Akkuenergiavaraston ja aurinkosähköjärjestelmän taloudellinen kannattavuus teollisuus- ja liikekiinteistöissä

Abstract

Tässä diplomityössä tarkasteltiin teollisuus- ja liikekiinteistöjen aurinkosähköjärjestelmiä, sekä energiavarastoja. Työn tavoitteena oli selvittää akkuenergiavaraston taloudellinen kannattavuus kantaverkkoyhtiö Fingridin ylläpitämillä reservimarkkinoilla, sekä aurinkosähköjärjestelmän ylijäämätuotannon siirrossa kulutukseen myöhemmälle iltaan. Tutkimukseen sisältyi myös tuotannonsiirtolaskenta siihen tarkoitukseen optimoidun kokoisella, kohteen kulutukseen nähden ylimitoitetulla aurinkosähköjärjestelmällä. Tutkimus rajattiin koskemaan 100–1000 kWp aurinkosähköjärjestelmiä ja 200–1000 kW akkuenergiavarastoja. Laskenta suoritettiin kahden todellisen kohteen 12 kk tuntikohtaisella datalla aurinkovoimalasta ja sähkönkulutuksesta, sekä reservimarkkinoiden hintadatalla. Kannattavuutta arvioitiin eri investointilaskentamenetelmillä.

Työn tuloksissa reservimarkkinakäyttö tarkasteluajanjakson aikana osoittautui todella kannattavaksi. Tuotannonsiirto ei osoittautunut kannattavaksi kohteissa todellisilla, eikä ylimitoitetuilla aurinkovoimaloilla. Matalalla tuottoskenaariolla suoritettu reservimarkkinalaskenta jäi hieman kannattavuudesta. Työ osoittaa, että reservimarkkinoilla on tuottopotentiaalia energiavarastoille, mutta markkinaoptimoinnilla on suuri vaikutus kannattavuuteen. Energiavaraston käyttötarkoitus vaikuttaa myös suuresti investoinnin tuottoihin.

Sähkömarkkinoiden hinnat ja tarjoamat tuotot tulevaisuudessa ovat hankalia ennustaa energiavaraston oletetun 10 vuoden elinkaaren päähän. Kannattavimmaksi markkinaksi saattavat nousta myös spot- tai intraday-markkinat. Tätä työtä voidaan käyttää apuna vastaavan tyyppisten investointien kannattavuuslaskennassa. Kaikki kohteet ovat kuitenkin erilaisia, eivätkä tulokset ole suoraan yleistettävissä muualle.

This master’s thesis examined PV-systems and battery energy storages for commercial and industrial properties. The aim was to determine the economic profitability of battery energy storage in the reserve markets maintained by the Finnish TSO Fingrid. Another aim was to find out the economic profitability in transferring surplus production of the solar PV system for later consumption. The study included a production transfer calculation with larger PV system optimized for that use but oversized for site’s electricity consumption. The size of investigated solar PV systems was limited to 100-1000 kWp and to 200-1000 kW in battery energy storages. The calculation was performed using 12-month hourly data of the solar power plant and electricity consumption of two real sites, as well as reserve market price data. Economic profitability was assessed using different investment calculation methods.

The results of the thesis showed that reserve market use during the review period was truly profitable. Production transfer did not reach profitability with real or oversized PV systems. The reserve market calculation with a low yield scenario fell slightly short of profitability. The thesis shows that the reserve market has potential profits for energy storages, but market optimization plays important role in profitability. The intended use of energy storage also affects the returns on the investment.

The prices and returns offered by the electricity market in the future are difficult to predict over the assumed 10-year life cycle of energy storage. The intraday or spot market may also become the most profitable market. This thesis can be used as an aid in calculating the profitability of similar types of investments. However, all sites are different, and the results cannot be directly generalized elsewhere.