Valaistusjärjestelmän potentiaali kysyntäjoustossa

Abstract

Kysyntäjousto on isossa roolissa tulevaisuuden energiamurroksessa. Kun sähkön tuotanto muuttuu enemmän sääriippuvaiseksi ja kulutukseen aiheutuu hetkellisiä piikkejä sähköautojen ja lämpöpumppujen yleistyessä, kysyntäjousto auttaa tasapainottamaan sähköverkon taajuutta.

Opinnäytetyön teoriaosiossa tutustuttiin kysyntäjoustomarkkinoihin sekä sisätyöalueiden valaistusstandardiin SFS-EN 12464-1:2011 ja muihin määräyksiin, jotka käsittelevät valaistusta. Itse työssä tutkittiin myymälän valaistusinfran potentiaalia häiriö- tai käyttöreservimarkkinoilla. Eri valaistustilanteista tehtiin Dialux-laskelmat standardin puitteissa.

Yksittäisen kiinteistön valaistusjärjestelmän tehoa voidaan säätää rajallisesti, jotta käyttäjille ei aiheudu valotasojen muutoksesta haittaa. Aggregoinnilla saadaan koottua tarvittava joustoteho, jota voidaan tarjota kysynnänjoustomarkkinoille. Käyttöreservi on optimaalisempi markkinapaikka, sillä siellä joustotehon aktivoitumisvaatimus on 3 minuuttia taajuuden muutoksesta, jolloin on mahdollista toteuttaa pitkäkin aikaramppi valaistuksenohjaukselle. Lisäksi käyttöreservissä on pienempi minimitarjouskoko kuin häiriöreservissä.

Haasteena valaistusjärjestelmän liittämisessä osaksi käyttöreserviä todettiin vaatimus joustoon sekä verkon ylös- että alassäädössä. Tämä on tulevaisuudessa syytä ottaa huomioon valaistusta suunniteltaessa, jos on aikomusta osallistua kysyntäjoustomarkkinoille. Vaikka tässä työssä kyseessä oli suhteellisen pieni esimerkkimyymälä ja sen 67 valaisinta, voitiin todeta, että valaistusinfrassa on tehojoustopotentiaalia kysyntäjoustoon.

Demand-side management plays a big role in future energy fusion. As electricity production becomes more weather dependent and there are spikes in electricity consumption due to the use of heat pumps and electric car chargers, demand-side management is a cure to stable the frequency of the network.

The theoretical section explores demand-side management markets in Finland and the main requirements for lighting such as SFS-EN 12464.1:2011 Lighting for indoor workspaces. The main work section explores a possibility of a store’s lighting systems to participate in demand-side management, either at FCR-N or FCR-D marketplaces. Dialux calculations were made for different lighting situations. In all situation the standards requirements had to be met.

Lighting systems have limited flexibility while maintaining the operating conditions for users. Aggregation provides the necessary flexibility that can be offered to demand-side management markets. FCR-N is a more optimal marketplace, because of the 3-minute requirement after the change in frequency, which makes it possible to implement a long-time ramp for lighting control. Additionally, the operating reserve has a smaller minimum offer size than the FCR-D market.

A challenge for lighting systems to participate in the FCR-N was the requirement for flexibility in both up and down controlling. This should be taken into account in future lighting design if there is an intention to participate in demand-side management markets. Although the example store is a relatively small store with 67 luminaires, it can be stated that lighting systems have a potential for demand-side management.