Lahti GEM -kumppanusten Business Finland -projektissa pilotoidaan kiinteistön ja sähköautojen älykästä energianhallintaratkaisua

Liikenteestä on muodostumassa uusi intensiivinen sähkönkäyttäjä, joka haastaa erityisesti vanhempien kiinteistöjen sähköjärjestelmiä. Kiinteistöjen suunnittelussa ei vielä vuosikymmen sitten osattu lainkaan huomioida autolatausten piikkejä energiankulutukseen.

Talotekniikan ammattilaisille haaste on ollut tiedossa jo pidempään. Kiinteistöjen sähköjärjestelmien kapasiteetit ovat lujilla, ja vihreä siirtymä edellyttää energiatehokkuutta. Koko energiajärjestelmän tasapaino on turvattava.

– Olemassa olevalle rakennuskannalle ”tarttis tehdä jotain”. Taloteknisistä järjestelmistä puuttuu äly kokonaan, tai sitten toisistaan erilliset laitteistot puhuvat keskenään eri kieltä eivätkä jaa dataa toisilleen, LSK:n toimitusjohtaja Perttu Ryynänen havainnollistaa nykytilannetta.

Ukrainan sodan aiheuttama energiakriisi on kääntänyt katseet kiinteistöjen energiankulutukseen myös muista kuin ekologisista syistä. Energian riittävyys ja käytön optimointi kiinnostavat tällä hetkellä kaikkia, ei ainoastaan talotekniikan ja automaation ammattilaisia, joita lahtelaisessa LSK Groupissa työskentelee.

– Jos meillä olisi jo nyt älykäs ohjaus kaikissa kiinteistöissä, emme tässäkään tilanteessa joutuisi keskustelemaan mahdollisista sähkökatkoista. Tulevaisuuden kiinteistöjen suunnittelu tulee tehdä aivan eri lähtökohdista kuin tähän asti, huomioiden vahvasti myös sähköistyvän liikenteen tarpeet, teollisuustekniikan liiketoimintajohtaja Tomi Ilonen LSK:lta kertoo.

Teknologianeutraali ratkaisu energianhallintaan

Lahti GEM on sähköisen liikenteen osaajia kohtauttava verkosto, jonka tavoitteena on luoda entistä parempia bisnesmahdollisuuksia Lahden seudulla toimiville teknologiayrityksille vauhdilla kehittyvällä alalla.

Vaikka verkosto on Lahden ympäristöpääkaupunkivuoden (2021) perillisenä vasta nuori, on tavoitteiden eteen saatu jo saappaat saveen ja hihat rullalle. Muun muassa Business Finlandin rahoittaman Co-innovation-hankkeen kumppanit – LUT-yliopisto, LSK ja Rossum – löysivät toisensa ja yhteensopivat ajatuksensa juuri Lahti GEMin kautta.

– Aika nopeasti tuli oivallus, että voisimme olla yhdessä enemmän kuin osiemme summa. Meillä on Lahden Puhelinkadulla pilotointikohteeksi sopiva kiinteistö, jonka saneerauksen yhteydessä voimme luoda 3D-mallin tutkimus- ja tuotekehityshankkeen digitaalisia kaksosia varten, Ryynänen kertoo.

Dream Team alkoi muodostua Lahti GEM -verkostossa tapahtuneen rohkean ääneen ajattelun ja valaistumisen myötä. Yhteinen näkemys ja tavoite jalostuivat perusteelliseksi hankehakemukseksi, joka palkittiin myönteisen rahoituspäätöksen muodossa.

Työ aloitettiin loppuvuodesta 2022 ja syksyllä 2024 päästään kertomaan Smart E3 -hankkeen tuloksista.

Tarkoituksena on luoda teknologianeutraali ja monistettava konsepti, joka voidaan ottaa käyttöön missä tahansa kiinteistössä Suomessa tai ulkomailla. Energianhallintadataa hyödyntävä ratkaisu ottaa vahvasti huomioon myös sähköautojen latauksen.

