Aurinkovoiman maantieteellisen hajautuksen vaikutus sähkön hintavaihteluihin, reservimarkkinoille osallistumiseen sekä energian varastointitarpeeseen Suomessa
Melkinen, Marikki (2025)
Diplomityö
2025
School of Energy Systems, Sähkötekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025062775170
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025062775170
Tiivistelmä
Tämä diplomityö tarkastelee aurinkovoiman maantieteellistä hajautusta Suomessa. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää, miten aurinkovoiman tuotannon alueellinen hajautus vaikuttaa sähkön hintavaihteluihin sekä sähköjärjestelmän vakauteen, reservimarkkinoille osallistumiseen ja energian varastointitarpeisiin. Aurinkoenergia on nopeasti kasvava uusiutuvan energian muoto, mutta sen tuotanto on sääriippuvaista ja epätasaista niin vuorokauden kuin vuodenajankin mukaan.
Aurinkovoiman tuotanto Suomessa vaihtelee maantieteellisesti ja ajallisesti, mikä edellyttää tuotannon sijoittelun optimointia, tehokkaita energian varastointiratkaisuja sekä kulutusjoustoja. Työssä analysoidaan myös sähkön hinnan muodostumista ja aurinkovoiman vaikutusta siihen eri vuorokaudenaikoina ja alueilla.
Työssä analysoidaan aurinkosäteilyn jakaumaa Suomessa ja hajauttamisen etuja erityisesti sähköverkon tasapainottamisen ja sähkön hinnan tasaamisen näkökulmasta. Lisäksi tarkastellaan, kuinka varastointiratkaisut, kuten akut, vetyteknologia ja lämpövarastot, mahdollistavat aurinkovoiman tehokkaamman hyödyntämisen sekä tuotannon ja kulutuksen yhteensovittamisen. Työssä arvioidaan myös aurinkovoiman mahdollisuuksia osallistua reservimarkkinoille osana joustavaa sähköjärjestelmää.
Tutkimuksen tulokset osoittavat, että tehokkaasti hajautettu aurinkovoimatuotanto yhdistettynä nykyaikaisiin energian varastointimenetelmiin voi merkittävästi vähentää sähkön hintavaihteluita, parantaa sähköverkon vakautta ja vahvistaa uusiutuvan energian kilpailukykyä. This master's thesis examines the geographical distribution of solar power in Finland. The aim of the study is to determine how the regional distribution of solar power production affects electricity price fluctuations, the stability of the electricity system, participation in reserve markets and energy storage needs. Solar energy is a rapidly growing form of renewable energy, but its production is weather-dependent and uneven depending on both the time of day and the time of year.
Solar power production in Finland varies geographically and temporally, which requires optimization of production location, efficient energy storage solutions and consumption flexibility. The work also analyses the formation of electricity prices and the impact of solar power on them at different times of the day and in different regions.
The work analyses the distribution of solar radiation in Finland and the benefits of decentralization, especially from the perspective of balancing the electricity grid and equalizing the price of electricity. In addition, it examines how storage solutions, such as batteries, hydrogen technology and thermal storage, enable more efficient use of solar power and the coordination of production and consumption. The work also assesses the potential of solar power to participate in the reserve market as part of a flexible electricity system.
The results of the study show that efficiently distributed solar power production combined with modern energy storage methods can significantly reduce electricity price fluctuations, improve the stability of the electricity grid, and strengthen the competitiveness of renewable energy.
Aurinkovoiman tuotanto Suomessa vaihtelee maantieteellisesti ja ajallisesti, mikä edellyttää tuotannon sijoittelun optimointia, tehokkaita energian varastointiratkaisuja sekä kulutusjoustoja. Työssä analysoidaan myös sähkön hinnan muodostumista ja aurinkovoiman vaikutusta siihen eri vuorokaudenaikoina ja alueilla.
Työssä analysoidaan aurinkosäteilyn jakaumaa Suomessa ja hajauttamisen etuja erityisesti sähköverkon tasapainottamisen ja sähkön hinnan tasaamisen näkökulmasta. Lisäksi tarkastellaan, kuinka varastointiratkaisut, kuten akut, vetyteknologia ja lämpövarastot, mahdollistavat aurinkovoiman tehokkaamman hyödyntämisen sekä tuotannon ja kulutuksen yhteensovittamisen. Työssä arvioidaan myös aurinkovoiman mahdollisuuksia osallistua reservimarkkinoille osana joustavaa sähköjärjestelmää.
Tutkimuksen tulokset osoittavat, että tehokkaasti hajautettu aurinkovoimatuotanto yhdistettynä nykyaikaisiin energian varastointimenetelmiin voi merkittävästi vähentää sähkön hintavaihteluita, parantaa sähköverkon vakautta ja vahvistaa uusiutuvan energian kilpailukykyä.
Solar power production in Finland varies geographically and temporally, which requires optimization of production location, efficient energy storage solutions and consumption flexibility. The work also analyses the formation of electricity prices and the impact of solar power on them at different times of the day and in different regions.
The work analyses the distribution of solar radiation in Finland and the benefits of decentralization, especially from the perspective of balancing the electricity grid and equalizing the price of electricity. In addition, it examines how storage solutions, such as batteries, hydrogen technology and thermal storage, enable more efficient use of solar power and the coordination of production and consumption. The work also assesses the potential of solar power to participate in the reserve market as part of a flexible electricity system.
The results of the study show that efficiently distributed solar power production combined with modern energy storage methods can significantly reduce electricity price fluctuations, improve the stability of the electricity grid, and strengthen the competitiveness of renewable energy.