4.10 Laskelmat
4.10.3 PAS-linjan anturoinnin kustannushyödyt
Edellä esitellyistä kaavoista voidaan laskea IoT-ratkaisujen hinnoittelulle erilaisia talousar-vioita. Kun anturoinnin vuosittainen kilometrihinta on matalampi kuin helikopteritarkas-tuksen vuosittainen hinta, voidaan alkaa miettiä, kannattaako anturien asentaminen laa-jemmin. Kaavoilla 3 ja 6 saadaan
ℎ
ℎ 𝑘ℎ ↔
ℎ𝑘∗𝑥Voidaan olettaa, että kaikki muuttujat ovat positiivisia lukuja, joten tästä saadaan
ℎ
2ℎ𝑘∗𝑥∗𝑖𝑎3∗ 𝑘∗𝑝𝑚 (8)
Sijoittamalla kaavaan tunnettuja arvoja ja suurpiirteisiä arvioita saadaan anturin vuosittais-ten kustannusvuosittais-ten alittavan helikopteritarkastuksen kustannukset, kun
ℎ ℎ ∗ ∗
𝑘𝑚
ℎ ∗ 𝑘𝑚
↕ ℎ
Laskussa käytetyt arviot: kopterin hinta 1000 €/h, myrskyjen määrä 20 kpl/vuosi, anturin elinikä 10 vuotta, helikopteritarkastusnopeus 30 km/h ja antureita asennetaan 8,3 kpl/km.
IoT-investoinnille on myös saatava tarpeeksi hyvä takaisinmaksuaika, jotta se on kannat-tava ratkaisu nykyisen tilalle. Jotta investointi nähdään järkevänä ja toimintakannat-tavan muutok-sen nähdään olevan vaivan arvoista, täytyy IoT-ratkaisun olla myös sijoittajan näkemykmuutok-sen mukaan järkevä. Takaisinmaksuaika lasketaan PAS-linjan tapauksessa kaavojen 3 ja 4 avulla
𝑡
ℎ𝑘∗𝑥ℎ𝑘
ℎ ∗ 𝑘 ℎ𝑘∗𝑥
12 𝑘𝑘∗𝑖𝑎∗ℎ𝑎+ℎ ∗ 𝑘
ℎ𝑘∗𝑥 (9)
Takaisinmaksuajan täytyy kuitenkin olla merkittävästi pienempi kuin IoT-anturien ennus-tettu elinikä, jotta ratkaisuun lähdetään investoimaan Carunan toimesta. Kaavan 9 avulla pystytään laskemaan anturin hinnalle vaadittavia arvoja eri pituisten takaisinmaksuaikojen saavuttamiseksi. Taulukossa 1 on esitetty tällä kaavalla laskettuja takaisinmaksuaikoja myrskyjen määrän ja anturin elinkaarikustannusten eri arvoilla.
Taulukko 1: PAS-anturoinnin takaisinmaksuajan arvoja muuttujien eri arvoilla.
Myrskyjen määrä Anturin
elinkaarikustannukset Takaisinmaksuaika
30 220 € 1,83 vuotta
25 220 € 2,2 vuotta
20 220 € 2,75 vuotta
15 220 € 3,67 vuotta
10 220 € 5,5 vuotta
30 160 € 1,33 vuotta
25 160 € 1,6 vuotta
20 160 € 2 vuotta
15 160 € 2,67 vuotta
10 160 € 4 vuotta
5 Johtopäätökset
Kohdekohtaisella kunnossapitomallilla ja huoltoaluemallilla on molemmilla sekä hyvät että huonot puolensa. Kohdekohtaisen mallin puolesta puhuu sen joustavuus ja kustannusten väliaikaisen nousun välttäminen, kun taas huoltoaluemalli vaikuttaisi tukevan yhdenmukai-suutta ja näin parantavan kunnossapitotyön laatua ja turvalliyhdenmukai-suutta. Huoltoaluemalli hel-pottaa urakoitsijan töiden suunnittelua ja toteutusta ja vaikuttaa järkevämmältä myös asi-akkaiden näkökulmasta. Kustannustenkin voi olettaa pysyvän matalampina pitkällä aikavä-lillä. Huoltoaluemalli ei kuitenkaan kokonaan pysty korvaamaan kohdekohtaista kunnossa-pitoa.
Huoltoaluemallin luomat mahdollisuudet ovat laaja-alaiset ja käyttöön otettuna malli toisi positiivisia näkökulmia monelle Carunan sidosryhmälle, erityisesti asiakkaille ja ura-koitsijoille. Näiden seikkojen valossa huoltoaluemalliin palaaminen olisi suositeltavaa.
