Pienjännitteisen tasasähkönjakelun hyödyntäminen ja siihen liittyvä tutkimus maailmalla

Abstract

Tässä kandidaatintyössä selvitetään kirjallisuustutkimuksena, minkälaista tutkimusta maailmalla on tehty liittyen pienjännitteiseen tasasähkönjakeluun, sekä missä sovelluskohteissa sitä hyödynnetään. Työssä esitetään yleisimmät järjestelmärakenteet ja sovelluskohteet sekä organisaatiot, joiden on havaittu tutkivan tasasähkönjakelua kiinteistöissä, microgrideissä tai julkisessa sähkönjakelussa.

Katsauksen perusteella havaittiin, että maailmalla on tehty erityisesti laskennallisia tutkimuksia ja simulointeja liittyen pienjännitteiseen tasasähkönjakeluun. Näkökulma on pääasiassa ollut kiinteistöissä ja microgrideissä, vähäisemmässä määrin myös julkisissa sähkönjakeluverkoissa. Pienjännitteistä tasasähkönjakelua hyödynnetään, tai ainakin voitaisiin hyödyntää näissä kohteissa. Pääasiassa konseptilla on pyritty hakemaan kustannussäästöjä ja toisaalta parantamaan hyötysuhdetta.

Ympäri maailmaa on käynnissä pilottihankkeita sekä kiinteistöihin, että julkiseen sähkönjakeluun liittyen. Bipolaarinen ratkaisu näytti olevan yleisempi. Käytetyt ja tutkitut jännitetasot vaihtelivat riippuen sovelluskohteesta – kiinteistön sisällä oli käytössä tasot pienoisjännitteestä aina 350–400 VDC jännitetasoon asti, ja sama 350–400 VDC oli selvästi suosittu jännitealue myös jakeluverkossa, mutta myös korkeampia jännitteitä, kuten 700–750 VDC, oli käytössä.

In this bachelor’s thesis, it is examined by a literature review what kind of research related to low voltage direct current distribution has been done and where it is utilized globally. The work presents the most common system structures, utilization environments and organizations internationally which are active in the field of research related to direct current distribution in buildings, microgrids or public electricity distribution.

In the review, it was found that especially mathematical analyses and simulations related to low voltage direct current have been done. The research has mainly concentrated on direct current in buildings and microgrids, but also to some extent in public electricity distribution. Low voltage direct current is, or at least could be utilized in these cases. The main drivers in the utilization of low voltage direct current have been the improvements in terms of cost and energy efficiency.

There are several pilot projects going on related both to the building installations and public electricity distribution around the world. The most common system solution seems to be the bipolar one. The voltage levels were dependent on the application – in building installations the voltages ranged from extra low voltage to 350–400 VDC and the same 350–400 VDC was also favored in distribution, but higher voltages such as 700–750 VDC were also utilized.