Väitös sähkö- ja energiatekniikan alalta, M.Sc. Ramin Ahmadi Kordkheili

Väitöskirjan nimi: Multi-Alternative Operation-Planning Study to Maximize the Profit of Wind Farm Business: Multi-Sector Market Assessment of a Nordic Case

Tohtoriopiskelija: Ramin Ahmadi Kordkheili
Vastaväittäjä: Prof. Behnam Mohammadi-Ivatloo, LUT-yliopisto
Kustos: Prof. Edris Pouresmaeil, Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu, sähkötekniikan ja automaation laitos

Huoli fossiilisten polttoaineiden haitallisista ympäristövaikutuksista on johtanut uusiutuvien energialähteiden osuuden kasvuun sähköntuotannossa. Tuulivoimalat uusiutuvina energialähteinä ovat korvaamassa tällaisia polttoaineita. Näitä tuottajia pidetään ympäristöystävällisempinä; Niiden energiantuotanto on kuitenkin epävarmaa. Tämä johtuu siitä, että tuulivoiman tuotanto riippuu säästä, erityisesti tuulen nopeudesta, mikä lisää tuulivoiman sähköverkkoon liittämisen haasteita. Aiemmin tuulipuistoja tuettiin suurelta osin tukien avulla, joilla tuulivoimatuotantoa ostettiin kiinteähintaisilla sopimuksilla. Tuulipuistojen osuuden kasvaessa sähkön kokonaistuotannosta nämä tuet kuitenkin pienenevät. Tästä syystä tuulipuiston on kilpailtava markkinoilla muiden perinteisten tuottajien kanssa. Tuulivoimatuotannon stokastisen luonteen vuoksi tällainen tilanne on kuitenkin suuri haaste. Tämä johtuu tavanomaisten tuottajien säädettävyydestä, mikä on huomattava etu. Seuraavan päivän sähkömarkkinat sulkeutuvat yleensä tunteja ennen varsinaista sähkön toimitusta. Näin ollen tuulipuiston tuottajat osallistuvat sähkömarkkinoille vain ennakoimalla tuulivoiman tuotantoaan ja kohtaavat siten todennäköisesti poikkeamia markkinoille toimitettavan määrän ja todellisen tuulivoimatuotannon välillä toimitushetkellä. Tällä opinnäytetyöllä on kaksi päätavoitetta auttaakseen tuulivoimaoperaattoreita hallitsemaan tuulivoimantuotannon stokastisuutta. Ensimmäinen on tutkia eri markkinoita – seuraavan päivän sähkömarkkinoita, tasesähkömarkkinoita, kaasumarkkinoita, lämpömarkkinoita ja vihreän vedyn markkinoita – mahdollisina alustoina tuulipuisto-operaattoreille energian kaupankäynnille. Toisena tavoitteena on selvittää erilaisten ratkaisujen potentiaalia tuulipuiston omistajien tuoton kasvattamiseen. Näitä ratkaisuja ovat sähköenergian varastointi, kaasuvarasto ja erilaiset Power-to-X-sovellukset. Tällaiset ratkaisut tarjoavat tuulipuiston pitäjille joustavuutta muuttaa tuulivoima kaasuksi, lämmöksi ja vihreäksi vedyksi. Opinnäytetyön tulokset tarjoavat tiekartan/hakutaulukon tuulipuiston omistajille heidän investointi- ja käyttöpäätöksissään.

Avainsanat: Säätösähkön markkinat, kaksitasoinen ohjelmointi, ehdollinen riski, sähkömarkkinat, sähköenergian varastointi, elektrolyyseri, kaasuvarasto, vihreä vetymarkkinat, kaasumarkkinat, lämpömarkkinat, stokastinen optimointi, tuulipuisto .

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä): https://aaltodoc.aalto.fi/doc_public/eonly/riiputus/

Yhteystiedot:

Sähkötekniikan korkeakoulun väitöskirjat: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/53