IoT-teknologian mukaan tuominen muuttaa tarkastelua kohdekohtaista mallia suosi-vampaan suuntaan, sillä anturien avulla voidaan saada tietoja yksittäisistä korjausta vaati-vista kohteista, joille voidaan määrittää huoltoaluemallia joustavammin toimenpiteitä. Koh-dekohtaisen kunnossapidon periaate, oikea-aikaisuus, on monen sähköverkon IoT-sovel-luksen perusteena. Näin kohdekohtainen malli tukee paremmin IoT:n luomia mahdolli-suuksia ja kunnossapitomallia on helpompaa muokata kehittyvän teknologian ympärille.
IoT-teknologian laajempi käyttöönotto sähkönjakeluverkossa on vain ajan kysymys, sillä se mahdollistaa yhä laajemman verkon etäkäytön. IoT-anturien avulla voidaan tarkkailla verkkoa ja etsiä vikapaikkoja myös niissä tilanteissa, kun sähkönsyöttö verkkoon on keskey-tynyt, mikä voi nopeuttaa vikojen korjausta suurhäiriöiden aikana. Tämä mahdollistaa ta-loudelliset hyödyt toteutumattomien vikojen ja näiden kautta pienempien asiakkaille mak-settavien korvausten kautta.
Tällä hetkellä Carunan tarpeisiin järkevin tietoliikenneverkkoratkaisu on ominaisuuk-siensa puolesta LoRaWAN. Verkko on kustannustehokas, se kuuluu laajasti myös haja-asu-tusalueilla ja sen anturit ovat pitkäikäisiä, koska teknologiaa hyödyntävien laitteiden virran-kulutus on pientä.
Tämänhetkisten laskelmien ja arvioiden perusteella erityisesti käytössä olevien PAS-lin-jojen varustaminen antureilla olisi järkevää, jos niiden avulla pystyttäisiin korvaamaan myrskyjen jälkeiset, kävellen tai helikopterilla tehtävät tarkastukset. Jos anturien hinnat jat-kavat laskua ja myrskyjen määrä kasvaa, saavutettavat hyödyt muodostuvat yhä suurem-miksi.
Tykkylunta havaitsevien antureiden avulla pystytään muodostamaan nopeammin kuva ongelma-alueista talviolosuhteissa. Anturien asennus on kannattavaa, koska niiden avulla pystytään estämään merkittäviä vikoja vaikeakulkuisessa maastossa.
Muuntamoille ja jakokaappeihin asennettavien anturien kehitystä on seurattava. Hyödyl-lisillä ominaisuuksilla varustettuja antureita pilotoidaan tällä hetkellä, mutta merkittäviä tuloksia ei ole vielä saatu. Muuntamoiden ja jakokaappien turvallisuutta ja käyttöä paranta-ville antureille on kuitenkin kysyntää.
Jakeluverkon kunnossapidon nykytilaa ja ennustettavissa olevaa tulevaisuutta tarkastel-lessa parhaaksi malliksi osoittautuu kohdekohtaista ja huoltoaluemallia yhdistelevä hybri-dimalli. Raivaus- ja tarkastustyön muuttaminen pääosin huoltoaluemallimuotoiseksi tuo myös suurimman osan tehtävistä korjauksista huoltoaluemallin mukaiseen kiertoon, mutta sallii korjaustöiden teon joustavammin muilla alueilla.
Suurimmaksi osaksi teoreettiselta pohjalta tehdyn työn perusteella voi antaa arvioita eri tekniikoiden mahdollisuuksista, mutta käytännössä eri tekniikoiden toimivuus selviää vasta kokeilujen ja laajemman soveltamisen yhteydessä. Tämän työn tulosten perusteella on suo-siteltavaa jatkaa IoT-laitteiden pilotointia nykyistä laajemmin, ja anturien käytön yhä laaje-tessa IoT-raporttien ja -käyttöliittymän kehitys Carunan tarpeisiin tulee ajankohtaiseksi.
Viranomaisten kanssa on selvitettävä, missä mittakaavassa IoT-teknologia voi korvata paikan päällä tehtäviä tarkastuksia myös virallisesta näkökulmasta. Ilman viranomaishy-väksyntää merkittävä osa tässä työssä tarkastellusta IoT:n potentiaalista jää hyödyntämättä.
Lähteet
Caruna. 2020a.Vuosiraportti 2019[verkkoaineisto]. [viitattu 2.12.2020]. Caruna Oy. La-dattavissa:https://www.caruna.fi/caruna/vuosiraportti2019.
Caruna. 2020b.Yleisesitys: Säänkestävää kehitystä - tämä on Caruna. Carunan yritys-esitysmateriaali.
