Älykkään sähköverkon toiminnot pienjännitejakeluverkossa ja sen tulevaisuudennäkymät

Abstract

Älykkäiden sähköverkkojen tulevaisuuden toiminnot ja muutokset perustuvat ilmastopolitiikassa ja sähköntuotannossa tapahtuviin muutoksiin. Tuotannossa ja lainsäädännössä tapahtuvien muutosten vuoksi sähköverkkoon sekä kuluttajien puolelle on kehitettävä uusia älykkäitä ja joustavia ratkaisuja, jotta sähköverkko voi toimia yhdessä loppukuluttajan kanssa joustavana ja toiminnoiltaan dynaamisena energiajärjestelmänä jättäen loppukuluttajalle mahdollisuuden arvovalintoihin oman energiankulutuksensa suhteen. Tämän opinnäytetyön toimeksiantajana toimi Voimatel Oy. Voimatel Oy on energia-alaan erikoistunut yritys, jonka toimialaan kuuluu sähkö- ja tietoliikenneverkkojen suunnittelu, rakentaminen sekä huolto ja kunnossapito.

Opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia sähköverkkojen pienjänniteverkon osaa ja sen tulevaisuuden ratkaisujen kehittymistä. Tavoitteena oli tutkia olemassa olevan aineiston ja luodun tiekartan perusteella tulevaisuuden toimin-toja sekä niiden kehitystä.

Tässä opinnäytetyössä tutustuttiin olemassa olevaan sähköverkkoon sekä uusiin innovaatioihin. Päätutkimuskohteita olivat mikroverkkoteknologia, hajautettu tuotanto, energiayhteisöt, LVDC-verkot ja sähköverkkoihin tulevat kommunikaatio ratkaisut. Työ toteutettiin tutkimustyönä. Työssä käytettiin lähteinä olemassa olevaa kirjallisuutta, erilaisia artikkeleita ja tutkimustöitä. Lähteet haettiin pääsääntöisesti internetistä, koska painettu kirjallisuus on pääsääntöisesti vanhentunutta tietoa.

Tehdyssä tutkimuksessa saatiin tuloksiksi älykkään pienjännitejakeluverkon innovaatioiden kehityksen suuntaa tulevaisuudessa, sekä energiantuotannon hiilineutraaliuden vaikutuksista sähköverkkoihin. Lisäksi tuloksia saatiin innovaatioiden hyödyistä energian saannin varmistamiseksi tulevaisuudessa.

Future operations and changes in smart grids are based on changes in climate policy and power generation. Due to the changes in production and law, new smart and flexible solutions must be developed for the electricity grid and the consumer side so that the electricity grid can work together with the end consumer as a flexible and functionally dynamic energy system leaving the end consumer the opportunity to make value judgement in relation to their own energy consumption. This thesis was commissioned by Voimatel Oy. Voimatel Oy is a company specializing in the field of energy and its business area is the design, construction and maintenance of electrical and telecommunication networks.

The purpose of the thesis was to study the part of the low-voltage electricity network and the development of its future solutions. The aim was to study future activities and their development based on existing material and the road map created.

This thesis explored the existing power grid and new innovations. The main research topics were micro-network technology, decentralized production, energy communities, LVDC networks and communication solutions for electricity networks. The thesis was carried out as a research work. Existing literature, various articles and research works were used as sources. As a rule, sources were searched from the Internet because printed literature is mainly outdated information.

As a result of this thesis, the direction of future development of smart low-voltage distribution network innovations, as well as the effects of carbon neutrality on power grids were produced. In addition, the benefits of innovation to secure future energy supply were found.