Opiskelijat selvittivät omakotitalon energiaratkaisun optimointia aurinkopaneeleiden ja akun avulla

”Tutkimushankkeessa kehitimme Home Energy Management Systems (HEMS) -laitteiston, jolla voidaan ohjata talon energiankulutusta vastaamaan entistä paremmin aurinkoenergian tuotantoa ja varastoida sähköä käytettäväksi silloin, kun aurinko ei paista ja kulutus on korkea. Laitteistoon liitetty akku puolestaan toimii puskurina, mikä vähentää tarvetta ostaa sähköä verkosta. Laitteistoon otettiin mukaan myös sähköauton latauspiste”, kertovat Robin Norrbäck ja Julius Grahn.

Projektin suunnittelussa ja laitteiston mitoituksessa hyödynnettiin tuntiperusteista tietoa sähkönkulutuksen vaihtelusta pilottikohteena toimineesta omakotitalosta. Laitteisto koostuu aurinkopaneeleista, kolmesta kaksisuuntaisesta invertteristä, akustosta, sähköauton latauspisteestä ja ohjauslogiikasta. Laitteisto suunniteltiin niin, että aurinkopaneeleiden määrää voidaan tarvittaessa lisätä nykyisestä 18 paneelista. Kaksisuuntaiset invertterit olivat puolestaan tarpeen, jotta on mahdollista varastoida energiaa.

Laitteisto perustuu vaihtovirtapohjaiseen ratkaisuun, jossa aurinkoenergia kulkee vaihtovirtana optimoidusti talon, akkujen, auton ja verkon välissä. Järjestelmä on energiatehokas huolimatta siitä, että ratkaisussa on ylimääräisiä vaihto- ja tasavirran muunnoksia.

Laitteistoon kuuluvien komponenttien yhteishinta on tällä hetkellä noin 30 000 euroa. Nykyisillä sähkönhinnoilla investoinnin takaisinmaksuaika ylittää järjestelmän oletetun eliniän. Komponenttien hinnat tulevat jatkossa hyvin todennäköisesti laskemaan, mikä parantaa vastaavien ratkaisujen kannattavuutta.

”Älykäs ja optimoitu aurinkopaneelijärjestelmä liitettynä litiumakustoon on todennäköisesti tulevaisuuden hittituote, joka mahdollistaa oman aurinkoenergian tuotannon ja energiankäytön optimoinnin. Sähköautoilun ja kaksisuuntaisten latausjärjestelmien yleistyessä myös auton akkua voi käyttää energianvarastointiin talon oman litiumakun tavoin”, Robin Norrbäck ja Julius Grahn toteavat.

”Kehitetty ratkaisu on hyvä esimerkki siitä, miten digitalisaation avulla on mahdollista tarjota uusia palveluja asiakkaille. Projekti kuvastaa hyvin myös sitä, miten palveluja kehitetään tiiviissä yhteistyössä sekä tutkijoiden että asiakkaiden kanssa”, kertoo Sebastian Johansen Fortumin Technology and New Ventures -yksiköstä.

Robin Norrbäck tekee aiheeseen liittyen myös kandidaatintutkielman yhteistyössä Fortumin kanssa.

Juttu on alun perin julkaistu Fortumin intranetissa.