Caruna. 2020c.Espoolaisille lapsille sähköturvallisempi koulumatka Carunan IoT-pilotin avulla[verkkoaineisto]. [viitattu 2.12.2020]. Saatavissa: https://www.caruna.fi/ajankoh-taista/espoolaisille-lapsille-sahkoturvallisempi-koulumatka-carunan-iot-pilotin-avulla.
Caruna. 2021a.Sähköverkon käyttö ja kunnossapito[verkkoaineisto]. [viitattu 5.1.2021]
Saatavissa: https://www.caruna.fi/vastuullisuus/hankintaketju/sahkoverkon-kaytto-ja-kunnossapito.
Caruna, 2021b.Strategia ja arvot[verkkoaineisto]. [viitattu 7.3.2021]. Saatavissa:
https://www.caruna.fi/tietoa-meista/caruna-yrityksena/strategia-ja-arvot.
Digita. 2019.Miten IoT auttaa sähköyhtiöitä[verkkoaineisto]. [viitattu 1.2.2021]. Ladatta-vissa:
https://www.digita.fi/etusivu/palvelut-yrityksille/iot/ratkaisut/sahko-verkko/?gclid=EAIaIQobChMIyqDp4Z7I7gIVBGgYCh2_VQzdEAAYASAAEgLlpvD_BwE.
Digita. 2021a.LoRaWAN-teknologia[verkkoaineisto]. [viitattu 1.2.2021] Saatavissa:
https://www.digita.fi/etusivu/palvelut-yrityksille/iot/lorawan-teknologia/.
Digita. 2021b.IoT:n kartta[verkkoaineisto]. [viitattu 1.2.2021]. Saatavissa:
https://www.digita.fi/iotn-kartta/.
Elisa. 2021.Kuuluvuuskartta[verkkoaineisto]. [viitattu 12.2.2021]. Saatavissa:
https://elisa.fi/kuuluvuus/#.
Energiavirasto, 2018.Valvontamenetelmät neljännellä 1.1.2016 - 31.12.2019 ja viidennellä 1.1.2020 - 31.12.2023 valvontajaksolla. Sähkön jakeluverkkotoiminta, Sähkön suurjännit-teinen jakeluverkkotoiminta[verkkoaineisto]. [viitattu 12.2.2021]. Ladattavissa:
https://energiavirasto.fi/documents/11120570/12766832/Valvontamenetelm%C3%A4t-
s%C3%A4hk%C3%B6njakelu-2016-2023.pdf/72eac45f-4fe0-6b0a-d5f7-e89ee97b89fc/Valvontamenetelm%C3%A4t-s%C3%A4hk%C3%B6njakelu-2016-2023.pdf.
Enerim. 2020.Tykkylumianturi ukkosjohtimessa. Valokuva. Enerim Oy.
Fingrid. 2021.Karttapalvelu, Kotkanaukko, Rymättylä[verkkoaineisto]. [viitattu 29.3.2021]. Saatavissa:https://fingrid.navici.com/.
Heliwest. 2020.Tykkylumianturi. Valokuva. Heliwest Oy.
Ilmatieteen laitos. 2021.Tuulitilastot[verkkoaineisto]. [viitattu 1.3.2021]. Saatavissa:
https://www.ilmatieteenlaitos.fi/tuulitilastot.
Karttunen, V. 2019.Verkko-omaisuuden hallintapolitiikka. Carunan sisäinen materiaali.
Korpela, T. 2011.Selvitys 20 kV verkon käyttövarmuuden parantamiseksi maakaapeloin-nilla. Opinnäytetyö. Tampereen ammattikorkeakoulu, Sähkötekniikka, Sähkövoimatek-niikka. Tampere. 64 s.
Leppänen, P. 2021.Kaatuneen pylvään orsi. Valokuva. Yleisradio. [viitattu 1.3.2021]. Saa-tavissa:https://yle.fi/uutiset/3-11734535.
LoRa Alliance. 2021.What is LoRaWAN Specification[verkkoaineisto]. [viitattu 19.3.2021]. Saatavissa:https://lora-alliance.org/about-lorawan/.
Länsi-Suomen merivartiosto. 2021.Vääntynyt sähköpylväs. Valokuva. [viitattu 1.3.2021].
Saatavissa:https://twitter.com/meriraja/status/1349283604367605760.
