Kotitalouslaitteiden sähkönkulutuksen kustannusten optimointi

Abstract

Tutkimuksessa tarkastellaan kotitalouslaitteiden sähkönkulutuksen optimointia sähkön tuntihinnan perusteella. Työn tavoitteena on selvittää, kuinka suuri euromääräinen säästö voidaan saavuttaa ajoittamalla sähkönkulutus edullisimmille ajanjaksoille. Tarkastelu rajattiin koskemaan sähköenergian hintaa, eikä siirto- tai perusmaksuja huomioitu. Tutkimusaineistona käytetään vuoden 2025 tuntihintadataa, jonka perusteella muodostetaan kolme erilaista käyttöprofiilia: ilman ajallista optimointia, yöaikaan ajoittuva käyttö sekä sähkön pörssihintaa seuraava käyttö. Tarkasteltavina kuormina ovat pyykinpesukone, sähköauton lataus kahdella eri latausteholla sekä lämminvesivaraaja. Kustannukset laskettiin vuositasolla laskennallisen mallin avulla. Tulosten perusteella ajallinen optimointi pienentää sähkönkäytön kustannuksia merkittävästi kaikilla tarkastelluilla kuormilla. Suurimmat suhteelliset säästöt saavutettiin optimoimalla kulutusta vuorokauden halvimmalle ajanjaksolle, jolloin kustannukset pienenivät noin 70–80 % verrattuna tilanteeseen ilman ajallista optimointia. Euromääräiset säästöt olivat suurimpia paljon energiaa kuluttavilla laitteilla, kuten sähköauton latauksessa ja lämminvesivaraajassa. Suuret, lyhyellä käyttöajalla toimivat kuormat mahdollistivat tarkemman ajoituksen edullisille tunneille, mikä lisäsi säästöpotentiaalia. Lisäksi havaittiin, että optimoitu pörssisähkön käyttö voi olla merkittävästi edullisempaa kuin kiinteähintainen sähkösopimus. Tulokset osoittavat, että merkittäviä kustannussäästöjä voidaan saavuttaa ilman energiankulutuksen vähentämistä pelkästään kulutuksen ajoittamista muuttamalla. Tulosten yleistettävyyttä rajoittaa tarkastelun perustuminen yhden vuoden hintadataan sekä se, ettei analyysissä huomioitu sähkönsiirtoa tai mahdollisia tehomaksuja.

This study examines the optimization of electricity consumption of household appliances based on hourly electricity prices. The objective of the study is to determine the magnitude of monetary savings that can be achieved by shifting electricity consumption to the most cost-effective time periods. The analysis is limited to energy prices, and transmission fees and fixed charges are excluded. The study is based on hourly electricity price data from 2025. Based on this data, three different usage profiles are defined: no time optimization, night-time usage, and price-based optimization based on hourly electricity spot prices. The examined loads include a washing machine, electric vehicle charging with two different charging power levels, and a domestic water heater. Annual costs are calculated using a computational model. The results indicate that time-based optimization significantly reduces electricity costs for all examined loads. The highest relative savings are achieved by shifting consumption to the cheapest time periods of the day, resulting in cost reduction of approximately 70–80 % compared to non-optimized usage. The largest monetary savings are observed for high-energy-consuming devices, such as electric vehicle charging and water heating. High-power loads with short operating times enable more precise timing to low-cost hours, which increases the savings potential. In addition, the results show that optimized use of spot-priced electricity can be significantly more cost-effective than a fixed-price electricity contract. The findings demonstrate that substantial cost savings can be achieved without reducing total energy consumption, solely by changing the timing of electricity use. However, the generalization of the results is limited by the use of data from a single year and by the exclusion of electricity transmission fees and potential power-based tariffs.