Kysynnänjousto : Asuinkiinteistöjen sähköverkot

Abstract

Energiateollisuus ry:n koordinoima Sähkötutkimuspooli on käynnistänyt tutkimushankkeen, jonka tarkoituksena on selvittää Suomeen soveltuvat käytännönratkaisut kysynnänjouston toteuttamiseen ja sen vaikutukset verkkoyhtiölle. Tämä opinnäytetyö on osa mainittua tutkimushanketta ja sen tavoitteena on selvittää asuinkiinteistöjen sähköverkkojen rakenteita ja niissä olevia potentiaalisia ohjattavia tehoja kysynnänjouston näkökulmasta tarkisteltuna.

Kysynnänjouston tavoitteena ei ole ensisijaisesti energian säästö vaan sähkönkulutuksen tasoittaminen ja huippukuormitusten vähentäminen siirtämällä kuormitusta pienemmän kulutuksen ajankohtaan. Perinteisissä energiajärjestelmissä sähköntuotanto on seurannut kulutusta, mutta joustamattoman tuotannon, kuten uusiutuvan energian ja ydinvoiman lisääntyessä on kulutuksen seurattava tuotantoa. Kulutushuippujen aikaan on tyypillisesti käytössä paljon ympäristöpäästöjä aiheuttavia energian tuotantomuotoja, joiden käyttöä tasaisella kulutuksella voitaisiin vähentää.

Opinnäytetyö on osatutkimus Kysynnänjoustohanketta. Tässä opinnäytetyössä tutkittiin asuinkiinteistöjen sähköverkkojen rakennetta ja niiden tyypillisimpiä tehoja kysynnänjoustokentässä. Eri kiinteistötyypeistä laadittiin case -muotoisia esimerkkejä, joissa pyrittiin selvittämään tapauskohtaisesti tyypillisimmät tehot ja niiden ohjausmahdollisuudet. Potentiaalisista ohjattavista tehoista, jotka eivät sisältäneet valmiita ohjauskytkentöjä, laadittiin kytkentämuutosehdotukset.

Työn tuloksena saatiin selvitettyä asuinkiinteistöjen potentiaalisimmat tehot, joita ovat mm. sähkölämmitystehot sekä erilaisten lämpöpumppujen sähkövastustehot. Kuormanohjausmahdollisuudet sijaitsevat sähkölämmityksessä, joka sisältää tyypillisesti valmiin ohjauskytkennän. Ongelmat kuormanohjausmahdollisuuksissa johtuvat sähköverkkojen rakenteesta eri kiinteistötyypeissä. Lisäksi ongelmia tuottavat sähkölaitteiden erilainen reagointi sähkön hetkelliseen katkeamiseen. Kysynnänjoustoa toteutettaessa on myös mietittävä käyttäjämukavuutta kuormienohjauksissa.

Committee for Electricity Supply & Trading coordinated by Finnish Energy Industries Association has launched a research project to find practical solutions for the implementation of demand response in Finland and its impact on power distribution companies. This study is a part of the research project.

The aim of demand response is to equalize the electricity consumption and reduce peak loads by shifting the loads into a period of lower consumption. Saving energy is not the purpose of demand response. In the traditional energy systems the production of electricity has followed the consumption. When increasing the inflexible production, such as renewable energy and nuclear power, the electricity consumption must follow the production. During the peak loads a lot of energy is produced by means that cause environmental emissions. Environmental emissions could be reduced by steady consumption.

This study examined the technical solutions and the average power consumption in existing residential buildings. The purpose was to figure out the most typical power usages and the possibilities to control them, on a case-by-case basis. Suggestions for circuit changes were made for the potentially controllable power capacities that did not include ready-made control circuits.

As a result of this study, the potential power capacities in existing residential buildings were found. They include e.g. electric heating capacity and the heating capacity of dif-ferent heating elements in heat pumps. The opportunities of load control are in electric heating that typically includes ready-made control circuits. The problems in load control are caused by power grid structures in different types of buildings. Additional problems are caused by the response of electric appliances to momentary power outages. When planning the implementation of demand response, the user comfort also has to be considered in the load control.