Sähköautojen lataus erilaisissa kuormitusprofiileissa : Vaikutus aurinkovoiman ja akuston kannattavuuteen
Ojala, Eero (2023)
2023
Sähkötekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in Electrical Engineering
Informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunta - Faculty of Information Technology and Communication Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2023-08-25
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202308037420
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202308037420
Tiivistelmä
Tämän työn tarkoituksena oli selvittää aurinkovoimaloiden ja akustojen kannattavuutta erilaisissa kohteissa sähköautojen latauksen aiheuttamien kuormien yhteydessä. Erilaisia kohteita olivat eräs kauppakeskus, erään työpaikan latauspisteet ja erään kerrostalon latauspisteet. Kohteet valittiin sen perusteella, että niissä tapahtuvasta sähköautojen latauksesta aiheutuu kuormitusta eri aikaan päivästä. Kohteille selvitettiin ensimmäisenä niille tyypilliset kuormaprofiilit, jotka muodostettiin IGL-Technologies Oy:n tietokannasta saadusta datasta. Dataa käsiteltiin Excelin avulla. Kuormaprofiilit olivat jokaisella kohteella erilaiset kuten ennalta oletettiinkin.
Kuormaprofiilien muodostuttua seuraavaksi työssä selvitettiin erilaisia kustannuksia, joita sähköauton lataus aiheuttaa ja miten niihin voidaan vaikuttaa. Tämän työn kannalta tärkeimpänä tekijänä näistä on sähkön oma tuotanto. Sähkön omaa tuotantoa lähdettiin selvittämään aurinkovoimalalla tuotetun sähkön tuotantoennusteen kautta ja mitoitettiin voimalat vastaamaan aikaisemmin muodostettuja kuormaprofiileita.
Kuormaprofiilit ja aurinkovoimalla tuotetun energian kuvaajat vastaavat toisiaan eri kohteissa paremmin ja toisissa huonommin. Näitä eroavaisuuksia paikattiin tässä työssä akustojen avulla.
Lopuksi arvioitiin aurinkovoimaloiden ja akustojen hankintahinnat ja laskettiin nettonykyarvon avulla järjestelmille takaisinmaksuaikoja erilaisten sähkön energian hinnan ja inflaation skenaarioiden perusteella. Sähkön hintojen ja inflaation lisäksi arvioitiin kannattavuutta eri puolilla Suomea.
Tuloksiksi saatiin, että kauppakeskuksen ja työpaikan sähköauton latauksesta aiheutuvat kuormaprofiilit vastaavat hyvin aurinkovoimaloilla tuotetun energian kuvaajaa kellonajan funktiona. Niiden kannattavuus oli jonkin verran parempi kuin keskihuipputehon mukaan mitoitettu kerrostalo kohteeseen sijoitettu aurinkovoimala. Toisaalta kerrostaloon mitoitettiin aurinkovoimala, jonka energian tuotanto ei ylitä kulutusta. Tällöin takaisinmaksuaika oli kaikista lyhyin. Akustojen hyötyjen todettiin olevan taloudellisesti hyvin pienet tässä työssä käytetyllä menetelmällä. Pienien hyötyjen takia akustoja ei voida pitää taloudellisesti kannattavina, koska ne pidensivät takaisinmaksuaikaa jokaisessa tarkastellussa skenaariossa.
Kuormaprofiilien muodostuttua seuraavaksi työssä selvitettiin erilaisia kustannuksia, joita sähköauton lataus aiheuttaa ja miten niihin voidaan vaikuttaa. Tämän työn kannalta tärkeimpänä tekijänä näistä on sähkön oma tuotanto. Sähkön omaa tuotantoa lähdettiin selvittämään aurinkovoimalalla tuotetun sähkön tuotantoennusteen kautta ja mitoitettiin voimalat vastaamaan aikaisemmin muodostettuja kuormaprofiileita.
Kuormaprofiilit ja aurinkovoimalla tuotetun energian kuvaajat vastaavat toisiaan eri kohteissa paremmin ja toisissa huonommin. Näitä eroavaisuuksia paikattiin tässä työssä akustojen avulla.
Lopuksi arvioitiin aurinkovoimaloiden ja akustojen hankintahinnat ja laskettiin nettonykyarvon avulla järjestelmille takaisinmaksuaikoja erilaisten sähkön energian hinnan ja inflaation skenaarioiden perusteella. Sähkön hintojen ja inflaation lisäksi arvioitiin kannattavuutta eri puolilla Suomea.
Tuloksiksi saatiin, että kauppakeskuksen ja työpaikan sähköauton latauksesta aiheutuvat kuormaprofiilit vastaavat hyvin aurinkovoimaloilla tuotetun energian kuvaajaa kellonajan funktiona. Niiden kannattavuus oli jonkin verran parempi kuin keskihuipputehon mukaan mitoitettu kerrostalo kohteeseen sijoitettu aurinkovoimala. Toisaalta kerrostaloon mitoitettiin aurinkovoimala, jonka energian tuotanto ei ylitä kulutusta. Tällöin takaisinmaksuaika oli kaikista lyhyin. Akustojen hyötyjen todettiin olevan taloudellisesti hyvin pienet tässä työssä käytetyllä menetelmällä. Pienien hyötyjen takia akustoja ei voida pitää taloudellisesti kannattavina, koska ne pidensivät takaisinmaksuaikaa jokaisessa tarkastellussa skenaariossa.