Utilization of battery energy storage in residential use

Sääriippuvaisten uusiutuvien sähköenergiantuotantomuotojen, erityisesti tuulivoiman ja aurinkovoiman, kasvava osuus sähköntuotannossa aiheuttaa haasteita energian tuotannon ja kysynnän kohtaamiseen. Akkujärjestelmillä voidaan esimerkiksi varastoida sähköä niiltä tunneilta, kun sähköä tuotetaan paljon ja sen hinta on matala. Vastaavasti akun varastoimaa sähköenergiaa voidaan purkaa silloin, kun sähkön hinta on korkeimmillaan. Työn tarkoituksena on selvittää, voivatko tällä hetkellä Suomen markkinoilla saatavissa olevat akkujärjestelmät maksaa itseään takaisin käyttöikänsä aikana Suomen olosuhteissa. Kannattavuutta arvioidaan kahdessa eri skenaariossa: ensimmäisessä skenaariossa kotitaloudessa on ainoastaan akkujärjestelmä ja toisessa yhdistetty akku- ja aurinkosähköjärjestelmä. Kandidaatintyön alussa esitellään ja vertaillaan eri akkuteknologioita. Seuraavaksi edetään paikallisakkujärjestelmien suorituskyky- ja turvallisuusvaatimuksiin ja esitellään markkinoilla olevia kaupallisia akkujärjestelmiä. Pääpaino työssä on kuitenkin akkujärjestelmien kannattavuuslaskennassa. Laskentaa varten määritellään Suomessa vallitsevat olosuhteet laskentamalliin ja ennustetaan eri laskentaparametrien muutosta tulevaisuudessa. Pelkän akkujärjestelmän laskentaskenaarion tulos on, että akkujärjestelmien hankintahintojen tulisi olla noin 5–10 kertaa pienempiä kuin nyt tarkastelluilla järjestelmillä, jotta investointi voisi maksaa itsensä takaisin. Täten arvioidulla 5 % investointikustannuksen vuosittaisella pienenemisellä kestäisi vähintään 35 vuotta, ennen kuin edellä mainittu ehto täyttyisi. Toisaalta investointiympäristön nopeat muutokset voivat muuttaa kannattavuutta paremmaksi. Toisen laskentaskenaarion, missä käytettiin yhdistettyä akku- ja aurinkosähköjärjestelmää, tulokset olivat seuraavat: koko järjestelmän hankintahintojen pitäisi pudota noin 30–40 %:iin nykyisistä, jotta investointi voisi maksaa itsensä takaisin teknisenä pitoaikanaan. Investointikustannusten 5 % vuosittaisella laskulla ja muiden parametrien säilyessä samoina, tämä tilanne saavutettaisiin aikaisintaan vasta vajaan 20 vuoden päästä. Tällöinkin pelkkä aurinkosähköjärjestelmä voi olla kannattavampi vaihtoehto