Reunalaskentaa ja tekoälyä latausinfran tueksi

Keskeisin tutkimuskysymys Smart E3 -hankkeessa kuuluu seuraavasti: Miten rakennetaan kokonaiskonsepti ja siihen sisältyvät tekniset ratkaisut, joiden avulla kiinteistön energiankäyttöä voidaan ohjata älykkäästi reunalaskennan ja tekoälyn avulla?

Juuri reunalaskennan tutkimus ja kehittäminen on yksi teknologia-alan kuumimpia trendejä, jota Suomessa edistetään vahvasti Nokian toimiessa veturina. Nokian Competitive Edge -hankeportfolioon valitaan lähivuosina kaikkiaan 10–15 yhteishanketta. Lahti GEM-klusterista voimansa saanut Smart E3 on yksi ensimmäisistä rahoituksen saaneista hankkeista.

LSK Group on lahtelainen älykkäitä ja energiatehokkaita ratkaisuja tuottava asiantuntijayritys, joka työllistää noin 300 teknisten alojen asiantuntijaa ympäri Suomea. Rossum taas on lahtelainen ohjelmistotalo, joka on erikoistunut tele- ja energiatoimialojen asennus-, huolto- ja viankorjaustöiden hallintaan.

Yritysmaailman kehittämisajatukset kohtasivat Lahti GEMin ansiosta myös tiedemaailman. LUT-yliopiston energiamarkkinoiden professori Samuli Honkapuro totesi ajatuksista kuultuaan, että nyt ollaan juuri hänen tutkimusryhmänsä ytimen äärellä.

Honkapuro johtaa LUTissa sähkömarkkinalaboratoriota, jossa tehdään tutkimusta sähköverkkotekniikkaan, sähkömarkkinoihin ja niiden liiketoimintaan liittyen. Energiajärjestelmien ja energiamarkkinoiden kokonaisvaltainen osaaminen on Honkapuron erikoisosaamista.

Kahden yrityksen kehittämisajatukset kohtasivat Lahti GEMin ansiosta. Mukana on myös LUT-yliopisto. Kuvassa LSK:n toimitusjohtaja Perttu Ryynänen (kuvassa vasemmalla), LSK:n teollisuutekniikan liiketoimintajohtaja Tomi Ilonen, LSK:n markkinointi- ja kehittämisjohtaja Jenni Grandell ja Rossumin toimitusjohtaja Harri Koskinen.

LSK:lta data, Rossumilta "rikastuspilvi", LUTilta tutkimustieto

Lahtelaiskumppaneiden juuri käynnistynyt hanke Smart E3 on suomenkieliseltä nimeltään Reunalaskenta-avusteinen älykäs rakennusten energianhallinta sähköisen liikenteen mahdollistajana.

LUT-yliopistossa on tehty jo paljon yhteistyötä reunalaskentaa tekevän Nokian kanssa. Mahdollisuus päästä Business Finlandin rahoittamana hyödyntämään Nokian reunalaskennan ekosysteemialustaa LUTin hallinnoimassa hankkeessa, oli lahtelaisille yrityksille todellinen täysosuma.

Honkapuro todistaa, että myös LUT-yliopiston tutkijat ovat hankkeessa vahvasti saamapuolella. Innostunut ilmapiiri ja hyvä tekemisen meininki vakuuttivat parikymmentä vuotta projektimaailmassa työskennelleen energiamarkkinoiden professorin välittömästi.

– Datahan on tutkimuksen polttoainetta! Tarvitsemme dataa, jolla voimme varmentaa tutkimustulokset. Kotitalouksien ja teollisuuden energiatehokkuutta on jo laajalti tutkittukin, mutta tämän hankkeen pilottikohde edustaa usean käyttötarkoituksen yhdistelmäkiinteistöä, joka on tutkimusmielessä vielä musta aukko, Honkapuro kertoo.

