Energy management in households with coupled photovoltaics and electric vehicles

Thumbnail Image

Files

master_Rasku_Topi_2015.pdf (4.61 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Perustieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2015-11-03

Department

Major/Subject

Energiatieteet

Mcode

F3002

Degree programme

Teknillisen fysiikan ja matematiikan koulutusohjelma

Language

en

Pages

64+2

Series

Abstract

With the increasing penetration of distributed renewable energy generation, time-of-use and real-time electricity pricing, as well as plug-in electric vehicles, applications for residential demand side management are becoming more appealing. In this work, we study the economical benefits of vehicle-to-grid and space heating load control for residential consumers with local photovoltaic generation. A linear programming model is constructed for cost-optimizing the energy management of multiple households with various electric vehicle and space heating system combinations, resulting in yearly electricity cost savings between EUR 120-290 (14-40%) per household. The benefits of increasing the number of co-operating households are found to saturate around 5 households, and we also highlight the importance of accounting for battery degradation costs in vehicle-to-grid optimization.

Hajautettujen uusiutuvien energianlähteiden, sähkön yö- ja tuntihinnoittelun, sekä sähköautojen yleistymisen myötä kysyntäjouston sovellukset kotitaloustasolla ovat käyneet yhä houkuttelevammiksi. Tässä työssä tarkastellaan vehicle-to-grid-tekniikan ja lämmitysjouston taloudellista hyötyä aurinkosähkön pientuottajille, sekä muodostetaan lineaariseen optimointiin pohjautuva usean kotitalouden kustannusoptimaalinen energianhallintamalli. Saavutetut optimaaliset vuosittaiset kustannussäästöt yksittäisille kotitalouksille vaihtelevat noin 120 - 290 euron (14 - 40%) välillä, riippuen mallinnetuista sähköautoista ja lämmitysjärjestelmistä. Kotitalouksien määrän lisäämisen hyödyn havaitaan saavuttavan maksiminsa jo viiden kotitalouden kohdalla, ja tuloksista käy ilmi akkujen kulumisen kustannusten mallintamisen tärkeä rooli vehicle-to-grid-ohjauksen optimoinnissa.

Description

Supervisor

Lund, Peter

Thesis advisor

Salpakari, Jyri
Lindgren, Juuso

Keywords

energy management, vehicle-to-grid, space heating load control, photovoltaics, linear programming

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201511205225

Collections

[dipl] Perustieteiden korkeakoulu / SCI