Saarekekonvertterin käyttö mikrotuotannossa

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli luoda teoreettista pohjaa sähkön tuotannon nykytilanteesta ja sähkön toimitusvarmuudesta sekä ottaa opetuskäyttöön saareke-konvertterin oppimisympäristö ja ohjeistaa laitteiston turvallinen käyttö opetus-, tutkimus- ja kehitystoiminnassa. Opinnäytetyö tehtiin Lapin ammattikorkeakoululle.

Tutkimuksellisessa osassa selvitettiin sähköntuotannon ja -jakelun nykytilaa, sähköverkon toiminnan ylläpidon haasteita ja sähköverkon toimintaa yhteiskäytössä ja saarekekäytössä. Kasvihuonepäästöjen rajoittaminen ohjaa tuottamaan sähköä uusiutuvilla luonnonvaroilla. Toimitusvarmuutta häiriötilanteissa voidaan kehittää alueellisten pientuotantolaitosten avulla muodostetuilla saarekeverkoilla. Työssä on tarkasteltu hajautettua mikrotuotantoa ja erilaisia mikrotuotantotapoja ja näiden verkkovaikutuksia. Häiriötilanteiden kannalta mikrotuotannon turvallinen toiminta, sähkön laatu ja verkon tehotasapainon ylläpito ovat tärkeimpiä verkon toimintavarmuutta ylläpitäviä seikkoja.

Työn soveltavassa osuudessa testattiin ja tutkittiin saarekekonvertterin käyttöä sähkövoimatekniikan laboratorion oppimisympäristössä. Hajautetun mikrotuotantoverkon energia tuotettiin tuulivoimageneraattorilla ja verkkoa ajettiin tehonhallintalaitteiston avulla sekä jakeluverkkoon liitettynä että saarekkeena. Saarekekäytön verkkovaikutuksia tutkittiin nopeiden kuormitusolosuhteiden muutoksilla. Työssä laadittiin saarekekonvertterin käyttöohjeistus ja oppimistehtäviä opetukseen ja käytännön harjoitteluun.

Opinnäytetyö mahdollistaa hajautetun mikrotuotannon ja saarekekäytön oppimisympäristön turvallisen ja ohjeistetun käytön tutkimus- ja kehitystoiminnassa sekä opetuskäytössä. Opinnäytetyön luomalla pohjalla voidaan ympäristöä hyödyntää verkon vikatilanteiden demonstroimiseen ja hallintaan.