdistamolla

Abstract

Jätevedenpuhdistamoiden energiatehokkuudelle ja päästöjen vähentämiselle asetetut vaatimukset kasvavat EU:n yhdyskuntajätevesidirektiivin uudistuksen myötä. Jätevedenpuhdistamoiden energiankulutus on merkittävä kustannus- ja ympäristötekijä, sillä jätevedenkäsittelyn eri prosessivaiheet kuluttavat runsaasti energiaa. Jätevedenpuhdistamot luokitellaan erityisen sopiviksi kohteiksi uusiutuvan energian tuotantolaitosten perustamiseen.

Opinnäytetyön toimeksiantajana toimi Someron Vesihuolto Oy, ja tutkimuskohteena oli yhtiön jätevedenpuhdistamo. Tavoitteena oli muodostaa kokonaiskuva jätevedenpuhdistamon sähkönkulutuksen nykytilasta eri ajanjaksoina, erilaisissa virtaamatilanteissa sekä prosessivaiheiden välillä. Tavoitteena oli tunnistaa merkittävimmät kehityskohteet, tarjota valmiuksia sähkönkulutuksen optimointiin ja lisätä tietoisuutta sähkön kulutuksen rakenteesta. Tutkimustulosten pohjalta oli tavoitteena laatia selvitys aurinkosähköjärjestelmän kannattavasta mitoituksesta suhteessa jätevedenpuhdistamon kulutusprofiiliin.

Opinnäytetyö toteutettiin käytännönläheisenä kehittämistutkimuksena, jossa yhdistyivät teoreettinen viitekehys ja puhdistamon toiminnasta kerätty aineisto. Tutkimuksessa analysoitiin jätevedenpuhdistamon sähkönkulutusta eri ajanjaksoina, virtaamatilanteissa ja prosessivaiheissa. Aineisto koostui vuosien 2022–2024 kulutusraporteista, joista vuoden 2024 tuntikohtainen data mahdollisti kulutuksen yksityiskohtaisen tarkastelun. Lisäksi hyödynnettiin prosessiautomaation tietoja, laitteiden teknisiä manuaaleja sekä paikan päällä tehtyjä mittauksia ja havaintoja.

Tulokset osoittivat, että sähkönkulutuksessa esiintyi huomattavaa vaihtelua. Suurimmat prosessikohtaiset sähkönkuluttajat olivat ilmastus sekä suodatus ja desinfiointi. Kulutuksen vaihteluihin vaikuttivat jäteveden virtaamien ja lämpötilojen muutokset sekä laitekantaan ja prosessinohjaukseen tehdyt muutokset. Kehittämisehdotukset kohdistuivat merkittävien kuluttajien energiatehokkuuden parantamiseen, reaaliaikaisen kulutusseurannan käyttöönottoon, hule- ja vuotovesien hallintaan sekä aurinkosähkön hyödyntämiseen. Aurinkopaneelijärjestelmän mitoitus perustui kesäkuukausien keskimääräisten päiväkulutusten tarkasteluun. Johtopäätöksinä todettiin, että tarkempi energiaseuranta, prosessien optimointi ja uusiutuvan energian hyödyntäminen tarjoavat merkittäviä mahdollisuuksia energiatehokkuuden parantamiseen jätevedenpuhdistamolla.