Akuston mitoittaminen aurinkosähkökohteeseen
Lehtinen, Jiro (2025)
2025
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025120432558
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025120432558
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli mitoittaa aurinkosähköjärjestelmällä varustetun omakotitalon optimaalinen akuston koko tuotannon omakäytön maksimoimiseksi. Tarkoitus oli selvittää, minkäkokoinen akusto kapasiteetiltaan sopisi parhaiten kohteen sähkönkulutusprofiiliin ja aurinkosähkötuotantoon nähden sekä tarkastella taloudellista kannattavuutta. Myös tuulivoimatuotannon vaikutusta simuloitiin akuston kokoon ja omakäyttöasteeseen nähden.
Mitoitusta varten saatiin kohteen kulutusdataa jakeluverkkoyhtiöltä omistajan kirjallisella luvalla. Aurinkosähkön tuotantopotentiaalia simuloitiin PVGIS-laskentaohjelmalla, josta saatiin vuoden tuotantoarvio jokaista tuntia kohden. Akuston simulointi tehtiin MATLAB-suunnitteluohjelmalla. Simulointi tehtiin koodilla, jossa huomioitiin akuston käyttötarkoitus, aurinkosähkön tuotanto, tuulivoiman tuotanto ja kohteen sähkönkulutus. Akuston pääkäyttötarkoitus oli oman tuotannon käytön maksimointi. Taloudelliseen tarkasteluun käytettiin sisäisen korkokannan ja takaisinmaksuajan menetelmää.
Tulosten perusteella akuston ideaalinen kapasiteetti kohteessa olisi 7 kWh. Omakäyttöaste paranisi akuston lisäyksen myötä 30,7 prosentista 55 prosenttiin. Tuulivoimatuotannon lisääminen aurinkotuotannon rinnalle nostaisi omakäyttöasteen lähes 100 prosenttiin. Taloudellisen tarkastelun perusteella akuston lisääminen osaksi aurinkotuotantoa ei olisi kannattavaa, mikäli huomioon otetaan ainoastaan aurinkosähköjärjestelmän omakäyttöasteen parantaminen. Mitoitusta ja taloudellisen kannattavuuden tarkastelua voisi kehittää esimerkiksi lisäämällä laskentaan huipputehon rajauksen vaikutusta tai verkosta latausta halvan pörssisähkön aikaan.
Mitoitusta varten saatiin kohteen kulutusdataa jakeluverkkoyhtiöltä omistajan kirjallisella luvalla. Aurinkosähkön tuotantopotentiaalia simuloitiin PVGIS-laskentaohjelmalla, josta saatiin vuoden tuotantoarvio jokaista tuntia kohden. Akuston simulointi tehtiin MATLAB-suunnitteluohjelmalla. Simulointi tehtiin koodilla, jossa huomioitiin akuston käyttötarkoitus, aurinkosähkön tuotanto, tuulivoiman tuotanto ja kohteen sähkönkulutus. Akuston pääkäyttötarkoitus oli oman tuotannon käytön maksimointi. Taloudelliseen tarkasteluun käytettiin sisäisen korkokannan ja takaisinmaksuajan menetelmää.
Tulosten perusteella akuston ideaalinen kapasiteetti kohteessa olisi 7 kWh. Omakäyttöaste paranisi akuston lisäyksen myötä 30,7 prosentista 55 prosenttiin. Tuulivoimatuotannon lisääminen aurinkotuotannon rinnalle nostaisi omakäyttöasteen lähes 100 prosenttiin. Taloudellisen tarkastelun perusteella akuston lisääminen osaksi aurinkotuotantoa ei olisi kannattavaa, mikäli huomioon otetaan ainoastaan aurinkosähköjärjestelmän omakäyttöasteen parantaminen. Mitoitusta ja taloudellisen kannattavuuden tarkastelua voisi kehittää esimerkiksi lisäämällä laskentaan huipputehon rajauksen vaikutusta tai verkosta latausta halvan pörssisähkön aikaan.