Kotitalouden oman sähköntuotannon vaikutus älykkääseen sähköverkkoon

Abstract

Ilmastonmuutoksen hidastaminen sekä Suomen lainsäädännön myötä kiristynyt sähkön toimitusvarmuus velvoittavat nykyisen sähköenergiajärjestelmän kehittämistä. Sähköntuotannossa aiheutuvia päästöjä pyritään vähentämään korvaamalla uusiutumattomia tuotantomuotoja uusiutuvilla, kuten aurinkosähköllä ja tuulivoimalla. Teknologian kehittyminen ja uuden tuotannon liittäminen aiheuttavat uudenlaisia toimenpiteitä sähköverkon suunnitteluun. Uudelle tuotannolle on myös tiettyjä vaatimuksia ennen kuin se voidaan turvallisesti liittää verkkoon. Tuottajan pitää valita itselleen sopivin järjestelmä. Verkkoyhtiöille uusi tuotanto aiheuttaa uusia strategisia pohdintoja.

Työssä selvitetään, mitä uusiutuvien tuotantolaitosten liittäminen sähköverkkoon aiheuttaa fyysiselle verkolle. Lisäksi tutkitaan, millaisia vaihtoehtoja kotitalouden omatuottajalla on valitessaan itselleen sopivaa tuotantolaitteistoa. Sähköverkkoyhtiön kannalta kerrotaan kuormitusmalleista ja uusiutuvan tuotannon vaikutuksista niihin sekä tutkitaan investoimista sähkön toimitusvarmuuteen.

Sähkön laadun tarkastelun tuloksena saatiin selville, että nopeat jännitemuutokset ja jännitetason muutokset pitää säilyä standardien rajoissa. Samalla selvitettiin liitettävän laitoksen maksimiteho, kun suurin sallittu vikavirta tiedetään. Verkon suojauksen tutkimisen tuloksena saatiin selvitys erilaisista suojareleistä ja -laitteista sekä niille vaadituista asetusarvoista. Vikatilanteiden analyysissä kerrottiin, millaisia häiriöitä voi aiheutua, jos suojaus ei toimi asianmukaisesti.

Kotitaloustuottajan näkökulman tutkimuksesta huomattiin, että tuotantolaitteistojen hinnat vaihtelevat niiden tehon mukaan. Tehokkaimpien laitteistojen tapauksessa kustannusten ja säästöjen vertailussa huomattiin, että järjestelmien hankinta takaisinmaksuajan puitteissa ei ole vielä tarpeeksi kannattavaa. Sen perusteella todettiin, että hankintamenojen pitäisi laskea tai säästöjen vastaavasti nousta, jotta investointi muuttuisi houkuttelevammaksi. Sähköverkkoyhtiön näkökulmasta todettiin, että kuormitusmallit muuttuvat uuden tuotannon liittämisen myötä. Lisäksi selvitettiin, että verkkoyhtiöt pohtivat investoimista tulevaisuuden mikroverkkoihin, mutta vielä tällä hetkellä rakennetaan maakaapelia sähkön jakelun luotettavuuden lisäämiseksi.