Akkupohjaisten energiavarastojen käyttösovellukset tulevaisuuden sähköverkoissa
Nokelainen, Tomi (2013)
Nokelainen, Tomi
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2013
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201305137977
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201305137977
Tiivistelmä
Insinöörityössä selvitettiin akkuteknologiaan perustuvan energiavaraston käyttösovellukset Suomen olosuhteissa ja tutkittiin kaupallistamiseen liittyviä haasteita. Työssä selvitettiin myös sähkövaraston mitoitusperiaatteita käyttösovelluksissa.
Työssä kartoitettiin sähköenergian varastointimenetelmiä ja arvioitiin niiden nykyisiä haasteita sekä tulevaisuuden mahdollisuuksia. Energiavarastojen käyttösovelluksia tutkittiin lukemalla julkaisuja monesta eri lähteestä ja tarkastelemalla toteutuneita sähkövarastoprojekteja. Kaupallistamisen haasteita arvioitiin Suomessa ja ulkomailla tehtyjen markkina- ja teknologiatutkimusten perusteella. Akkupohjaisen energiavaraston mitoitusta ja kustannustehokkuutta tutkittiin ohjelmistolla, joka on tehty tukemaan energiavaraston valintapäätöstä. Akkuvaraston soveltuvuutta varavoimakäyttöön sairaalaympäristössä selvitettiin haastattelemalla Helsingin ja Uudenmaan sairaanhoitopiirin (HUS) sähkönkäyttöpäällikköä.
Tehokkaalle sähköenergian varastoinnille on tarvetta Suomen olosuhteissa. Sähköverkon kasvava taajuuden vaihtelu, uusiutuvan energian tuotantotapojen lisääminen, tavoitteet vähentää liikenteen päästöjä ja energiatehokkuuden parantaminen ovat haasteita, joihin muun muassa akkuihin perustuvalla energiavarastolla voitaisiin vastata. Tämä kuitenkin edellyttää, että energiavaraston kustannukset ovat järkevällä tasolla saataviin hyötyihin verrattuna.
Tehdyn tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että sähkön varastoinnin avulla on mahdollista sopeutua sähköverkoissa tapahtuviin muutoksiin. Tulevaisuudessa eri akkuteknologioihin perustuvien energiavarastojen osuus on luultavasti huomattava muiden varastointimenetelmien rinnalla. Akkupohjaisella energiavarastolla on monia käyttösovelluksia, kuten taajuuden säätö, huipputehon tasoittaminen ja tuulivoiman tuotannon tasoittaminen. Akkuvaraston kannattavuus paranee, kun varastoa käytetään useaan eri sovellukseen. Sähkövaraston mitoitus ja teknologian valinta riippuvat varaston käyttötarkoituksesta ja sijainnista sähköverkossa.
Työssä kartoitettiin sähköenergian varastointimenetelmiä ja arvioitiin niiden nykyisiä haasteita sekä tulevaisuuden mahdollisuuksia. Energiavarastojen käyttösovelluksia tutkittiin lukemalla julkaisuja monesta eri lähteestä ja tarkastelemalla toteutuneita sähkövarastoprojekteja. Kaupallistamisen haasteita arvioitiin Suomessa ja ulkomailla tehtyjen markkina- ja teknologiatutkimusten perusteella. Akkupohjaisen energiavaraston mitoitusta ja kustannustehokkuutta tutkittiin ohjelmistolla, joka on tehty tukemaan energiavaraston valintapäätöstä. Akkuvaraston soveltuvuutta varavoimakäyttöön sairaalaympäristössä selvitettiin haastattelemalla Helsingin ja Uudenmaan sairaanhoitopiirin (HUS) sähkönkäyttöpäällikköä.
Tehokkaalle sähköenergian varastoinnille on tarvetta Suomen olosuhteissa. Sähköverkon kasvava taajuuden vaihtelu, uusiutuvan energian tuotantotapojen lisääminen, tavoitteet vähentää liikenteen päästöjä ja energiatehokkuuden parantaminen ovat haasteita, joihin muun muassa akkuihin perustuvalla energiavarastolla voitaisiin vastata. Tämä kuitenkin edellyttää, että energiavaraston kustannukset ovat järkevällä tasolla saataviin hyötyihin verrattuna.
Tehdyn tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että sähkön varastoinnin avulla on mahdollista sopeutua sähköverkoissa tapahtuviin muutoksiin. Tulevaisuudessa eri akkuteknologioihin perustuvien energiavarastojen osuus on luultavasti huomattava muiden varastointimenetelmien rinnalla. Akkupohjaisella energiavarastolla on monia käyttösovelluksia, kuten taajuuden säätö, huipputehon tasoittaminen ja tuulivoiman tuotannon tasoittaminen. Akkuvaraston kannattavuus paranee, kun varastoa käytetään useaan eri sovellukseen. Sähkövaraston mitoitus ja teknologian valinta riippuvat varaston käyttötarkoituksesta ja sijainnista sähköverkossa.