Teollista muuntajatuotantoa Suomessa 110 vuotta

Muuntajien teollisen valmistuksen käynnistyminen Suomessa linkittyi korkeajännitelaitosten rakentamiseen. Vuoteen 1919 saakka Strömbergin valmistamat muuntajat olivat keskimäärin alle 20 kVA:n pienjännitemuuntajia. Suurempien muuntajien valmistukseen päästiin mukaan maailmansodan päätyttyä ja ensimmäinen merkittävä toimitus oli sähköntuotantonsa vuonna 1919 aloittaneen Etelä-Suomen Voima Oy:n kolme kappaletta 800 kVA:n muuntajia Klåsarön voimalaitokselle. 

Strömbergin aikana, aina vuoteen 1987 saakka, yhtiö valmisti muuntajia kotimaan tarpeisiin ja 80-luvulla yhä enemmän myös nopeasti kasvavaan vientiin Pohjoismaissa, Saksassa, Englannissa, Lähi-idässä sekä kehitysyhteistyöprojekteihin Afrikassa. Muuntajia valmistettiin teollisuuteen ja sähkölaitoksille kaikissa kokoluokissa pienistä jakelumuuntajista suurmuuntajiin ja yhtiön markkinaosuus oli kotimaassa arviolta 90 prosentin luokkaa. Myös valituilla vientimarkkinoilla saatiin huomattavaa menestystä. 

Korkea markkinaosuus ja kasvu oli tulosta läheisestä teknologiayhteistyöstä Suomen johtavien energiayhtiöiden ja teollisuuden kanssa.  Yhteistyön ansiosta Strömberg oli edelläkävijä muuntajissa, jotka oli valmistettu Suomen vaativiin erityisolosuhteisiin ja raskaan teollisuuden edistyksellisiin sähköistysratkaisuhin.  Myös panostukset paikallisen tuotannon kasvattamiseen sähköistyksen nopean etenemisen tahdissa mahdollistivat nopean kasvun ja yhä suuremman vientitoiminnan. Yhtiö toimitti esimerkiksi  suuren osan kantaverkkoyhtiö Fingridin 400 MVA:n muuntajista ennen vuotta 2000. Suurimpia olivat Teollisuuden Voimalle toimitetut 1000 MVA:n muuntajat, jotka olivat aikansa suurimpia kolmivaihemuuntajia koko maailmassa.

Strömbergin muuntajia valmistettiin aluksi Helsingin tehtaalla, Sörnäisissä ja Pitäjänmäellä, mistä tuotanto siirrettiin puolustusviranomaisten ehdotuksesta huoltovarmuusperustein Vaasaan. Muuntajien valmistus Vaasassa käynnistyi vuonna 1947 ja jakelumuuntajia varten oma tehdas vuonna 1951. Suurmuuntajatehdas aloitti toimintansa Vaasassa 1956. Tänä päivänä Vaasan-muuntajaliiketoiminnalla on kansainvälinen vastuu yli 40 000 henkilöä globaalisti työllistävässä Hitachi Energyssä erikoismuuntajien kehittämisestä ja valmistuksesta. 

Maailman vaativimpien muuntajien valmistaja

Painopiste läpi historian, niin Strömbergin aikana kuin tänäkin päivänä, on ollut uuden kehittämisessä, tutkimuksessa ja tuotekehityksessä. Tuotekehitystyötä tehtiin jo Strömbergin aikaan materiaalikehitys ja tilaajien tarpeet edellä. Vaativat, teknisesti edistykselliset asiakkaat, Suomen erityisolosuhteet ja teollisuuden edistykselliset sähköistysratkaisut vauhdittivat kehitystä ja loivat pohjan maailmanluokan muuntajaosaamiselle. Jokainen muuntaja suunniteltiin yksilöllisesti. Valmistusosaamista, muuntajien tehokkuutta, turvallisuutta ja ympäristöystävällisyyttä on parannettu jatkuvasti muun muassa materiaalivalinnoin. Esimerkiksi WindSTAR-tuulimuuntajissa käytetään biohajoavaa eristysnestettä, joka on sekä ympäristöystävällinen että paloturvallinen. 

