Aurinkovoimalan mitoitus taloyhtiöön energiayhteisömallia hyödyntäen

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli mitoittaa aurinkovoimala ja tutkia sen taloudellista kannattavuutta tamperelaisessa kerrostaloyhtiössä. Työ tehtiin asunto-osakeyhtiön tilauksesta, ja sen lopputuloksia on tarkoitus hyödyntää aurinkovoimalan hankintapäätöksessä ja mahdollisissa tarjouspyynnöissä.

Sähkön pientuotanto aurinkovoimalla ei ole ollut historiallisesti kovin yleistä suomalaisissa kerrostaloyhtiöissä. Taloyhtiöissä tuotettu sähkö on voitu yleensä hyödyntää vain kiinteistösähkön käyttöön. Uudet sähkömarkkinoiden lainsäädännön muutokset ovat mahdollistaneet paikallisten energiayhteisöjen perustamisen. Energiayhteisö mahdollistaa paikallisesti tuotetun sähkön jakamisen myös taloyhtiön osakkaille ilman sähkön siirtomaksuja tai veroja. Asuntojen sähkönkulutuksen huomioiminen aurinkovoimalan mitoituksessa mahdollistaa aiempaa suuremmat järjestelmäkoot, parantaen investointien kannattavuutta. Paikallisesti tuotetun sähkön jakamisprosessia kutsutaan hyvityslaskennaksi ja se otetaan valtakunnallisesti käyttöön vuoden 2023 alusta jakeluverkonhaltijoiden palveluna. Työssä selvitettiin myös muiden sähkön mittaukseen ja taseselvitykseen liittyvien lainsäädännön muutosten vaikutuksia sähkön pientuottajille, joista merkittävimpiä ovat pientuotannon netotus ja varttitase.

Aurinkovoimalan mitoitus kerrostaloyhtiöön toteutettiin energiayhteisömalli huomioiden. Mitoitus määritettiin vertaamalla taloyhtiön todellista sähkön kulutusta simuloituihin aurinkosähkön tuotantolukuihin vuosilta 2019 ja 2020. Sähkön tuotannon simulointiin käytettiin Euroopan komission PVGIS-työkalua ja laskenta toteutettiin tuntikohtaisesti. Työssä arvioitiin myös sähköenergian hintakehitystä historiallisten sähkön pörssihintojen perusteella.

Työn tuloksena saatiin taloyhtiölle kaksi vaihtoehtoista suositusta aurinkovoimalan kokoluokasta, sisältäen arviot järjestelmien investointikustannuksista ja kannattavuudesta 30 vuoden pitoajalla. Kannattavuuslaskelmat toteutettiin kahdella eri sähkön hintaskenaariolla, jotka olivat sähkön hinnannousu 0 % ja 2 % vuodessa. Energiayhteisömalli huomioiden aurinkovoimala todettiin kummallakin hintaskenaariolla ja järjestelmän kokovaihtoehdolla kannattavaksi investoinniksi taloyhtiölle.

The purpose of the thesis was to size an optimal photovoltaic (PV) system for a housing cooperative located in Tampere. Economic aspects were also considered in the sizing of the system. The work was commissioned by the housing cooperative and its results are to be utilized in the procurement decision and possible calls for tenders of the photovoltaic system.

Small-scale electricity production with solar power has not been very common or profitable in typical Finnish housing cooperatives due to the small size of the system and relatively high investment costs when sized solely for the common electricity consumption of the building(s). New changes in the legislation of the Finnish electricity market have made it possible to set up local energy communities. An energy community enables the distribution of locally generated electricity to the shareholders of a housing cooperative without any electricity transmission fees or taxes. This enables the acquisition of larger PV systems and better profitability for the investment due to economy of scale. The process of distributing the produced electricity is called credit calculation and will be introduced nationwide from the beginning of 2023 as a service by the distribution system operators. The new legislation also has other effects for the small-scale producers of electricity. The most significant changes are net metering and a 15-minute balancing settlement period.

The PV system was sized by comparing the actual electricity consumption of the housing cooperative with the simulated solar electricity production figures for the years 2019 and 2020. The European Commission's PVGIS solar energy calculation tool was used to simulate electricity production and the calculation was carried out on an hourly basis. The price development of electricity was also assessed on basis of exchange prices in the last 9 years.

As a result of the work, two alternative recommendations for the sizing of the PV system were produced, including investment cost estimates and profitability calculations over a 30-year lifespan. The profitability calculations were carried out using two different electricity price scenarios. The two scenarios presented an increase of 0 % and 2 % in the price of electricity per year. With the energy community model, the investment was found to be a profitable solution for the housing cooperative with both price scenarios and system sizing options.