Techno-economic assessment of a solar power plant at a greenhouse : case Robbe's Little Garden
Tallberg, Robert (2022)
Kandidaatintyö
2022
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022110764669
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022110764669
Tiivistelmä
European energy markets are undergoing difficult times during the making of this thesis. The effects of such times are projected especially on greenhouses, as they use significant amounts of energy. Due to the beforementioned situation, investments related to energy efficiency or savings in energy are currently important to greenhouse entrepreneurs.
Greenhouses, especially vertical farms, are suitable sites for solar power plants, as they offer plenty of surface area and electric load to the solar power plant. In this bachelor’s thesis, the cost-effectiveness of a solar power plant is studied at a single greenhouse. Key problems related to the thesis include modeling the annual yield of the solar power plant, considering the electric load of the greenhouse at an hourly level, and defining the results to be indicative, so that they could be applicable to similar greenhouses.
This thesis uses HOMER Pro- and HelioScope software to conduct a techno-economic assessment and sensitivity analyses without significant manual calculations. The economic metrics used in this thesis include internal rate of return, return on investment, net present cost, and payback period.
The results of this thesis imply that even in circumstances that are unfavorable for cost-effectiveness, it was sensible for the company to invest in the solar power plant. In terms of the sensibility of the investment, key factors include the incentive granted by the Centre for Economic Development, Transport and the Environment, the rising electricity prices, and adding the solar power plant to be a part of a frequency containment reserve. Euroopan energiamarkkinoilla on tämän työn kirjoitushetkellä vaikea tilanne, joka varjostuu poikkeuksellisen merkittävästi kasvihuoneisiin, niiden kuluttaessa huomattavia määriä energiaa. Energiansäästöön ja energiatehokkuuteen liittyvät investoinnit ovat edellä mainitun tilanteen vuoksi tärkeitä kasvihuoneyrittäjille.
Kasvihuoneet ovat sopivia sijoituskohteita aurinkovoimaloille, sillä varsinkin monikerrosviljelmät tarjoavat runsaasti asennuspinta-alaa sekä sähköistä kuormaa aurinkovoimalalle. Tässä kandidaatintyössä tutkitaan aurinkovoimalan kustannustehokkuutta yksittäisellä kasvihuoneella. Työn keskeisiin ongelmiin kuuluvat aurinkovoimalan arvioidun vuosituotannon mallintaminen, kasvihuoneen sähköisen kuorman huomioiminen tuntitasolla ja tulosten määrittäminen suuntaa antaviksi, jotta niitä voisi soveltaa vastaaviin kasvihuoneisiin.
Tässä työssä käytetään HOMER Pro- ja HelioScope ohjelmistoja, joiden avulla teknoekonominen analyysi sekä herkkyysanalyysi voidaan suorittaa ilman merkittävää manuaalista laskentaa. Työssä käytettäviin ekonomisiin suureisiin kuuluvat efektiivinen korko, sijoitetun pääoman tuottoaste, nettonykyarvo ja takaisinmaksuaika.
Työn tulokset osoittavat, että kustannustehokkuuden kannalta huonoissakin olosuhteissa, kyseisen kasvihuoneyrityksen kannatti sijoittaa aurinkovoimalaan. Sijoituksen kannattavuuden kannalta merkittävimpiä tekijöitä olivat ELY-keskuksen myöntämä investointituki, kallistuva sähkön hinta ja aurinkovoimalan liittäminen osaksi taajuusohjattua käyttö- ja häiriöreserviä.
Greenhouses, especially vertical farms, are suitable sites for solar power plants, as they offer plenty of surface area and electric load to the solar power plant. In this bachelor’s thesis, the cost-effectiveness of a solar power plant is studied at a single greenhouse. Key problems related to the thesis include modeling the annual yield of the solar power plant, considering the electric load of the greenhouse at an hourly level, and defining the results to be indicative, so that they could be applicable to similar greenhouses.
This thesis uses HOMER Pro- and HelioScope software to conduct a techno-economic assessment and sensitivity analyses without significant manual calculations. The economic metrics used in this thesis include internal rate of return, return on investment, net present cost, and payback period.
The results of this thesis imply that even in circumstances that are unfavorable for cost-effectiveness, it was sensible for the company to invest in the solar power plant. In terms of the sensibility of the investment, key factors include the incentive granted by the Centre for Economic Development, Transport and the Environment, the rising electricity prices, and adding the solar power plant to be a part of a frequency containment reserve.
Kasvihuoneet ovat sopivia sijoituskohteita aurinkovoimaloille, sillä varsinkin monikerrosviljelmät tarjoavat runsaasti asennuspinta-alaa sekä sähköistä kuormaa aurinkovoimalalle. Tässä kandidaatintyössä tutkitaan aurinkovoimalan kustannustehokkuutta yksittäisellä kasvihuoneella. Työn keskeisiin ongelmiin kuuluvat aurinkovoimalan arvioidun vuosituotannon mallintaminen, kasvihuoneen sähköisen kuorman huomioiminen tuntitasolla ja tulosten määrittäminen suuntaa antaviksi, jotta niitä voisi soveltaa vastaaviin kasvihuoneisiin.
Tässä työssä käytetään HOMER Pro- ja HelioScope ohjelmistoja, joiden avulla teknoekonominen analyysi sekä herkkyysanalyysi voidaan suorittaa ilman merkittävää manuaalista laskentaa. Työssä käytettäviin ekonomisiin suureisiin kuuluvat efektiivinen korko, sijoitetun pääoman tuottoaste, nettonykyarvo ja takaisinmaksuaika.
Työn tulokset osoittavat, että kustannustehokkuuden kannalta huonoissakin olosuhteissa, kyseisen kasvihuoneyrityksen kannatti sijoittaa aurinkovoimalaan. Sijoituksen kannattavuuden kannalta merkittävimpiä tekijöitä olivat ELY-keskuksen myöntämä investointituki, kallistuva sähkön hinta ja aurinkovoimalan liittäminen osaksi taajuusohjattua käyttö- ja häiriöreserviä.