Pienjänniteverkon johtorakenteet

Kuten keskijännitejohtojen, myös pienjännitejohtojen valmistuksessa kuluvaa energiaa on arvioitu kaapeleita valmistavan Reka Kaapeli Oy:n vuonna 2007 valmistuksessa käyttä-män energian perusteella. Kaapeleita valmistavilla tehtailla kului sähköenergiaa keski-määrin 0,85 kWh/tuotettu kaapelikilogramma. Luvun perusteella lasketut esimerkkitu-lokset on esitetty taulukossa 15.

Taulukko 15. Eri johtimien valmistusvaiheessa kuluva energia sekä aiheutuvat hiilidioksidipäästöt.

Pituus [m] Paino [kg] Energiankulutus [kWh] CO2-päästöt [kg]

AXMK 4x70 1 000 1 380 1 173 264

AMKA 3x70+95 1 000 1 300 1 105 250

Kuljetus

Taulukossa 16 on esitetty esimerkkitulokset pienjännitejohtojen kuljetukseen kuluvasta energiasta ja aiheutuvista CO2-päästöistä. Tulokset on saatu johtojen painon sekä kulje-tettavan matkan (100 km) perusteella, kun johdot kuljetetaan osana täysperävaunullisen ajoneuvoyhdistelmän kuormaa.

Taulukko 16. Johtojen kuljetukseen kuluvat energiamäärät sekä laskemisessa käytetyt parametrit

Pituus [m] Paino [kg] Energiankulutus

[kWh]

Kuljetuksesta aiheutu-vat CO2-päästöt [kg]

AXMK 4x70 1 000 1 380 18 5

AMKA 3x70+95 1 000 1 300 17 4

Riippukierrejohtimen asennus ja käyttöönotto

• Tarvitaan: kaivuri, kuorma-auto nosturilla, työryhmäauto, pakettiauto, 3-5 työntekijää, asennusvälineet ja tarvikkeet

• Kesto: asentajien työ 70-125h/km, maastosuunnittelu 26-40 h/km, kaivu 35 h/km raivaus 25h/km

Maastosuunnittelijat käyvät kolmena päivänä pakettiautolla alueella ennen johdon asen-tamisajankohtaa, joten ajomatkaa kertyy 120 km ja polttoainetta kuluu 13,2 l. Energiaa kuluu noin 142 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu 35 kg. Raivausta varten työskentelee yksi henkilö maastosta ja olosuhteista riippuen noin 13 h. Raivaaja kulkee paikalle kahtena päivänä pakettiautolla. Ajomatkaa kertyy yhteensä 80 km. Auto kuluttaa energiaa noin 94 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu 23 kg. Lisäksi arvioidaan, että raivaussaha kuluttaa polttoainetta noin 1,4 l tunnissa, joten 13 tunnissa kuluu 18,2 l polttoainetta. Energiaa kuluu noin 237 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu 59 kg. Asentajat tulevat asennuspaikalle työryhmäautolla, jolla ajetaan neljän päivän aikana 160 km. Näin ollen dieseliä kuluu yh-teensä 27,2 l. Energiaa kuluu noin 292 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu 163 kg. Pylväiden kaivamista varten tarvitaan kaivuri, joka työskentelee yhteensä 18 h ja kuluttaa polttoai-netta 270 l. Energiaa kuluu noin 2 895 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu 718 kg. Asennus-työstä osa tehdään pylväiden yläpäissä. Työn voi tehdä kiipeämällä pylvääseen, mutta usein käytetään nostinta apuna. Tarvitaan siis kuorma-auto nosturilla, jonka oletetaan olevan käytössä 25 h. Lisäksi osa tarvikkeista tuodaan kuorma-autolla. Se tulee työmaal-le neljänä päivänä eli kilometrejä kertyy yhteensä 200. Polttoainetta kuluu yhteensä 330 l.

Energiaa kuluu noin 3 538 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu 878 kg. Tarvitaan myös ke-lauslaite, joka kuluttaa polttoainetta yhteensä noin 80 l. Energiaa kuluu noin 858 kWh ja

CO2-päästöjä aiheutuu 213 kg. Energiaa kuluu yhteensä 5 300kWh ja CO2-päästöjä ai-heutuu 1 325 kg.

Maakaapelien asennus ja käyttöönotto

Maakaapelit voidaan asentaa joko kaivamalla ne maahan tai käyttämällä auraustekniik-kaa, joka on nopeampaa kuin kaivaminen. Aurausta ei kuitenkaan voida aina käyttää vai-keakulkuisen maaston vuoksi. Asennuksessa kuluva aika riippuu merkittävästi maaston laadusta, johon kaapeli asennetaan.