Manyika, J. et al. 2015.The Internet of Things: Mapping the value beyond the hype [verk-koaineisto]. McKinsey Global Institute. [viitattu 10.2.2021]. Saatavissa:
https://www.mckinsey.com/~/media/McKinsey/Industries/Technology%20Me- dia%20and%20Telecommunications/High%20Tech/Our%20Insights/The%20Inter-
net%20of%20Things%20The%20value%20of%20digitizing%20the%20physi-cal%20world/The-Internet-of-things-Mapping-the-value-beyond-the-hype.ashx.
Mohan, V. 2018.10 things about LoRaWAN & NB-IoT[verkkoaineisto]. [viitattu
19.3.2021]. Saatavissa:https://blog.semtech.com/title-10-things-about-lorawan-nb-iot.
Määttä, K. 2020.Tykkylumianturitesti. Valokuva. Eltel Networks Pohjoinen Oy.
Paajanen, V. 2019.Dronelämpökuvaus energia-alalla. Opinnäytetyö. Lahden ammattikor-keakoulu, Ympäristö- ja energiatekniikka. Lahti. 64 s.
Palmumaa, P. 2020.Tykkylumianturi ja lintuheijastin linjalla. Valokuva. Caruna Oy.
Palmumaa, P. et al. 2020.Kunnossapitokäsikirja. Carunan sisäinen materiaali.
Paloheimo, P. 2021.Teimme vertailun - valokuitu vai 5G?[verkkoaineisto]. Lounea Oy.
[viitattu 19.3.2021] Saatavissa:https://www.lounea.fi/teimme-vertailun-valokuitu-vai-5g.
Petari. 2021.Guppy-anturi[verkkoaineisto]. [viitattu 17.3.2021]. Saatavissa:
https://www.petari.fi/tuote/guppy-kompakti-omalla-virtalahteella-oleva-gps-paikannus-laite/.
Rauhalammi, I. 2020.Internet of Thingsin hyödynnettävyys sähkönjakeluverkon kun-nossapidossa. Diplomityö. Lappeenrannan-Lahden teknillinen yliopisto LUT, LUT School of Energy Systems. Espoo. 101 s.
Satuli, H. 2020. Näin Suomi sähköistettiin. Energiavirtaa-lehti. Vol. 1/2020. ISSN 1456-7091.
Seneviratne, P. 2019.Beginning LoRa Radio Networks with Arduino.Berkeley, California, USA: Apress. 309 s. ISBN 978-1-4842-4357-2.
SFS 6000-6:2017. 2017.Pienjännitesähköasennukset. Osa 6: Tarkastukset. 3. painos. Hel-sinki. Suomen standardisoimisliitto. 31 s.
SFS 6001:2018. 2018.Suurjännitesähköasennukset. 5. painos. Helsinki. Suomen standar-disoimisliitto. 155 s.
SFS 6002. 2015.Sähkötyöturvallisuus. 3. painos. Helsinki. Suomen standardisoimisliitto.
69 s.
use) of products. Part 1: Principles and general requirements. Helsinki, Brussels.
Suomen standardisoimisliitto ja CENELEC. 132 s.
SKM Market Predictor AS. 2019. Sähköntuotannon skenaariolaskelmat vuoteen 2050 [verkkoaineisto]. Työ- ja Elinkeinoministeriö TEM. [viitattu 24.3.2021]. Saatavissa:
https://tem.fi/documents/1410877/2132100/S%C3%A4hk%C3%B6ntuotannon+skenaa- riolaskelmat+vuoteen+2050+%E2%80%93+selvitys+22.2.2019/8d83651e-9f66-07e5- 4755-a2cb70585262/S%C3%A4hk%C3%B6ntuotannon+skenaariolaskelmat+vuo-teen+2050+%E2%80%93+selvitys+22.2.2019.pdf.
Sähköenergialiitto ry. 1997.Verkostosuositus TA 1:97. Verkonhaltijan toimesta tehtävät sekä omat käyttöönottotarkastukset. Helsinki.
Sähkömarkkinalaki 588/2013. Annettu Helsingissä 9.8.2013. Saatavissa: https://www.fin-lex.fi/fi/laki/ajantasa/2013/20130588.
Sähköturvallisuuslaki 1135/2016. Annettu Helsingissä 16.12.2016. Saatavissa:
https://www.finlex.fi/fi/laki/alkup/2016/20161135.
Thales Group. 2021.5G and IoT in 2021[verkkoaineisto]. [viitattu 17.2.2021]. Saatavissa:
https://www.thalesgroup.com/en/markets/digital-identity-and-security/iot/resources/in-novation-technology/5G-iot.
Violino, B. 2020.What 5G promises for IoT[verkkoaineisto]. [viitattu 17.2.2021]. Saata-vissa: https://www.networkworld.com/article/3584385/what-5g-brings-to-iot-today-and-tomorrow.html.