Sähkövoimatekniikka

Sähkön tuotanto tapahtuu sähkövoimalaitoksissa, joita on useita erityyppisiä. Kaikissa näissä on kuitenkin sama perusperiaate: energiaa muunnetaan jostakin muodosta sähköenergiaksi erilaisten energianmuunnosprosessien avulla.

Koska sähkövoimalaitokset sijaitsevat usein maantieteellisesti kaukana sähköenergian kulutusalueilta, täytyy tuotettu sähköenergia siirtää tuotantolaitoksilta kuluttajille sähköverkkoja pitkin. Sähköverkot voidaan jakaa sähkönsiirto- ja sähkönjakeluverkkoihin. Sähkönsiirtoverkoilla sähköenergia siirretään voimalaitoksilta kulutusalueiden läheisyyteen, josta se edelleen siirretään jakeluverkon kautta kuluttajille. Suomessa sähkönsiirtoverkoksi luokitellaan kaikki 220-400 kV:n verkot ja osa 110 kV:n verkoista. Kaikki muut verkot ovat jakeluverkkoja. Suomessa sähkönsiirtoverkon omistaa ja sitä hallitsee kantaverkkoyhtiö Fingrid. Sähkönjakeluverkkoja omistavat sähkönjakeluverkkoliiketoimintaa harjoittavat verkkoyhtiöt, teollisuuslaitokset ja muut vastaavat tahot.

Sähkömarkkinat käsittää sähköenergian tuotannon taloudellisesta näkökulmasta tarkasteltuna sähkönsiirtoverkkoliiketoiminnan, sähkönjakeluverkkoliiketoiminnan ja sähkökaupan. Sähköenergia on lähes poikkeuksetta kaupallinen tuote. Sähkönkäyttäjät joutuvatkin maksamaan käyttämästään sähköenergiasta tietyn hinnan sähköä myyvälle taholle. Lisäksi sähköverkkojen omistajat veloittavat sähkönkuluttajilta käyttömaksua sähköverkkonsa käyttämisestä. Suomessa kuluttaja voi ostaa sähköenergiansa miltä tahansa sähköä myyvältä yhtiöltä, mutta sähköverkon käytöstä perittävä käyttömaksu tulee maksaa käytetyn sähkönjakeluverkon omistajalle. Energiamarkkinavirasto valvoo Suomessa sähkömarkkinoiden toimintaa.

Suurjännitetekniikka käsittelee jännitteisten johtimien ympärillä olevia eristysrakenteita ja niihin kohdistuvia ylijännitteitä. Sähköverkoissa, erityisesti sähkönsiirtoverkoissa, käytetään suuria jännitteitä. On tärkeää, että ymmärretään eri käyttö- ja häiriötilanteisiin liittyvät suurjänniteilmiöt ja osataan varautua niihin. Tämä on ehdoton edellytys luotettavien ja teknistaloudellisesti järkevien sähkövoimajärjestelmien käytölle ja suunnittelulle.

Sähkönkäyttötekniikka käsittelee sähköenergian tuotannolle käänteistä prosessia, eli sähköenergian muuntamista johonkin toiseen energiamuotoon. Sähkönkäyttötekniikka sisältää esimerkiksi sähköenergian muuttamisen mekaaniseksi energiaksi (mm. sähkömoottorit) tai lämpöenergiaksi (eri sähkölämpötekniikat). Usein myös tehoelektroniikan (käsittelee sähköenergian muokkaamista haluttuun muotoon) ajatellaan kuuluvaksi sähkönkäyttötekniikan piiriin.