• Tarvitaan: kaivuri, työryhmäauto, pakettiauto, 2-4 työntekijää, kelauslaite, asennusväli-neet ja tarvikkeet

• Kesto: olosuhteista riippuen kaivamalla kaivurityötä 130-200 h/km ja asennustyötä 200-440 h/km, auraamalla kaivurityötä 70 h/km ja asennustyötä 65-80 h/km

Kaivaen:

Maastosuunnittelijat käyvät kahtena päivänä pakettiautolla alueella ennen kaapelin asen-tamisajankohtaa, joten kilometrejä kertyy 80 ja polttoainetta kuluu 8,8 l. Energiaa kuluu noin 94 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu 23 kg. Asentajat tulevat asennuspaikalle työrmäautolla, jolla ajetaan yhdeksän päivän aikana 360 km. Näin ollen dieseliä kuluu yh-teensä 61,2 l. Energiaa kuluu noin 656 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu 163 kg. Käytetään kaivuria, jonka polttoaineen kulutus on 15 l/h. Asentamiseen kuluu kaivurilta aikaa noin 65 h ja polttoainetta kuluu 975 l. Energiaa kuluu noin 10 454 kWh ja CO2-päästöjä ai-heutuu 2 594 kg. Tarvitaan myös kelauslaite, joka kuluttaa polttoainetta 10 l/h. Polttoai-netta kuluu yhteensä 650 l. Energiaa kuluu noin 6 969 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu 1 729 kg. Yhteensä energiaa kuluu 18 174 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu 4509 kg.

Auraten:

Maastosuunnittelijat käyvät kahtena päivänä pakettiautolla alueella ennen kaapelin asen-tamisajankohtaa, joten kilometrejä kertyy 80 ja polttoainetta kuluu 8,8 l. Energiaa kuluu noin 94 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu 23 kg. Asentajat tulevat asennuspaikalle työryh-mäautolla, jolla ajetaan viiden päivän aikana 200 km. Näin ollen dieseliä kuluu yhteensä 34 l. Energiaa kuluu noin 365 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu 91 kg. Auraustekniikkaa käyttämällä kaivurilta kuluu auraamiseen aikaa noin 35 h. Polttoainetta kuluu 525 l.

Energiaa kuluu noin 5 629 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu 1 397 kg. Yhteensä energiaa kuluu 6 090 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu 1 512 kg.

Käytön aikana aiheutuvat häviöt

Taulukossa 17 on esitetty 1 km pituisille pienjännitejohtimille lasketut käytönaikaiset hä-viöt. Tulokset on saatu yhtälöiden (4.7) ja (4.8) perusteella, kun häviöiden huipunkäyttö-aikana on käytetty 1000 h.

Taulukko 17. Pienjännitejohtojen käytön aikaiset energiahäviöt ja aiheutuvat CO2-päästöt.

I [A] R [ /km] Ph [W/km] Eh [kWh/km/a] CO2-päästöt [kg/a]

AXMK 4x70 22 0,443 643 643 160

AMKA 3x70+95 22 0,443 643 643 160

Kuten keskijännitejohtolähdöllä, myös pienjänniteverkossa häviöt riippuvat kuormituksen lisäksi johtimen poikkipinnasta. Erityisesti pitkillä pienjänniteosuuksilla suuria tehoja siir-rettäessä on myös pienjänniteverkoissa harkittava taloudellisin perustein, mitä poikkipin-ta-alaa johtimessa käyttää.

Riippukierrejohtimen kunnossapito

Taulukossa 18 on esitetty pienjänniteverkon AMKA-johdoille kunnossapidossa tehtävät toimenpiteet 40 a elinkaaren aikana.

Taulukko 18. AMKA-johtimelle elinkaaren aikana tehtävät kunnossapitotoimenpiteet. (Vatanen 1998)

AMKA

Raivaukset Saha 9h, auto 275 km

Tarkastukset Kelkka 14 h, auto 166,5 km

Maadoitusmittaukset Auto 53,5 km

Huollot/korjaukset Auto 251,5 km

Häiriöt Auto 56,5 km

Häiriö-, korjaus- ja huoltomatkat tehdään työryhmäautolla ja tarkastukset ja maadoitus-mittaukset pakettiautolla. Pois lukien viankorjaukseen kuluva energia, kunnossapitoon kuluu energiaa kuluu vuoden aikana yhteensä noin 106 kWh/a ja CO2-päästöjä aiheutuu noin 25 kg/a.

Riippukierrejohtimen viankorjaus

• Tarvitaan: työryhmäauto, kuorma-auto nosturilla, 2-4 työntekijää, asennusvälineet ja tarvikkeet

• Kesto: Vian laadusta riippuen useita tunteja, 2h

Asentajat tulevat paikalle työryhmäautolla, jolla ajetaan päivän aikana 40 km. Näin ollen dieseliä kuluu yhteensä 6,8 l. Energiaa kuluu noin 73 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu

18 kg. Tarvitaan lisäksi nosturilla varustettu kuorma-auto, joka ajaa työpäivän aikana 40 km ja on 2 h nosturikäytössä, joten polttoainetta kuluu tällöin 36 l. Energiaa kuluu tällöin 386 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu 96 kg. Yhteensä energiaa kuluu noin 460 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu noin 114 kg yksittäisen vian korjaamisessa.

