Kiinteistön älykäs energianhallinta

Abstract

Opinnäytetyön taustalla oli tarve vahvistaa Kainuun ammattiopiston opetusta kiinteistöautomaation, aurinkoenergian ja energian optimoinnin osa-alueilla. Suomessa kiinteistöjen energiankulutus painottuu lämmitykseen ja lämpimän käyttöveden tuottamiseen. Energiatehokkuuden parantaminen on keskeinen tavoite EU:n energiatehokkuusdirektiivissä. Työssä esitellään kiinteistöjen yleisiä antureita ja energiantuotantojärjestelmiä sekä kuvataan, miten ne voidaan yhdistää älykkääseen energianhallintaan. Työn tavoitteena oli selvittää sähköakuston ja älyohjauksen kannattavuus pientalossa, jossa on maalämpö ja aurinkopaneelit. Lisäksi tarkoituksena oli tuottaa opetukseen ajantasainen kokonaisuus energian mittaus- ja ohjausjärjestelmistä. Tavoitteena oli myös havainnollistaa, miten energiantuotantoa ja kulutusta voidaan optimoida käyttämällä kiinteistöautomaatiota ja sen avulla kulutusjoustoa. Tutkimus toteutettiin hyödyntämällä Fingridin datahubin kulutustietoja, pörssisähkön tuntihintoja, verkkoyhtiön siirtohintoja sekä Ilmatieteen laitoksen lämpötila-aineistoa. Aineisto analysoitiin Excel-malleilla, joille laadittiin erilliset akuston lataus- ja purkuprofiilit eri vuodenaikoihin. Näiden perusteella tarkasteltiin sekä aurinkosähkön oman käytön lisäämistä ja pörssihintojen vaihteluun perustuvaa älyohjausta sekä arvioitiin akuston vaikutus ostoenergian määrään ja akuston kannattavuuteen. Tulokset osoittivat, että sähköakuston lisääminen ja sen älykäs käyttö pienensivät ostoenergian määrää kaikissa tarkastelluissa akustojen käyttöprofiileissa. Aurinkotuoton hyödyntäminen akuston kautta oli erityisen kannattavaa kesällä ja talvella akusto mahdollisti pörssihintojen vaihtelun tehokkaan hyödyntämisen. Takaisinmaksuaika vaihteli 8–22 vuoden välillä akuston hankintahinnasta ja sähkösopimuksesta riippuen.