Ohjausjärjestelmien avulla akustot kannattavaksi myös pienen kokoluokan aurinkosähköjärjestelmiin
27.05.2024Aurinkosähköjärjestelmät ovat nousseet merkittäväksi vaihtoehdoksi uusiutuvan sähköenergian tuotannossa Kymenlaakson alueella. Aurinkoenergian potentiaali on valtava mutta sen täysi hyödyntäminen edellyttää vielä muun muassa akuston ohjausjärjestelmien kehitystyötä.
Aurinkoenergian potentiaalista vielä iso osa hyödyntämättä
Aurinkosähköjärjestelmät ovat nousseet merkittäväksi vaihtoehdoksi uusiutuvan sähköenergian tuotannossa. Kymenlaakson alueella, jossa tuulivoimaa ei pystytä tutkakatvealueiden vuoksi hyödyntämään, aurinkosähköllä on poikkeuksellisen suuri rooli vastaamaan kasvavan energian tarpeeseen verrattuna Suomen muihin alueisiin.
FCG:n aurinkoenergia -selvityksen mukaan Kaakkois-Suomen alueen aurinkovoimapotentiaali on hyvä (Finnish Consulting Group, 2024). Eteläisen Suomen auringon säteilymäärä vastaa Pohjois-Saksan tasoa (kuva 1).
Teknologia- ja hintakehitys ovat tehneet aurinkosähköjärjestelmistä houkuttelevan vaihtoehdon ympäristötietoisille kotitalouksille. Aurinkoenergian tuotanto on kuitenkin sääriippuvaista, joten sähköenergian varastointi vuorokauden sisäisten ja vuorokausien välisten heilahteluiden tasaamiseksi parantaa itse tuotetun sähkön omakäyttöastetta huomattavasti ja näin myös investoinnin kannattavuutta.
Ohjausjärjestelmien jatkokehityksellä iso merkitys akustojen taloudellisen kannattavuuden parantamisessa
Kotitalouksien kokoluokassa sähkön varastoinnin yksinkertaisin ja laajimmin käytössä oleva ratkaisu on akusto. Akustojen hintakehitys on aurinkopaneelien tapaan ollut viime vuosina laskussa, mutta ne ovat edelleen kalliita verrattuna muihin aurinkojärjestelmän komponentteihin.
Akustojen kallista hankintahintaa voitaisiin kompensoida BMS-järjestelmillä (Battery Managament System), jotka optimoivat akuston käyttöä asetettujen parametrien mukaisesti. BMS-järjestelmillä (kuva 2) voidaan seurata esimerkiksi akustojen lämpötilaa, varaustasoa ja kennojen välisiä eroja (Wang ym. 2020). Ohjausjärjestelmiä tulisi yhä kehittää siten, että ne ohjaisivat akuston toimintaa myös muuttuvan sähkömarkkinan, kulutushuippujen, sekä oman tuotannon ja kulutuksen mukaan.
Uuden tutkimusympäristön hyödyntäminen akustojen hallintajärjestelmien kehityksessä
Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulun GENESIS-hankkeessa rakennetaan uusi energia-alan kestävä tutkimusympäristö. Tutkimusympäristöön hankitaan uusiutuvan energian tuotanto- ja varastointilaitteistoa. Tutkimusympäristössä tuotettu uusiutuva sähköenergia varastoidaan pääasiassa akustoon, jonka toimintaa ohjataan ympäristöön suunniteltavalla automaatiojärjestelmällä.
Ohjausjärjestelmän on tarkoitus toimia myös alustana esimerkiksi uusien mallinnus- ja mitoitustyökalujen kehittämiselle. Saadun datan avulla voidaan määritellä akustojen käytölle erilaisia raja-arvoja: esimerkiksi milloin pörssisähkön hinta on niin alhainen, että sitä on kannattavaa varastoida akustoon. Tutkimusympäristön laitteiston kokoluokka vastaa suurta omakotitaloa, joten saatua dataa ja kehitettyjä työkaluja voidaan suoraan hyödyntää omakotitalokohteiden tarkasteluun.
GENESIS-hankkeessa kehitetään kestävää tulevaisuutta energia-alalle uuden, kansainvälisen tason, energiatekniikan tutkimusympäristön avulla. Hanke on Euroopan Unionin osarahoittama Kymenlaakson Liiton koordinoimana. Hankkeessa mukana Ahlstrom Glassfibre Oy, Nanea Oy, Kymi-Solar Oy ja Dust Control Systems Oy.
Lähteet
Finnish Consulting Group. 2024. Kouvolan aurinkopotentiaalin selvitys. Saatavissa: https://ep10.kouvola.fi/kokous/20241074-5-109740.PDF
Motiva. 2024. Auringonsäteilyn määrä Suomessa. Saatavissa: https://www.motiva.fi/ratkaisut/uusiutuva_energia/aurinkosahko/aurinkosahkon_perusteet/auringonsateilyn_maara_suomessa
Wang, Y., Tian, J., Sun, Z., Wang, L., Xu, R., Li, M., Chen, Z. 2020. A comprehensive review of battery modeling and state estimation approaches for advanced battery management.