LSK hankkeen integraattorina huolehtii datan keräämisestä. Tavoitteena on kehittää ratkaisu, jonka avulla energianhallintadataa voidaan kerätä kohteessa antureilla ja sensoreilla niin, että LUTin tutkijoiden laatimat algoritmit voidaan ottaa käyttöön Rossumin pilvipalvelua hyödyntävässä datan rikastusympäristössä.

Rakenteilla on nimenomaan avoimen rajapinnan testattu konsepti, johon voitaisiin integroida eri toimittajien järjestelmät vaivattomasti.

– Kiinteistöissä on tällä hetkellä paljon eri ikäisiä ja eri valmistajien talotekniikkajärjestelmiä, jotka eivät ole keskenään yhteensopivia. Pahimmillaan ne jopa taistelevat toisiaan vastaan. Tähän tarvitaan ratkaisuksi olosuhdedatan keräämistä yhteen paikkaan. Dataa kertyy valtavia määriä, ja niiden siirtäminen sellaisenaan pilvipalveluun ei ole järkevää. Reunalaskennan avulla dataa analysoidaan, suodatetaan ja yhdistellään, Harri Koskinen ohjelmistoyritys Rossumilta kertoo.

Oleellinen data siirretään pilvipalveluun, jossa dataa voidaan vielä rikastaa esimerkiksi sääennusteilla tai muilla API-talouden tarjoamilla mahdollisuuksilla. Kertynyttä tietoa pystytään hyödyntämään kiinteistön elinkaaren aikana erilaisiin kiinteistön ylläpitoon liittyviin toimenpiteisiin. Näihin liittyvät tutkimuskohteet ovat hankkeessa juuri Rossumin erikoisosaamista.

Käytännön data vahvistaa teorian

Käytännössä älyä lisätään kiinteistön järjestelmiin niin, että datan perusteella luodaan reunalaskennan avulla algoritmit, jotka palautetaan ohjausarvoina kiinteistön teknisille järjestelmille.

Pilvipalvelua hyödynnetään myös tietokantana; kun vielä nykyään monien kiinteistöjen ylläpito perustuu ”talonmiesmalliin”, jatkossa eri valmistajien laitteiden ja komponenttien huolto- ja korjausdokumentaatiot pysyvät aina ajan tasalla. Dokumentaatioiden tulee olla helposti ymmärrettäviä ja ennen kaikkea: huoltoyhtiössä kenen tahansa käytettävissä milloin tahansa.

Myös LUT-yliopistolle on äärimmäisen arvokasta, että tutkimustulokset jalkautuvat käytäntöön. Tutkimuksen näkökulmasta on valtavan iso arvo sillä, että käytännön datalla pystytään heti todistamaan teoriat todeksi. Ei tutkita vain tutkimuksen vuoksi.

LSK:n Perttu Ryynäsen mukaan kiinteistökanta uudistuu läntisessä Euroopassa tällä hetkellä noin prosentin vuosivauhtia, joten siksikin on perusteltua keskittyä työssä vahvasti olemassa olevaan rakennusinfrastruktuuriin. Uusien määräyksien mukaiset vihreästi rakennetut, älyteknologiaa hyödyntävät uudisrakennukset eivät ole nopea ratkaisu rakennuskannan energiatehokkuuden parantamiseen.

Siksikin pilotointi vuonna 1974 rakennetussa toimistorakennuksessa on juuri se tapa, jolla tieteellinen tutkimus saadaan parhaalla mahdollisella tavalla tukemaan elinkeinoelämää ja koko yhteiskuntaa.

------------------------------------------

Lue lisää Nokian Competitive Edge veturihankkeesta:

https://www.businessfinland.fi/ajankohtaista/caset/2022/nokian-competitive-edge--hanke-kiihdyttaa-reunalaskennan-kehitysta

Teksti: Terhi Kangas
Kuvat: Jani Wallenius