Study on the economic viability of frequency containment reserves for disturbances in greenhouse applications

Abstract

Greenhouses make a significant portion of the total Frequency containment reserve capacity in Finland, as they offer great flexibility in their energy consumption patterns. The implementation of FCR into greenhouse operation is a topic that has not yet been studied extensively. In this bachelor’s thesis the economic viability of greenhouses participating as reserve providers for FCR systems is studied from a case example greenhouse perspective. The study assumes that all the systems integrated into FCR are systems that would be present even without the potential for the greenhouse to act as a reserve provider and that the systems receive minimal extra maintenance. The thesis uses data provided by the case example greenhouse, a FCR aggregator and from Fingrid. In the thesis the annual yield of the solar power plant present in the greenhouse is modelled using HelioScope. The results are calculated manually from the data provided. The results are presented in a generalized format allowing for usage of the results in a broader range of applications. The results of the study show that it is economically viable to participate as a reserve provider for FCR systems as a greenhouse. The continued cost for participation is negligible in greenhouse applications and the impact on the day-to-day operation of the greenhouse is minimal.

Kasvihuoneet ovat merkittävä osa Suomen taajuusreservikapasiteettista, sillä niiden energiankulutustottumukset ovat erittäin joustavia. FCR:n käyttö kasvihuonetoiminnassa on aihe, jota ei ole vielä paljoa tutkittu. Tässä kanditaattityössä tutkitaan FCR-järjestelmien kannattavuutta kasvihuoneissa esimerkkikasvihuoneen avulla. Tutkimuksessa oletetaan, että kaikki FCR:ään integroidut järjestelmät olisivat käytössä myös ilman kasvihuoneiden mahdollisuutta toimia reservintoimittajina. Työssä oletetaan, että FCR:n käyttäminen kasvihuonejärjestelmissä lisää vain vähän ylimääräisiä huoltotoimenpiteitä. Työssä käytetään esimerkkikasvihuoneen, FCR-aggregaattorin ja Fingridin toimittamaa dataa. Työssä kasvihuoneen aurinkovoimalan vuosituotto mallinnetaan HelioScope-ohjelmalla. Tulokset on laskettu manuaalisesti annetuista datasta. Kanditaattityössä esitetään tulokset yleisessä muodossa, jotta se mahdollistaa niiden käyttöä myös laajemmin. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että kasvihuoneiden on taloudellisesti kannattavaa osallistua FCR-järjestelmiin reservintoimittajina. Osallistumisen jatkuvat kustannukset ovat vähäiset ja FCR:n vaikutus kasvihuoneen päivittäiseen toimintaan on pieni.