Tasasähköjakelu katuvaloverkossa

Abstract

Tämän diplomityön tarkoituksena on tutkia, onko pientasasähköjakelun käyttäminen valaistusverkossa taloudellisesti kannattava vaihtoehto ja voidaanko tasasähköjärjestelmän kannattavuutta parantaa valaistusverkkoon asennettavalla aurinkosähkön mikrotuotannolla. Ongelmaa lähestytään tarkastelemalla tasasähköjakelulla saavutettavien etujen hyödynnettävyyttä valaistusverkossa. Tutkimusaineisto koostuu pääosin aikaisemmista tutkimuksista sekä laitetoimittajilta saaduista tiedoista. Järjestelmien kustannuksia tarkastellaan elinkaarimallin avulla kahdessa eri ympäristössä jotka ovat kaupunkikeskustan valaistus ja tievalaistus. Tasasähköjärjestelmissä voidaan käyttää pääosin samoja komponentteja kuin vaihtosähköjärjestelmissäkin, joten tarvikkeita on hyvin saatavilla eivätkä ne nosta järjestelmien hintaa. Työn tulosten perusteella tasasähköjärjestelmien käyttö kaupunkikeskustan valaistuksessa ei ole järkevää, koska valaistuskeskusten määrän lisääminen on edullista eivätkä kaapeleiden häviöt pääse siten kasvaman kovin suuriksi. Tieosuuksien valaistuksessa tasasähköjärjestelmä on sen sijaan kannattava, mikäli valaistava osuus on riittävän pitkä. Pitkillä valaistusosuuksilla jännitehäviö ja oikosulkuvirran alenema vaativat perinteiseltä vaihtovirtajärjestelmältä paksumpia kaapelin poikkipinta-aloja ja keskusten määrän lisäämistä. Aurinkosähköä käyttämällä ei ole mahdollista parantaa tasasähköjärjestelmien kannattavuutta, sillä sähkön tuotanto ja valaistuksen tarve ajoittuvat eri ajoille.

The purpose of this research is to study the fundamental benefits of direct current with the street lightning. The study approaches the problem through the benefits of using the direct current. Solar power integration with direct current system is also included in the research. The research material of this study consists of the former research´s and the interviews performed with application manufacturers. There are two different street lighting environments in the study. First of them is the city street lighting and the second is the road lighting. It seems that almost all components needed by the direct current grid can be found on the market. The control gear is considered by the theoretical view because there isn’t any applicable solution available. The research implies that it is profitable to use the direct current in the road lightning where cables are long, and voltage drop gets high. In city centre the situation is different: there it is possible to increase the amount of the lighting distribution cabinets with low costs to avoid voltage drop and increase short circuit current. Solar power isn´t profitable to use with lightning because of the time shift between energy production and consumption.