Sähköverkon kuormitushuippujen tasaaminen kotitalouksien aurinkosähköllä

Abstract

Sähköntuotanto ja -kulutus muuttuvat yhä sääriippuvaisemmiksi ja hajautetummaksi ilmastonmuutoksen hillitsemistoimenpiteiden seurauksena, mikä lisää sähköverkon kuormitushuippujen hallinnan haasteita. Erityisesti jakeluverkot ovat vaarassa ylirasittua kotitalouksien yhtäaikaisista suurista sähkönkulutushuipuista, joita esimerkiksi sähköautojen lataus ja lämpöpumput voimistavat. Tässä työssä tarkastellaan, kuinka kotitalouksien aurinkosähkön pientuotanto yhdistettynä energiavarastointiin voisi auttaa tasaamaan jakeluverkon kuormitushuippuja. Työ koostuu kirjallisuuskatsauksesta ja tapaustutkimuksesta, jossa analysoidaan Vaasan Sähköverkko Oy:n erään muuntopiirin kuormitushuippuja sekä tarvittavaa aurinkopaneelien määrää niiden tasaamiseen.

Kirjallisuusosuudessa perehdytään Suomen sähköverkon toimintaan, kuormitushuippujen syihin ja seurauksiin, aurinkopaneelien teknisiin ominaisuuksiin sekä kotitalouksien energianvarastointijärjestelmiin. Lisäksi perehdytään erityisesti siihen, miten aurinkosähkön tuotannon ajankohta vastaa sähkönkulutuksen ajankohtia tammikuussa ja heinäkuussa. Tapaustutkimuksessa selvitetään, kuinka paljon aurinkopaneeleita tarvittaisiin, jotta talvikauden kuormitushuippuja olisi voitu tasata tutkittavassa muuntopiirissä.

Tulokset osoittavat, että aurinkovoima ei sellaisenaan riitä ratkaisuksi kuormitushuippujen tasaamiseen, eikä Suomen mittakaavassa voida aiheesta saada yleispäteviä tuloksia johtuen auringon säteilyn suuresta vaihtelusta maantieteellisesti ja vuodenajan mukaan. Aurinkovoima kuitenkin toimii hyvänä lisänä muiden joustoratkaisujen kanssa, sillä helmikuusta eteenpäin aurinkovoima kykenee jo teoreettisesti tasaamaan kuormitushuippuja tutkitussa muuntopiirissä, mikäli tuotanto varastoidaan ja käytetään kulutushuipun aikaan.

Työ tuo esiin aurinkosähkön mahdollisuuksia ei vain yksittäisten kotitalouksien omavaraisuuden näkökulmasta, vaan myös osana laajempaa verkonhallinnan ratkaisua. Tällaisen hajautetun tuotannon hyödyntäminen voisi tukea siirtymää kohti kestävää energiajärjestelmää.