Lämpöakun sähköisen latauksen optimointi sähkömarkkinoiden mukaan
Hendolin, Niilo (2022)
Kandidaatintyö
Hendolin, Niilo
2022
School of Energy Systems, Sähkötekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022042630710
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022042630710
Tiivistelmä
Lyhytaikaisten energiavarastojen hyödyntäminen sähkön ja lämmön tuotannossa helpottaa uusiutuvien energianlähteiden hyödyntämistä. Sähkömarkkinoiden kulutusjouston tarve kasvaa säästä riippuvaisten energianlähteiden yleistyessä. Erilaiset energiavarastot, kuten lämpöakut vastaavat kulutusjouston kysyntään. Tämän työn tarkoituksena on selvittää lämpöakun latauksen optimoinnilla saavutettavat säästöt sekä tutkia aurinkovoimalan kannattavuutta lämpöakkuun yhdistettynä.
Työssä vertaillaan halvimpien lataustuntien ja työpäivän aikaisten tuntien keskiarvoisia spot-hintoja keskenään. Vertailussa käytetään vuosien 2019 ja 2021 hintoja. 2021 koko vuoden keskiarvoisia hintoja vertaillaan myös maakaasun hintoihin vuoden 2021 aikana.
Työssä havaittiin, että optimoinnilla saavutettavat säästöt ovat merkittävät, mutta säästöjen suuruus vaihtelee paljon vuosittain. Vuoden 2019 aikana saavutetut säästöt olivat suuruudeltaan noin 48 % vuoden 2021 aikana saavutetuista säästöistä. Työssä havaittiin myös, että optimoiduilla hinnoilla sähkön käyttäminen lämmöntuotannossa tulisi halvemmaksi, kuin maakaasu. Työn tulosten mukaan lämpöakku yksinään ei ole edullinen yhdistää aurinkovoimalaan. Aurinkovoimalan yksinkertaiseksi takaisinmaksuajaksi saatiin 16,9 vuotta ja vuotuiseksi tuotoksi 3,3 %. Short time energy storages ease the usage of renewable energy sources in heat and electricity production. The need for demand response systems increases when the usage of weather dependent energy sources grows. Different kinds of energy storages such as thermal batteries respond to the need of demand response systems. The objective of this thesis is to find out the available savings from optimizing the electrical charging of the heat battery system and to find out the profitability of solar PV production combined to the heat battery.
This thesis compares the average prices of the cheapest charging hours with average prices during a working day hours. The comparison uses data from 2019 and 2021. The 2021 average prices of the whole year are also compared to the prices of natural gas during 2021.
In this thesis it was found that the achievable savings from the optimizing of the charging are significant but that the savings vary a lot depending on the year. The achieved savings in 2019 were only 48 % of the savings achieved in 2021. It was also found that with the optimized prices it was cheaper to use electricity than natural gas in heat production. According to this thesis the thermal battery alone is not ideal to be combined with a solar PV plant. Simple payback period of the solar PV plant was 16,9 years and the yearly profit was 3,3 %.
Työssä vertaillaan halvimpien lataustuntien ja työpäivän aikaisten tuntien keskiarvoisia spot-hintoja keskenään. Vertailussa käytetään vuosien 2019 ja 2021 hintoja. 2021 koko vuoden keskiarvoisia hintoja vertaillaan myös maakaasun hintoihin vuoden 2021 aikana.
Työssä havaittiin, että optimoinnilla saavutettavat säästöt ovat merkittävät, mutta säästöjen suuruus vaihtelee paljon vuosittain. Vuoden 2019 aikana saavutetut säästöt olivat suuruudeltaan noin 48 % vuoden 2021 aikana saavutetuista säästöistä. Työssä havaittiin myös, että optimoiduilla hinnoilla sähkön käyttäminen lämmöntuotannossa tulisi halvemmaksi, kuin maakaasu. Työn tulosten mukaan lämpöakku yksinään ei ole edullinen yhdistää aurinkovoimalaan. Aurinkovoimalan yksinkertaiseksi takaisinmaksuajaksi saatiin 16,9 vuotta ja vuotuiseksi tuotoksi 3,3 %.
This thesis compares the average prices of the cheapest charging hours with average prices during a working day hours. The comparison uses data from 2019 and 2021. The 2021 average prices of the whole year are also compared to the prices of natural gas during 2021.
In this thesis it was found that the achievable savings from the optimizing of the charging are significant but that the savings vary a lot depending on the year. The achieved savings in 2019 were only 48 % of the savings achieved in 2021. It was also found that with the optimized prices it was cheaper to use electricity than natural gas in heat production. According to this thesis the thermal battery alone is not ideal to be combined with a solar PV plant. Simple payback period of the solar PV plant was 16,9 years and the yearly profit was 3,3 %.