Lifecycle support model for microgrid optimisation

Abstract

Tämä opinnäytetyö tutkii elinkaaren aikaisen teknisen tukimallin kehittämistä mikroverkkojen optimointiin perustuvan Wärtsilä Decarbonisation Services -sopimuksen yhteydessä. Tutkimuksen taustalla on globaali tarve vähentää päästöjä energiantuotannossa sekä siirtyä kohti hajautettuja energiajärjestelmiä. Tavoitteena on luoda kokonaisvaltainen tukiprosessi, joka mahdollistaa mikroverkon omistajille luotettavan ja vähäpäästöisen energiantuotannon tulosperusteisen palvelusopimuksen avulla.

Teoreettinen viitekehys käsittelee mikroverkkojen periaatteita ja arkkitehtuuria, mukaan lukien hierarkkiset ohjausstrategiat, uusiutuvan ja moottorivoimalaitosten tuotannon integroinnin sekä akkuenergiavarastojen roolin mikroverkossa. Nykyisiä palvelusopimusmalleja tarkastellaan, korostaen siirtymää perinteisistä sopimuksista suorituskykyperusteisiin malleihin. Tutkimus hyödyntää kvalitatiivisia menetelmiä, yhdistäen kirjallisuuskatsauksen ja puolistrukturoidut haastattelut yrityksen asiantuntijoiden kanssa. Teema-analyysia käytettiin tunnistamaan toistuvia kuvioita haastatteluaineistosta.

Keskeiset havainnot osoittavat, että onnistunut mikroverkon optimointi edellyttää vahvaa teknistä tukea, selkeitä suorituskykymittareita sekä jatkuvaa sidosryhmien välistä yhteistyötä. Tulosperusteinen liiketoimintamalli vahvistaa luottamusta ja vastuullisuutta, liittäen palvelumaksut mitattaviin asiakashyötyihin. Tutkimus osoittaa, että erillisen teknisen tukitoiminnon perustaminen on välttämätöntä operatiivisten haasteiden ratkaisemiseksi ja pitkäaikaisen menestyksen varmistamiseksi hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen tähtäävissä palvelusopimuksissa.

This thesis investigates the development of a lifecycle technical support model for microgrid optimisation within Wärtsilä’s Decarbonisation Services agreements. The study is motivated by the global need to reduce emissions in energy production and the transition towards decentralised energy systems. The aim is to establish a comprehensive support process that enables microgrid owners to achieve reliable, low-emission energy generation through outcome-based service agreement.

The theoretical framework explores the principles and architecture of microgrids, including hierarchical control strategies, integration of renewable and thermal generation, and the role of battery energy storage systems. Existing service agreement models are reviewed, highlighting the shift from traditional to performance-based agreements. The research employs qualitative methods, combining literature review and semi-structured interviews with company experts. Thematic analysis is used to identify recurring patterns from the interviews.

Key findings reveal that successful microgrid optimisation requires robust technical support, clear performance metrics, and continuous collaboration between stakeholders. The outcome-based business model fosters trust and accountability, linking service fees to measurable customer benefits. The study concludes that establishing a dedicated technical support function is essential for addressing operational challenges and ensuring long-term success in decarbonisation service agreements.