Kysyntä- ja kulutusjoustojärjestelmien kannattavuus asuinkortteleiden rakentamisessa.

Abstract

Diplomityössä tutkitaan asuinkorttelin sähköenergian kulutus- ja kysyntäjouston potentiaalia. Tutkimuksen datana käytetään NSDC-projektin (Nordic Superblocks as Decarbonization Catalyst) esimerkkikorttelin energiakulutustietoja, jotka saatiin NSDC-projektin mallintamasta esimerkkikorttelista. Projektin esimerkkikortteli on kehitysvaiheessa oleva hanke, jonka tarkoituksena on edistää tulevaisuuden korttelirakentamista.

Diplomityön teoriaosuudessa käsitellään rakennusten kysyntä- ja kulutusjouston keskeisiä asioita, NSDC-kortteliprojektia ja siihen liittyvää superkorttelikäsi-tettä. Teoriaosuudessa kerrotaan energiatehokkaassa talotekniikassa huomioon otettavista asioista sekä sähköverkkojen ja -markkinoiden toiminnasta. Energiatehokas talotekniikka koostuu energiatehokkaista lämmitys-, ilmanvaihto- ja sähköjärjestelmistä, joita voidaan ohjata älykkäästi rakennusautomaation avulla. Lisäksi tärkeä osa energiatehokasta talotekniikkaa on oma energiantuotanto- ja energianvarastointikyky. Sähköntuotanto ja -kulutus määrittelee tarpeen kysyntä- ja kulutusjoustolle. Lisäksi sähkömarkkinapaikat luovat mahdollisuuden sähkönkäytön kustannussäästöille ja auttavat kuluttajia ohjaamaan sähkönkulutusta kannattaville ajankohdille.

Tutkimusosiossa esitellään esimerkkikorttelin energiankulutustiedot sekä käytetyt tutkimusmenetelmät kulutus- ja kysyntäjouston kannattavuuden arvioimiseksi. Tutkimuksen tulokset osoittivat, että akuston kanssa voi olla haastavaa toteuttaa kannattavia kulutusjoustoratkaisuja, kun taas kulutusjousto ilman akustoa voisi olla kannattavaa, huomioiden kuitenkin mahdolliset lisäinvestoinnit sähkön kuormanhallintajärjestelmiin. Lisäksi reservimarkkinoiden tutkimus tarjosi mahdollisuuksia kustannussäästöihin, mutta niiden hyödyntäminen asuinkortteleissa voi olla haastavaa niiden pienempien sähköliittymien ja tehotarpeiden vuoksi.

The focus of the Master's thesis was to research the potential of demand response and consumption flexibility in residential blocks. The study utilized energy consumption data from a sample block obtained from the NSDC project's modeling of an example block. In the project the example block was a developmental initiative aimed at advancing future block construction.

The theoretical part of the thesis addressed key aspects of demand response and consumption flexibility in buildings, the NSDC project, and the concept of superblocks, as well as the principles of energy-efficient building technology. The theoretical section covers aspects to be considered in energy-efficient building technology as well as the functioning of electrical grids and markets. Energy-efficient building technology comprises efficient heating, ventilation, and electrical systems that can be controlled intelligently through building automation. Additionally, a crucial part of energy-efficient building technology is self-energy production and energy storage capability. The electrical grid determines the need for demand-side management and consumption elasticity. Furthermore, electricity marketplaces create opportunities for cost savings in electricity usage and help consumers direct their electricity consumption to profitable times.

The research section presented the energy consumption data of the sample block and the research methods used to assess the profitability of demand response and consumption flexibility. The results of the study indicated that it can be challenging to implement profitable demand response solutions with batteries. Demand response without batteries could be profitable, considering potential additional investments in electricity load management systems. Additionally, the research on reserve markets offered opportunities for cost savings, but their utilization in residential blocks could be challenging due to their smaller electricity connections and power requirements.