Maatilojen muodostama energiayhteisö ja sen vaikutukset jakeluverkkoyhtiöille
18.03.2024Maaseudulla energiankäytön ja hajautetun energiantuotannon edistäminen on olennainen askel kohti kestävää tulevaisuutta. FarmEnergy – Maatilojen energiayhteisö -hankkeessa pyritään luomaan mahdollisuudet ja demonstroimaan maaseudun energiayhteisöjen toimintaa.
Voimassa oleva lainsäädäntö ei tunnista hajautettua eli virtuaalista energiayhteisöä. Lainsäädäntöä tarkentamalla ja lisäämällä virtuaalisen energiayhteisön määritelmän lakiin, avautuisi maatiloille mahdollisuuksia yhteisten aurinkovoimaloiden hankintaan, energiavarastojen käyttöön sekä tilojen väliseen energiakauppaan. Tämä saattaisi olla merkittävä etu maatilojen energiatehokkuuden lisäämisessä.
Sähköliittymätason kulutustiedot (kuva 1) valjastetaan FarmEnergyssä tutkimuksen käyttöön. Niiden avulla etsitään vastauksia energiayhteisömuotoisen sähkön pientuotannon hyödyistä jakeluverkkoyhtiöille.
Häviöiden simulointi ja analyysi
Alkuperäisen suunnitelman mukaisesti sähkön kulutustietoja oli määrä täydentää tiloille asennettujen pientuotantolaitteistojen tuotantotiedoilla, mutta tietojen lataaminen laitteistoista osoittautui teknisten rajoitteiden vuoksi mahdottomaksi. Koska tiloilla olevat pientuotantolaitteistot olivat aurinkosähköjärjestelmiä (pääkuva), päädyttiin kulutustietoja korjaamaan avoimen auringon säteilymallin (PVGIS) avulla.
Säteilymalli optimoitiin vastaamaan tiloille asennettujen aurinkojärjestelmien tehoja ja asennuskulmia. Säteilymalli huomioi auringon sijainnin ohella myös pilvipeitteen vaikutukset aurinkosähkön tuotantoon.
Jakeluverkossa tapahtuvien sähkön häviötehojen tarkastelemista varten aurinkosähköntuotantotiedoilla täydennetty kulutusdata syötetään simulaatioon, joka tuottaa tulokseksi sähköverkossa aiheutuvien häviöiden kokonaissumman. Sähkön pientuotantolaitteita edustavien aurinkopaneeleiden tehoja ja asennuskulmia muuttamalla voidaan tehdä havaintoja erikokoisten hajautettujen alkutuotannontiloille asennettujen sähkötuotantolaitosten vaikutuksista sähkönjakeluverkossa aiheutuviin häviöenergioihin.
Simulaatiossa verrataan tilakohtaisesti sijoitettujen pientuotantolaitteiden aiheuttamia häviöitä yhden keskitetysti asennetun tuotantolaitoksen häviöihin. Lisäksi keskitetyn tuotantolaitoksen tapauksessa etsitään sille häviöiden optimoinnin kannalta parhainta mahdollista sijaintia sähkönjakeluverkossa.
Alkutuotannontilojen sijaintia julkisessa sähkönjakeluverkossa kuvaava verkkomalli rakennetaan sähköverkon simulointiin tarkoitetulla PowerWorld-ohjelmistolla. Mallissa käytetyt sähkönjakeluverkon rakenteet ja etäisyydet pyritään valitsemaan siten, että ne edustavat mahdollisimman hyvin todellista haja-asutusalueen sähkönjakeluverkkoa.
Mallin rakentamista varten jakeluverkkoyhtiö Järvi-Suomen Energialta pyydetään parhaiten haja-asutusalueen sähköverkkoa edustavat kuormitustiedot sähkönjakeluverkon eri jänniteportailta. Mallia täydennetään syöttävän sähköverkon oikosulkuimpedanssilla sekä mallinnetun verkon muuntajien oikosulkuimpedansseilla.
Pien- ja keskijännitemuuntajien arvot ovat saatavilla kirjallisuudesta (standardi IEC 60076-5), mutta suurjänniteverkon muuntajien ominaisuudet on tiedusteltava suoraan muuntajavalmistajilta.
Tulosten esittely
Simulaation tuloksia esitellään hankkeen osapuolille ja jakeluverkkoyhtiöiden edustajille maaliskuussa järjestettävässä sidosryhmätapaamisessa. Mikäli jakeluverkkoyhtiöille pystytään osoittamaan hyödyt energiayhteisömuotoisen pientuotannon edistämisestä, voidaan siirtyä hankkeen seuraavaan vaiheeseen ja aloittaa keskustelut sähkönjakelumaksumallin eli tariffin valmistelusta energiayhteisöjen tuottaman sähkön siirtämistä varten jakeluverkossa tilalta toiselle.
FarmEnergy – maatilojen energiayhteisö -hanke toteutetaan ajalla 1.9.2022–31.12.2024 yhteistyössä Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulun, LUT-yliopiston ja Luonnonvarakeskuksen kesken. Hanketta rahoittaa Hämeen ELY-keskus Euroopan maaseudun kehittämisen maatalousrahastosta.
Lisätietoja hankkeen verkkosivuilta www.xamk.fi/farmenergy
