Energy Management in Households with Coupled Photovoltaics and Electric Vehicles

Thumbnail Image
Files
master_Rasku_Topi_2015.pdf (4.61 MB)
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.
Author
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