Akkukäyttöisten sähkövarastojen suunnittelu ja kannattavuus kiinteistössä

Abstract

Sähkövarastot ovat yleistyneet lähivuosina kiinteistöissä. Sähkövarastoinnilla on kattavia erilaisia paikallisia sekä taloudellisia hyötyjä kiinteistölle. Taloudellisilla hyödyillä tavoitellaan kiinteistö tuottamaan passiivista tuottoa. Paikallisilla hyödyillä parannetaan kiinteistön omavaraisuutta ja käytetään akustoa varavoimalähteenä.

Tässä diplomityössä tarkasteltiin neljällä eri käyttötarkoituksella sähkövaraston kannattavuutta esimerkkikohteessa. Työssä mitoitettiin esimerkkikohteeseen soveltuva sähkövarasto ja arvioitiin sen kapasiteetin tuottamia taloudellisia hyötyjä eri käyttökohteissa. Tarkasteltuja käyttökohteita työssä oli huipputehon leikkaus, aurinkosähkön ylituoton varastointi, sähköenergian arbitraasi sekä reservimarkkinoille osallistuminen. Sähkövaraston eri käyttökohteiden taloudelliset hyödyt laskettiin vuositasolla, jonka jälkeen kannattavuutta arvioitiin 10 vuoden tarkastelujaksolla nettonykyarvomenetelmällä. Tulosten luotettavuutta arvioitiin herkkyystarkastelun avulla.

Tulosten perusteella neljä reservimarkkinan tuotetta osoittautui kannattavaksi esimerkkikohteessa tarkastelujaksolla. Kannattavaksi vaihtoehdoiksi osoittautuivat FCR-D ylös tuntimarkkina, FCR-D alas tuntimarkkina, FCR-D alas vuosimarkkina sekä FCR-N tuntimarkkina. Työssä käytetyllä laskentamenetelmällä kannattamattomaksi strategiaksi osoittautui huipputehon leikkaus, aurinkosähköjärjestelmän ylituoton varastointi, sähköenergian arbitraasi sekä reservimarkkinat FFR, FCR-D ylös vuosimarkkina ja FCR-N vuosimarkkina.

Työn tulokset osoittavat, että sähkövaraston kannattavuus kiinteistössä riippuu valitusta käyttöstrategiasta, kiinteistön kulutusprofiilista sekä sähkön hinnasta/hinnan vaihtelusta.

Battery energy storage systems have become increasingly common in buildings in recent years. Energy storages provides a range of local and economic benefits, including the potential to generate passive income and improve energy self-sufficiency.

This master’s thesis examines the profitability of an energy storage system in a case property for four different use cases. In the study, an energy storage system suitable for the case property was sized, and the economic benefits of its capacity were evaluated for different applications. The analyzed use cases include peak shaving, storage of excess solar power generation, electricity price arbitrage, and participation in reserve markets. The annual economic benefits of each use case were calculated, after which the profitability of the energy storage system was evaluated over a 10-year analysis period using the net present value (NPV) method. The reliability of the results was assessed through sensitivity analysis.

Based on the results, four reserve market products were found to be profitable during the analysis period. The profitable options were FCR-D up hourly market, FCR-D down hourly market, FCR-D down yearly market, and FCR-N hourly market. Using the calculation method applied in this study, peak shaving, storage of excess solar power generation, and electricity price arbitrage were not profitable. In addition, the reserve products FFR, FCR-D up yearly market, and FCR-N yearly market were also found to be unprofitable.

The results indicate that the profitability of an energy storage system in a property depends on the selected operating strategy, the electricity consumption profile of the property, and the electricity price and its volatility.