Sähkön kysyntäjouston, akkujärjestelmien ja hybridilämmitysratkaisujen vaikutus energiankäyttöön ja kustannuksiin uudisrakentamisessa

Abstract

Energian tuotanto perustuu tulevaisuudessa yhä enenevissä määrin päästöttömään ja uusiutuviin energiantuotantotapoihin ilmastonmuutoksen torjumisen vuoksi. Uusiutuvien energialähteiden käytöllä on merkittäviä vaikutuksia energiajärjestelmiin. Sähköjärjestelmän osalta vaikutus näkyy selkeimmin siinä, että tuotannon määrää on hyvin vaikea ennustaa tarkasti, johtuen sääilmiöihin perustuvista tuotantotavoista. Tämä tarkoittaa sitä, että järjestelmä tarvitsee lisää säätövoimaa toimiakseen vakaasti. Lämmitys- ja jäähdytysenergioiden osalta taas verkon tasapaino mahdollistaa ympäristöystävällisempien polttoaineiden entistä suuremman käytön, koska kulutuspiikkejä saadaan tasattua kysyntäjoustolla.

Tässä diplomityössä oli tarkoituksena selvittää vaikutus toimistorakennuksen energiankäyttöön, mikäli käytössä on sähkön kysynnänjousto ja hybridilämmitys- ja jäähdytysratkaisut. Työssä käytiin läpi Suomen ja Pohjoismaiden energiamarkkinat sekä kysyntäjoustoon liittyvät tekniikat rakennuksen näkökulmasta. Työssä simuloitiin akkujärjestelmän käyttöä olemassa olevaan toimistokiinteistöön sähkön osalta ja hybridilämmitysratkaisua lämmityksen ja jäähdytyksen osalta.

In the future, energy production will increasingly rely on emission-free and renewable energy sources to mitigate climate change. The use of renewable energy sources has significant impacts on energy systems. In the case of the electrical system, the impact is most clearly seen in the fact that it is challenging to predict production levels accurately due to weather-dependent production methods. This means that the system requires additional balancing power to operate stably. For heating and cooling energy, balancing the grid enables the use of more environmentally friendly fuels, as consumption peaks can be smoothed out through demand response.

The purpose of this master's thesis was to investigate the impact on the energy use of an office building when demand response and hybrid heating systems are implemented. The thesis explored the energy markets in Finland and the Nordic countries and the demand response techniques from the perspective of the building. The thesis simulated the implementation of battery system in an existing office property concerning electricity and hybrid heating systems for heating and cooling.