Strömbergin aikakaudella ennen vuotta 1987, yhtiön painopiste oli kotimaan markkinalla ja valituilla vientimarkkinoilla. Kattavan tuotevalikoiman ansiosta Strömberg toimitti muuntajat liki kaikkiin kotimaan tarpeisiin. Erittäin korkeatasoisen ja monipuolisen insinööriosaamisen ansiosta yhtiö sai vastuulleen globaalin erikoismuuntajien tuotekehityksen ja valmistuksen vuonna 2003. Nykyisin Hitachi Energyn Suomen-muuntajaliiketoiminnassa suunnitellaan ja valmistetaan erikoisimpia ja vaativimpia muuntajia, ja markkina-alue on koko maailma.

Ennakkoluulottoman kehitystyön tuloksena markkinoille on vuosikymmenten saatossa tuotu monia maailman mittaluokassakin uraauurtavia innovaatioita, kuten maailman tehokkaimmat muuntajat niin tasa- kuin vaihtovirtaverkkoihin, WindSTAR-muuntajat tuulivoimaan sekä jopa kolmen kilometrin syvyydessä toimivat vedenalaiset muuntajat. 

Kansainvälistymisen aika

Strömberg siirtyi Asealle vuonna 1986 ja kahta vuotta myöhemmin syntyi ABB. Muuntajissa 1990-luku oli yhtiölle erittäin vahvaa kansainvälistymisen aikaa   Yhdistymisen myötä, Strömbergin vahvalle osaamiselle ja edistyksellisille tuotteille avautui globaali markkina.  Asean ja ABB:n globaali myyntiverkosto ja vahva markkinointiosaaminen loivat pohjan globaalille kasvulle.

90-luvulla tuotantoa tehostettiin ja kasvatettiin myös ulkoistusten avulla.  Alunperin liki kaikki komponentit, kuparilangasta lähtien valmistettiin itse.  Nyt osa perustuotannosta ulkoistettiin uusiin perustettaviin alihankintayrityksiin.  Samalla kun mahdollistettiin oman tuotantokapasiteetin merkittävä kasvu ja tehokkuus, luotiin pohja yhä tänäkin päivänä toimivalle itsenäisten yrittäjien vahvalle alihankintaverkostolle. Myös teknologiakehityksessä otettiin merkittävä askel teknologian kansainvälistämisessä. Tavoitteena oli teknologioita vertailemalla löytää parhaat ja yhtenäiset globaalit ratkaisut koko yhtymälle.  Jakelumuuntajissa  Vaasassa käynnistettiin yhteisen jakelumuuntajien perusteknologian (Common Technology) kehittämistyö ja aloitettiin myös ensimmäisen vaiheen jakelumuuntajatuotanto uudella teknologialla. Tämän mullistavan edistysaskeleen myötä syntyi teknologia, joka toimii selkärankana koko Hitachi Energyn jakelumuuntajatuotannossa tänäkin päivänä. Suurempiin muuntajiin kehitettiin TrafoSTAR-alusta, joka yhdisti aikansa parhaimmat käytännöt ja innovaatiot ja josta tuli koko alan globaali vertailukohta niin suunnittelun kuin ominaisuuksien osalta käyttökohteena maailman tehokkaimmat muuntajat. Vaiheittain sama teknologia otettiin globaalisti käyttöön kaikilla tehtailla.

Tämän yhteisen kehitystyön pohjalta seuraavassa vaiheessa, 2000-luvulla tuotantoa järjesteltiin globaalisti uuteen uskoon.  Nyt tavoitteena oli fokusoida tehtaiden tuotantoa keskittymällä kullekin tehtaalle luontevimpiin muuntajatyyppeihin.  Tässä yhteydessä Vaasasta siirtyi jakelumuuntajien valmistus Euroopan suurimpaan jakelumuuntajatehtaaseen Puolaan ja kaikkein suurimpien tehomuuntajien valmistus Ludvikaan Ruotsiin.  Vaasa sai muutoksessa globaalin vastuun erikoismuuntajista, paikallisolosuhteisiin kehitettyjen tehomuuntajien lisäksi. Tämän muutoksen taustalla oli Vaasan osoittama, jo Strömbergin aikana kehitetty erityisen vahva muuntajien suunnitteluosaaminen.  Olihan muuntajia jo ehditty kehittää paitsi kotimaan vaativille asiakkaille, myös Siperian äärimmäisiin pakkasolosuhteisiin sekä teollisuuden edistyksellisiin ACS-taajuusmuuttajakäyttöihin ja kokonaan uuteen sähköratateknologiaan.  Vahva insinööriosaaminen mahdollisti menestyksen kotimaassa ja myös vaativilla vientimarkkinoilla.

