Taloyhtiöiden sähkönkäytön ostoenergian kustannusanalyysi: Omatuotannon ja energiayhteisöjen vaikutus

Abstract

Diplomityön tarkoituksena oli selvittää vaihtoehtoisia toteutustapoja kerrostalokohteiden sähköjärjestelmien suunnitteluun ja kuinka näillä suunnitteluratkaisuilla voitaisiin saavuttaa kustannussäästöjä niin rakentamisen kuin rakennusten elinkaaren aikana, sekä onko eri jakeluverkkoyhtiöiden välillä merkittäviä kustannuseroja. Vaihtoehtoisten toteutustapojen kustannussäästöjä verrattiin vielä alalla yleisesti toteutettuihin ratkaisuihin. Työssä valittiin reaalimaailman tutkimuskohde, joka koostui useasta kerrostalosta. Jakeluverkkoyhtiön toimittamien sähkön käytön mittausdatan avulla laskettiin Excel-ohjelmistolla nykytilanteen kustannukset eri jakeluverkkoyhtiöiden alueilla. Työssä selvitettiin myös usean eri tapauksen avulla, kuinka tapausten vaikutukset muuttavat kustannuksia tutkimuskohteessa. Tapauksiksi valittiin omatuotanto, energiayhteisö, energiayhteisön ja omatuotannon yhteisvaikutus, sekä kulutusprofiilin mukainen sähköliittymä. Aurinkovoimala valittiin tutkimuskohteen omatuotannon muodoksi. Aurinkovoimala mitoitettiin energiayhteisöä mukaillen, jotta tuotettua sähköenergiaa voidaan hyödyntää myös asukkaiden sähkönkulutukseen. Tutkimuskohteen energiayhteisö valittiin hyvityslaskennan sijaan takamittaroiduksi energiayhteisöksi sen merkittävien kustannussäästöjen vuoksi. Kulutusprofiilin mukainen sähköliittymä otettiin työhön mukaan sen puolesta, että sähköliittymät ylimitoitetaan alalla yleisesti. Ylimitoituksesta ei ole hyötyä tai kustannussäästöjä millekään osapuolelle ja ylimitoitusta tulisi välttää. Työn tuloksena saatiin selvitettyä, että suurissa kerrostalokohteissa energiayhteisön ja aurinkovoimalan vaikutus on merkittävä kustannussäätöjen kannalta. Sähköliittymiä ylimitoitetaan kerrostalokohteisiin liian herkästi ja sähkösuunnittelijan tulisi arvioida sähköliittymien tehotarpeet huomattavasti tarkemmin. Jakeluverkkoyhtiöiden verkkopalvelumaksujen perusmaksujen osuudet korostuivat merkittävästi kustannuksia vertailtaessa. Lisäksi verkkopalvelutuotteiden välillä on eroja eri jakeluverkkoyhtiöiden välillä. On huomioitavaa, että jakeluverkkoyhtiöiden hinnoittelussa voi tapahtua muutoksia tulevaisuudessa, jolloin tarkastelut on syytä suorittaa uudelleen hinnoittelukäytännöissä tapahtuneet muutokset huomioiden. Sähkösuunnittelija pystyy työn avulla tunnistamaan ja esittämään vaihtoehtoisten sähköjärjestelmien toteutukseen liittyviä tekijöitä jo rakennusten suunnitteluvaiheessa ja mahdollisuuksien mukaan tulevaisuudessa yhä useampi kerrostalokohde toteutetaan edellä mainituilla järjestelmillä.

This master’s thesis was conducted for the purpose of finding alternative options for how electrical systems are designed for apartment buildings. The aim was to investigate alternative choices that might lead to financial savings during the construction phase as well as the lifetime of the building. Different options studied were chosen based on solutions commonly used in the industry. The studied location is formed by a combination of multiple unit apartment buildings. With real measurement data from local distribution company, the total electricity costs could be calculated using MS Excel software. The electricity costs were calculated using the public prices of multiple distribution system operators (DSO), electricity prices, and hourly electricity use measurements.

The impact of the different study cases was investigated in the thesis, studying the total electricity costs. The four cases studied were solar power system, energy community model, combined impact of the solar power system and the energy community model, and a properly dimensioned electricity connection. The solar power system was dimensioned to support the energy community model so that the energy community could utilize the electricity produced for the inhabitants’ electricity consumption. The energy community model chosen for the thesis is a behind-the-meter energy community due to its potentially major impact on monthly electricity distribution fees. Commonly, the electricity connections are over-dimensioned due to the anticipation of electric vehicles or the movement toward alternative heating solutions from district heating which may require having larger electricity connections. Over-dimensioning the connection only causes expenses for all parties involved, having almost no functionality in the end.

As a result of the thesis, the combined impact of behind-the-meter energy community model paired with a solar power system was significant with respect to the electricity costs. Electrical designers should determine the electricity connections using more detailed analysis of the electricity use. The monthly fixed fees the local DSO charges were recognized as the most significant electricity cost component in the cases studied. There were differences between the DSOs, as some DSOs operate in urban areas and some in the rural area. Additionally, one reason behind these differences is that the DSOs have their own pricing policies, leading to different economic impacts for the customers. It is worth noting that the pricing of energy or distribution services of electricity may change in the future. Hence, these investigations should be repeated if the conditions change.

The key outcome of this thesis is that it provides electrical designers insight which they can use to recognize and present factors related to alternative electrical systems already during the planning phase of the building, and possibly in the future, more apartment buildings might be implemented utilizing the configurations studied.