Hajautettujen energiaresurssien rooli sähköjärjestelmän kehittämisessä
Ratilainen, Miika (2017)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201801162056
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201801162056
Tiivistelmä
Tässä opinnäytetyössä selvitetään maailmanlaajuisesti, millainen on hajautettujen energiaresurssien rooli sähköjärjestelmän kehittämisessä, sekä mitä uhkia ja mahdollisuuksia niihin liittyy. Tarkasteltavia energiaresursseja ovat: aurinkovoima, tuulivoima, ohjattavat kuormat, akkuvarastot sekä sähköautot. Työssä luodaan katsaus kyseisten energiaresurssien rooliin viimeisten vuosikymmenien aikana sekä nykypäivänä, pääpainon ollessa tulevaisuuden kehityksessä. Työ toteutetaan kirjallisuuskatsauksena.
Ennen sähköä tuotettiin valtaosin suurissa voimalaitosyksiköissä, käyttäen runsaasti fossiilisia polttoaineita. Tämä linja on jatkunut nykypäivään asti, mutta samalla ollaan siirtymässä kohti sähköntuotantoa pienissä hajautetuissa yksiköissä. Liikenteessä on niin ikään suosittu fossiilisia polttoaineita käyttäviä polttomoottoriautoja. On havahduttu siihen, että päästöjä täytyy rajoittaa ja ehtyville resursseille on löydettävä korvikkeita. Hajautetut energiaresurssit tarjoavat sähköntuotantoon, sähköjärjestelmien ylläpitoon sekä liikenteeseen kestävän kehityksen periaatteiden mukaisen vaihtoehdon, missä toimitaan sekä luontoa säästäen että taloudellisesti järkevästi. Tärkeimpiä hajautettujen energiaresurssien suosiota kasvattavia tekijöitä ovatkin tuotannon vähäiset kasvihuonekaasu- ja pienhiukkaspäästöt sekä niiden hyvä hintakilpailukyky vaihtoehtoisiin ratkaisuihin verrattuna.
Hajautetut energiaresurssit tarjoavat runsaasti mahdollisuuksia, mutta pitävät sisällään myös haasteita. Tulevaisuudessa hajautetun tuotannon määrä tulee kasvamaan maailmanlaajuisesti, erityisesti aurinkosähkön määrä tulee kasvamaan paljon. Hajautetun tuotannon lisääntyminen sähköjärjestelmissä aiheuttaa haasteen tehotasapainon hallintaan. Tämä voidaan kuitenkin hoitaa käyttämällä ohjattavia kuormia ja lisäämällä näin järjestelmän joustavuutta. Hajautetut energiaresurssit ovat siis itsessään ratkaisuja aiheuttamiinsa haasteisiin. Hajautettujen energiaresurssien rooli sähköjärjestelmissä tulee olemaan merkittävä. In this bachelor’s thesis it’s studied globally what is distributed energy resources role in electric system development and what threats and opportunities are included in them. Researched resources are: solar power, wind power, controllable loads, battery storages and electric vehicles. It is viewed in this study that what was the role of above-mentioned energy resources in last decades and nowadays, but the main focus is on future development. The study is done as literature research.
Electricity was generated in large power plant units in the past, using plenty of fossil fuels. Generation is mostly still the same nowadays, but in the same time generation in small distributed units is rising. Internal combustion engine cars which uses fossil fuels as well have been popular in the traffic. It has been noticed that emissions must be decreased and substitute for depletable resources have to be found. Distributed energy resources offer sustainable development variable for generation of electric, maintenance of electric system and for traffic. In this variable environment is taken into account and it is economically reasonable as well. Most important points which raises distributed energy resources are minor greenhouse gas emissions and fine dust emissions and decent price competitiveness of them comparing to other solutions.
Distributed energy resources offer plenty of opportunities but also incudes some challenges. Distributed generation will be globally increased in future, especially solar power. Increased amount of distributed generation may cause challenge of maintaining power balance. This challenge can be managed by using controllable loads and enhancing the flexibility of system by this. So distributed energy resources are solutions to the challenges by themselves. The role of distributed energy resources will be significant.
Ennen sähköä tuotettiin valtaosin suurissa voimalaitosyksiköissä, käyttäen runsaasti fossiilisia polttoaineita. Tämä linja on jatkunut nykypäivään asti, mutta samalla ollaan siirtymässä kohti sähköntuotantoa pienissä hajautetuissa yksiköissä. Liikenteessä on niin ikään suosittu fossiilisia polttoaineita käyttäviä polttomoottoriautoja. On havahduttu siihen, että päästöjä täytyy rajoittaa ja ehtyville resursseille on löydettävä korvikkeita. Hajautetut energiaresurssit tarjoavat sähköntuotantoon, sähköjärjestelmien ylläpitoon sekä liikenteeseen kestävän kehityksen periaatteiden mukaisen vaihtoehdon, missä toimitaan sekä luontoa säästäen että taloudellisesti järkevästi. Tärkeimpiä hajautettujen energiaresurssien suosiota kasvattavia tekijöitä ovatkin tuotannon vähäiset kasvihuonekaasu- ja pienhiukkaspäästöt sekä niiden hyvä hintakilpailukyky vaihtoehtoisiin ratkaisuihin verrattuna.
Hajautetut energiaresurssit tarjoavat runsaasti mahdollisuuksia, mutta pitävät sisällään myös haasteita. Tulevaisuudessa hajautetun tuotannon määrä tulee kasvamaan maailmanlaajuisesti, erityisesti aurinkosähkön määrä tulee kasvamaan paljon. Hajautetun tuotannon lisääntyminen sähköjärjestelmissä aiheuttaa haasteen tehotasapainon hallintaan. Tämä voidaan kuitenkin hoitaa käyttämällä ohjattavia kuormia ja lisäämällä näin järjestelmän joustavuutta. Hajautetut energiaresurssit ovat siis itsessään ratkaisuja aiheuttamiinsa haasteisiin. Hajautettujen energiaresurssien rooli sähköjärjestelmissä tulee olemaan merkittävä.
Electricity was generated in large power plant units in the past, using plenty of fossil fuels. Generation is mostly still the same nowadays, but in the same time generation in small distributed units is rising. Internal combustion engine cars which uses fossil fuels as well have been popular in the traffic. It has been noticed that emissions must be decreased and substitute for depletable resources have to be found. Distributed energy resources offer sustainable development variable for generation of electric, maintenance of electric system and for traffic. In this variable environment is taken into account and it is economically reasonable as well. Most important points which raises distributed energy resources are minor greenhouse gas emissions and fine dust emissions and decent price competitiveness of them comparing to other solutions.
Distributed energy resources offer plenty of opportunities but also incudes some challenges. Distributed generation will be globally increased in future, especially solar power. Increased amount of distributed generation may cause challenge of maintaining power balance. This challenge can be managed by using controllable loads and enhancing the flexibility of system by this. So distributed energy resources are solutions to the challenges by themselves. The role of distributed energy resources will be significant.