Ilmakaapeleilla esiintyy vikoja keskimäärin 0,19 kpl/100 km,a.(Energiateol. 2007) Täten energiaa kuluu viankorjaukseen vuoden aikana 1 km johdolla yhteensä noin 0,9 kWh/a ja CO2-päästöjä aiheutuu noin 0,2 kg/a.

Maakaapelin kunnossapito

Taulukossa 19 on esitetty pienjänniteverkon maakaapelien 40 a elinkaaren aikana tehtä-vät kunnossapidon toimenpiteet.

Taulukko 19. AXMK-kaapelille elinkaaren aikana tehtävät kunnossapitotoimenpiteet. (Vatanen 1998)

AXMK

Tarkastukset Kelkka 14 h, auto 166,5 km

Maadoitusmittaukset Auto 53,5 km

Huollot/korjaukset Auto 251,5 km

Häiriöt Auto 25 km

Häiriö-, korjaus- ja huoltomatkat tehdään työryhmäautolla ja tarkastukset ja maadoitus-mittaukset pakettiautolla. Pois lukien viankorjaukseen kuluva energia, kunnossapitoon kuluu energiaa kuluu vuoden aikana yhteensä noin 90 kWh/a ja CO2-päästöjä aiheutuu noin 20 kg/a.

Pienjännitemaakaapeleiden viankorjaus

• Tarvitaan: työryhmäauto, kaivuri, 2-4 työntekijää, asennusvälineet ja tarvikkeet

• Kesto: Vian laadusta riippuen useita tunteja, 2h

Asentajat tulevat paikalle työryhmäautolla, jolla ajetaan päivän aikana 40 km. Näin ollen dieseliä kuluu yhteensä 6,8 l. Energiaa kuluu noin 73 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu 18 kg. Tarvitaan lisäksi kaivuri, joka on käytössä yhteensä 2 h. Polttoainetta kuluu 30 l, jo-ten energiaa kuluu noin 320 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu noin 80 kg. Yhteensä yksit-täisen vian korjaukseen energiaa kuluu noin 393 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu noin 98 kg.

Maakaapeleilla esiintyy vikoja keskimäärin 1,04 kpl/100 km,a.(Energiateol. 2007) Täten energiaa kuluu viankorjaukseen vuoden aikana 1 km kaapelilla yhteensä noin 4 kWh/a ja CO2-päästöjä aiheutuu noin 1 kg/a.

Riippukierrejohtimen käytöstä poistaminen

• Tarvitaan: kuorma-auto nosturilla, työryhmäauto, kelauslaite, 2-4 työntekijää, asennus-välineet ja tarvikkeet

• Kesto: olosuhteiden perusteella noin 60 h/km

Asentajat tulevat paikalle työryhmäautolla, jolla ajetaan yhdeksän päivän aikana 360 km.

Näin ollen dieseliä kuluu yhteensä 38,6 l. Energiaa kuluu noin 656 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu 163 kg. Kaivuri työskentelee 5 h ja kuluttaa polttoainetta 75 l. Energiaa kuluu noin 804 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu oin 200 kg. Nosturilla varustettu kuorma-auto kuljettaa käytöstä poistetun johdon kierrätykseen. Nosturia käytetään avuksi johtimien irrottamisessa. Tähän arvioidaan polttoainetta kuluvan yhteensä 332 l, joka energiana tarkoittaa 3 560 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu 883 kg. Tarvitaan myös kelauslaite, joka kuluttaa polttoainetta yhteensä noin 100 l, jonka energiasisältö on yhteensä 1 072 kWh ja josta CO2-päästöjä aiheutuu 266 kg. Energiaa kuluu yhteensä 6 090 kWh ja CO2 -päästöjä aiheutuu 1 512 kg.

Maakaapelin käytöstä poistaminen

• Tarvitaan: kaivuri, työryhmäauto, kuorma-auto, kelauslaite, 2-4 työntekijää, asennusvä-lineet ja tarvikkeet

• Kesto: Olosuhteista riippuen 65 h/km (voidaan jättää myös maahan)

Oletetaan, että AXMK kaapelin purkaminen kestää noin 65 h. Asentajat tulevat paikalle työryhmäautolla, jolla ajetaan yhdeksän päivän aikana 360 km. Näin ollen dieseliä kuluu yhteensä 38,6 l. Energiaa kuluu noin 656 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu 163 kg. Kaivuri työskentelee 65 h ja kuluttaa polttoainetta 975 l. Energiaa kuluu noin 10 454 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu 2594 kg. Tarvitaan myös kelauslaite, joka kuluttaa polttoainetta yhteensä noin 650 l. Tähän energiaa kuluu noin 6 969 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu 1 729 kg. Kela kuljetetaan lopuksi pois kuorma-autolla, jolta kuluu polttoainetta 20 l.

Energiaa kuluu noin 214 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu 53 kg. Energiaa kuluu yhteensä 18 294 kWh ja CO2-päästöjä aiheutuu 4 539 kg.

In document Sähkönjakeluverkon primäärikomponenttien elinkaarianalyysi (sivua 38-44)