Sähkötekniikan korkeakoulun väitöskirjat ovat saatavilla yliopiston ylläpitämässä avoimessa Aaltodoc-julkaisuarkistossa.
Väitös sähkö- ja energiatekniikan alalta, M.Sc. Samar Fatima
Tutkimus käsittelee aurinkovoiman lisäämisen teknisiä ja taloudellisia vaikutuksia sähköverkkoihin.
Väitös Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulusta, sähkötekniikan ja automaation laitokselta
Väitös Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulusta, sähkötekniikan ja automaation laitokselta
Väitöskirjan nimi: A Techno-Economic Analysis of Photovoltaic Hosting Capacity of Distribution Networks
³Õä¾±³Ù³Ù±ð±ô¾±Âáä: Samar Fatima
³Õ²¹²õ³Ù²¹±¹Ã¤¾±³Ù³ÙäÂáä: Prof. George Cristian Lazaroiu, National University of Science and Technology POLITEHNICA Bucharest, Romania
Kustos: Prof. Mahdi Pourakbari Kasmaei, Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu
Kiihtyvä ilmastonmuutos ja kasvavat päästöt ajavat maailmanlaajuista dekarbonisaatiota. Tämän seurauksena Euroopan aurinko- ja tuulivoimakapasiteetit nousivat vuonna 2024 huomattavaan 338 GW:n ja 285 GW:n tasoon. Aurinkosähkön nopea yleistyminen haastaa kuitenkin sähköverkkojen vakauden ja painaa ne liittämiskapasiteetin rajoille. Perinteisesti nämä rajat on määritelty teknisten turvamarginaalien mukaan, mutta tämä väitöskirja osoittaa, että energiahäviöiden aiheuttama taloudellinen taakka voi olla jakeluverkonhaltijoille yhtä merkittävä rajoite. Asiakkaiden nopea siirtyminen aurinkosähköön omien taloudellisten tavoitteidensa vuoksi pakottaa verkonhaltijat tasapainoilemaan verkon vakauden ja taloudellisen kestävyyden välillä.
Tutkimus esittelee taloudellisen aurinkosähkön liittämiskapasiteetin käsitteen, joka huomioi energiahäviöt teknisten rajojen rinnalla. Työssä määritetään kriittinen kannattavuuspiste, jonka avulla arvioidaan verkkoinvestointien ja tuotannon rajoittamisen välistä suhdetta. Tutkimus siirtyy moninäkökulmaiseen arviointiin huomioimalla uusiutuvan energian aggregaattorit, pientuottajat ja verkonhaltijat. Väitöstyössä hyödynnetään Stackelbergin peliteoriaa synkronoimaan aktiivisten kuluttajien joustavuutta vaihtelevan tuuli- ja aurinkovoiman kanssa.
Tulokset osoittavat, että taloudelliset tekijät määrittelevät usein verkon todellisen kapasiteetin ja voivat rajoittaa aurinkosähkön integraatiota jo ennen teknisten rajojen saavuttamista. Uusiutuvan energian kasvaessa tuotannon rajoittamisen kustannukset tekevät sähköverkon vahvistamisesta lopulta kannattavimman pitkän aikavälin ratkaisun. Lisäksi pientuottajien joustavuuden koordinointi laajentaa merkittävästi liittämiskapasiteettia ilman välittömiä verkkoinvestointeja. Käytetyt peliteoreettiset mallit tasapainottavat asiakkaiden taloudelliset tavoitteet ja verkon vakausvaatimukset tarjoten käytännön ratkaisuja kestävään energiamurrokseen.
Avainsanat: akkuvarastointi, kustannusoptimointi, kysyntäjousto, energianhallinta, sähköautot, joustavuus, liittämiskapasiteetti
Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 7 päivää ennen väitöstä):
Sähkötekniikan korkeakoulun väitöskirjat
Zoom pikaopas