Akut aurinko- ja tuulivoiman energiavarastona

Abstract

Ilmastonmuutos ja halu päästä eroon fossiilisista polttoaineista ovat saaneet aikaan energiamurroksen. Sähköntuotannossa tämä tarkoittaa, että perinteisiä lämpövoimaloita aletaan sulkemaan ja sähköä tuotetaan uusiutuvien energianlähteiden avulla. Tarjolla oleva vesivoimakapasiteetti on lähes kokonaan valjastettu energiantuotantoon, joten huomio on käännetty aurinko- ja tuulivoiman puoleen. Aurinko- ja tuulivoimalla on vielä paljon hyödyntämätöntä potentiaalia ja tulevaisuudessa kumpikin tuotantomuoto tulee kasvamaan merkittävästi.

Aurinko- ja tuulivoima asettavat sähkönjakeluverkolle uudenlaisia haasteita, kun siirrytään tahtikoneellisista lämpövoimaloista sääolosuhteista riippuviin tuotantomuotoihin. Tässä työssä tarkastellaan näitä haasteita, joita ovat esimerkiksi vaihtelevan tuotannon tuoma epävarmuus tuotannon ja kulutuksen tasapainoon sekä erilaiset sähkön laatuun liittyvät haasteet.

Akkuenergiavarastot ovat yksi keino ratkaista aurinko- ja tuulivoimaloiden sähköntuotannon haasteita. Eri akkuteknologioilla voidaan vastata hieman erilaisiin haasteisiin. Työssä tutustutaan kolmeen erilaiseen akkuteknologiaan, joita tällä hetkellä on käytössä energiavarastoina sähköverkossa. Tarkasteltavat akkuteknologiat ovat lyijyhappoakku, vanadiini-redoksi-virtausakku sekä litiumioniakku. Työssä myös perehdytään siihen, mitä akkuenergiavarastoilta vaaditaan, jotta ne voivat vastata aurinko- ja tuulivoimaloiden tuomiin haasteisiin.

Akkuteknologian valintaan akkuenergiavarastoinvestointia tehdessä vaikuttaa sen tekninen suoriutumiskyky, kuten käyttöikä ja tehokapasiteetti sekä taloudellinen kannattavuus. Myös kiertotalouden näkökulma ja akkuenergiavaraston ekologisuus ovat merkittävä osa varaston investointipäätöstä.

Lopuksi työssä tutustutaan tämänhetkisiin akkuenergiavarastoihin, jotka toimivat osana sähköverkon toimintaa ja varmistavat aurinko- ja tuulivoiman sujuvan integroinnin. Tulevaisuudessa akkuenergiavarastot ovat entistä merkittävämmässä roolissa aurinko- ja tuulivoiman lisääntyessä.