Screening of large-scale industrial solar PV plants in Finland

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2023-05-15
Department
Major/Subject
Sustainable Energy Conversion Processes
Mcode
ENG3069
Degree programme
Master's Programme in Advanced Energy Solutions (AAE)
Language
en
Pages
110+3
Series
Abstract
Large-scale solar photovoltaics installations are quickly emerging in Finland. The technology development and increased electricity price have brought large installations on the verge of profitability. The rush for securing land for the PV plants might cause potential issues as over 8 GWp of projects has been announced covering thousands of hectares of land while the industrial PV plants have not yet been properly considered in the regulations. This thesis will propose screening criteria for identifying suitable locations for PV plants with minimum adverse impacts. The criteria are set to consider the regulative constrains as well as environmental, social and cultural values. To validate the criteria, a spatial analysis is performed with QGIS software using open-source and publicly available data and its results are further examined with case studies to determine the feasibility of the identified areas. The analysis identifies hundreds of sites with a combined capacity potential up to 30 GWp. Regionally, the identified areas are concentrated on the west coast similarly to the announced projects. The biggest limitation of the spatial analysis is the lack of data on grid connection and agricultural land causing overestimation of the potential on agricultural land and underestimation on other types of land. The case studies highlight the effect of the size of a project. In the cases studies, the LCOE with 7 % WACC varies between 49.47–71.94 €/MWh. Clearly, a large PV project can be profitable far up north with smaller irradiation and even with long distance to the grid connection point. At the same smaller sites require more optimal conditions to be feasible. Nevertheless, the results suggest that there is huge potential for solar PV in Finland that can be reached without causing significant adverse impacts.

Suuren kokoluokan aurinkovoimalat tekevät vauhdilla tuloaan Suomessa. Teknologiakehitys ja noussut sähkönhinta ovat merkittävästi parantaneet suurien verkkoon kytkettävien aurinkovoimaloiden kannattavuutta. Meneillään oleva kilpailu maa-alueista voi tulevaisuudessa osoittautua ongelmalliseksi, sillä suuren kokoluokan aurinkovoimalaitoksia ei ole vielä huomioitu lainsäädännössä, vaikka hankkeita on julkistettu jo yli 8 GWp:n edestä. Tässä diplomityössä luodaan kriteerit aurinkovoiman tuotantoalueiden kartoittamiseen. Kriteerit on laadittu niin, että hankkeista koituisi mahdollisimman vähän haitallisia vaikutuksia ihmisille, luonnolle ja ympäristölle. Lisäksi kriteerit validoitiin suorittamalla paikkatietoanalyysi ja tarkastelemalla sen tuloksia tapaustutkimusten kautta. Analyysi tehtiin QGIS-ohjelmistolla käyttäen avointa ja julkisesti saatavilla olevaa data. Analyysissa löydettiin satoja alueita, joille potentiaalisesti mahtuisi jopa yli 30 GWp aurinkovoimaa. Alueellisesti tulokset painottuvat julkistettujen hankkeiden tapaan länsirannikolle. Analyysin suurin rajoite on verkkoliityntään sekä maatalousmaahan liittyvän datan puute, mikä johtaa maatalousmaalle sijoittuvan potentiaalin yliarviointiin ja muille maatyypeille sijoittuvan potentiaalin aliarviointiin. Tapaustutkimuksissa korostuu tuotantoalueen koon merkitys. Tarkastelluilla alueilla LCOE-laskentamenetelmän mukainen tuotantokustannus vaihtelee välillä 49.47–71.94 €/MWh diskonttauskoron ollessa 7 %. Tulokset osoittavat, että suurilla tuotantoalueilla aurinkovoima voi olla kannattavaa hyvinkin pohjoisessa, vaikka säteilyä olisi vähemmän ja verkkoliityntä kaukana. Toisaalta pienemmillä alueilla kannattavuus on riippuvaista paremmista olosuhteista. Tulosten perusteella Suomeen voidaan rakentaa merkittävästi aurinkovoimaa aiheuttamatta merkittäviä haittoja.
Description
Supervisor
Järvinen, Mika
Thesis advisor
Jukola, Minna
Keywords
solar power, solar PV, PV plant, large-scale, screening, GIS
Other note
Citation