Akkuteknologioiden kartoitus pienen kokoluokan siirrettävän konttilämpölaitoksen varavoiman lähteenä

Abstract

Tämän kandidaatintyön tavoitteena oli tutkia akkuteknologioita vaihtoehtoisena diesel-generaattorin korvaajana Ferroplan Oy:n pienessä siirrettävässä konttilämpölaitoksessa. Tutkimukseen valittiin muutamia tällä hetkellä kaupallisilla markkinoilla olevia akkuteknologioita, joiden historiaan ja ominaisuuksiin syvennyttiin tarkemmin ja vertailtiin tutkimuksen kannalta merkittäviä eroja eri teknologioiden välillä. Lisäksi selvitettiin millaisia osia akkujen avulla toteutettu toimiva varavoimajärjestelmä pitää sisällään ja millaisia vaihtoehtoja akkujen latausjärjestelmän suhteen on valittavana. Työssä perehdyttiin myös tarkemmin millaisia turvallisuusuhkia akkujen käytöstä aiheutuu, sekä mitä asioita tulee selvittää vertailtaessa markkinoilla saatavilla olevia valmiita akkujärjestelmiä tai niiden osia. Tutkimus toteutettiin kirjallisuusselvityksenä sekä verkkodokumenttien ja sivustojen avulla.

Tutkimuksessa selvisi, että kaupallisilla markkinoilla on saatavissa monenlaisia valmiita akkuenergiajärjestelmiä. Markkinoilla saatavilla olevat järjestelmät eroavat toisistaan käytettävien akkuteknologioiden, sekä järjestelmiin kuuluvien osien ja ominaisuuksien suhteen. Akkujen turvallisuusnäkökulmaa tutkittaessa selvisi, että akkujen lämpötilan valvominen latauksen ja purkauksen aikana on monen akkuteknologian kohdalla oleellisessa roolissa. Akun valvontajärjestelmän (BMS) ja lataussäätimen avulla voidaan toteuttaa turvallinen akkujärjestelmä käytettävän akkuteknologian ollessa mikä tahansa.

The aim of this bachelor's thesis was to investigate battery technologies as an alternative to a diesel generator at Ferroplan Oy's small mobile container heat plant. The research has selected some of the currently commercially available battery technologies, the history and characteristics of which have been deepened in and the differences in technology between the different technologies have been compared. In addition, it was investigated what kind of components are included in the battery backup system and what options are available for the battery charging system. The thesis also explored what security threats to the use of batteries are, and what issues should be solved when comparing the available battery systems or parts thereof. The research was carried out as a literature review, as well as through online documents and websites.

The study revealed that a variety of ready-made battery energy systems are available on the commercial market. The systems available on the market differ in terms of battery technologies used and in terms of the components and characteristics of the systems. When examining the safety aspect of batteries, it became clear that monitoring the temperature of the batteries during charging and discharging plays an important role in many battery technologies. The Battery Control System (BMS) and Charging Controller can be used to implement a secure battery system with any battery technology used.