Tietokoneita käytettiin muuntajien suunnittelulaskennassa jo 60-luvun puolivälistä lähtien. 80-luvulla käytössä olivat ensimmäiset keskustietokonepohjaiset 2D-CAD-ohjelmistot ja seuraavan vuosikymmenen aikana, PC-teknologian kehityksen myötä, tietotekniikan hyödyntäminen tuli yhä vahvemmin mukaan muuntajasuunnitteluun ja -tuotantoon ja laajamittainen 3D-pohjainen suunnittelu globaalisti verkottuneessa PC-ympäristössä muuntajien suunnittelun ja tuotannon toimintatavaksi.

Sähköistymisen ja energiamurroksen avainteknologiaa

Sähkö tuli Suomeen 1800-luvun loppupuolella, ensin valaistukseen ja teollisuuteen. Vuonna 1917 Suomi käytti sähköä vain 205 gigawattituntia ja vielä ennen talvisotaa lähes puolessa maaseudun talouksista ei ollut käytössä sähköä. Nykyisin sähkönkäytön kokonaiskulutus Suomessa on vuosittain noin 80 terawattituntia (2023) ja päästöttömän sähköntuotannon osuus nousi vuonna 2023 94 prosenttiin. (1)

Meneillään olevassa vihreässä energiasiirtymässä sähköistymisellä on aivan keskeinen rooli. Jotta asetetut ilmastotavoitteet voidaan saavuttaa sähkön osuus energiankäytöstä tulee kasvamaan nykyisestä 20 prosentista 50 prosenttiin vuoteen 2050 mennessä.

”Tulevaisuuden energiajärjestelmän kivijalka on sähkö ja muuntajilla on tässä ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi välttämättömässä kehityksessä tärkeä tehtävä. Muuntajia tarvittiin, kun Suomi sähköistyi ja niitä tarvitaan nyt kun rakennamme uutta ympäristömyönteisempää energiajärjestelmää. Muuntajatehdas Suomessa on tärkeä myös Suomen sähkön huoltovarmuuden kannalta ja tukee kansallisia tavoitteitamme hiilineutraaliudesta 2035 mennessä”, toimitusjohtaja Matti Vaattovaara Hitachi Energy Finlandista sanoo.

Hitachi Energyn Vaasan-muuntajatehtaalla kehitetään ja valmistetaan erikoismuuntajia vaativiin käyttökohteisiin energia- ja verkkoyhtiöille, teollisuuteen, liikenteeseen ja vaativiin infrastruktuurikohteisiin, kuten sairaaloihin ja datakeskuksiin 150 MVA:n tehoon ja 245 kV:n jännitteeseen asti. Tuhannet yhtiön toimittamat muuntajat mahdollistavat joustavan, luotettavan ja säävarman siirto- ja jakeluverkon, turvaavat sähköistä junaliikennettä Suomessa, varmistavat teollisuuden sähkönsaannin ja mahdollistavat tuuli-, aurinko- ja vesivoiman koteihin.

Vaasan-tehtaalta kotimaahan ja vientiin toimitetut muuntajat ovat varmistamassa puhtaan tuulisähkön jo useisiin miljooniin kotitalouksiin ympäri maailman. Niitä on käytössä maailman suurimmissa merituulipuistoissa, kuten Moray East -tuulipuistossa Skotlannissa, Borssele 3 & 4 -tuulipuistoissa Hollannissa, Triton Knoll -merituulipuistossa Englannin edustalla Pohjanmerellä sekä Portugalin kelluvassa Windfloat Atlantic -tuulipuistossa, jonka tuuliturbiinit ovat maailman suurimpia ja tehokkaimpia kelluvalle alustalle asennettuja turbiineja.

Hitachi Energy on maailman suurin muuntajien valmistaja. Suomessa yli 50% tuotetusta tuulisähköstä virtaa kotitalouksiin, yrityksiin ja teollisuuteen Hitachi Energyn toimittamien muuntajien ja sähköasemien läpi.  Vaasan-tehtaalta valmistuu keskimäärin yksi muuntaja päivittäin. Suurimmat niistä painavat 250 tonnia. Tehtaalla työskentelee yli 300 ammattilaista tuotannossa, huollossa ja toimihenkilötehtävissä.

Lähteet:

Art House 1997; Kai Hoffman: Sähkötekniikan taitaja.
1889 ABB Strömberg 1989
1) https://www.sttinfo.fi/tiedote/70082954/sahkovuosi-2023-puhdas-sahkontuotanto-kasvoi-paastot-ja-hinnat-romahtivat?publisherId=69820371&lang=fi