Integrating distributed generation and Smart Grids into single-family house

This study examines Smart Grids and distributed generation, which is connected to a single-family house. The distributed generation comprises small wind power plant and solar panels. The study is done from the consumer point of view and it is divided into two parts. The first part presents the theoretical part and the second part presents the research part. The theoretical part consists of the definition of distributed generation, wind power, solar energy and Smart Grids. The study examines what the Smart Grids will enable. New technology concerning Smart Grids is also examined. The research part introduces wind and sun conditions from two countries. The countries are Finland and Germany. According to the wind and sun conditions of these two countries, the annual electricity production from wind power plant and solar panels will be calculated. The costs of generating electricity from wind and solar energy are calculated from the results of annual electricity productions. The study will also deal with feed-in tariffs, which are supporting systems for renewable energy resources. It is examined in the study, if it is cost-effective for the consumers to use the produced electricity by themselves or sell it to the grid. Finally, figures for both countries are formed. The figures include the calculated cost of generating electricity from wind power plant and solar panels, retail and wholesale prices and feed-in tariffs. In Finland, it is not cost-effective to sell the produced electricity to the grid, before there are support systems. In Germany, it is cost-effective to sell the produced electricity from solar panels to the grid because of feed-in tariffs. On the other hand, in Germany it is cost-effective to produce electricity from wind to own use because the retail price is higher than the produced electricity from wind.

Työssä tutkitaan älykkäitä sähköverkkoja sekä pienimuotoisen hajautetun energiantuotannon yhdistämistä pientaloon. Hajautetussa energiantuotannossa perehdytään pieneen tuulivoimalaan ja aurinkopaneeleihin. Työ tehdään kuluttajan näkökulmasta. Työ jaetaan kahteen osaan. Ensimmäinen osio sisältää teoria osan ja toinen osio empiirisen osan. Teoria osio koostuu hajautetun energiantuotannon määrittämisestä, tuulivoimasta, aurinko energiasta sekä älykkäistä sähköverkkoista. Työssä tutkitaan mitä älykkäät sähköverkot mahdollistavat, sekä mitä uusinta teknologiaa älykkäät sähköverkot tuovat tullessaan. Empiirinen osio sisältää tuuli ja aurinko olosuhteet kahdesta maasta. Maat ovat Suomi ja Saksa. Maiden tuuli ja aurinko olosuhteiden perusteella lasketaan vuotuiset sähköntuotannot tuulivoimalalle ja aurinkopaneeleille. Vuotuisten sähköntuotantojen pohjalta lasketaan tuotantokustannukset tuuli- ja aurinkoenergialle. Työhön liitetään myös Suomeen saapuvat syöttötariffit. Syöttötariffit ovat tukijärjestelmä uusituville energianlähteille. Työssä tutkitaan myös onko kuluttajan kannattavaa käyttää tuotettu sähkö tuulivoimalasta ja aurinkopaneeleista itse, vai myydä tuotettu sähkö verkkoon. Lopuksi Suomelle ja Saksalle muodostetaan omat kuvaajat. Kuvaajat sisältävät lasketut tuotantokustannukset tuulivoimalle ja aurinkopaneeleille, jälleenmyyntihinnat ja markkinahinnat sekä syöttötariffit. Suomessa ei ole kannattavaa myydä tuulivoimalasta ja aurinkopaneeleista tuotettua sähköä verkkoon, ellei mukaan tule tukisysteemejä. Tosin Saksassa tukisysteemien avulla kuluttajan kannattaa investoida aurinkopaneeleihin ja myydä sähköä verkkoon. Saksassa kannattaa tuottaa tuulivoimalan avulla sähköä omaan käyttöön, sillä verkosta ostettavan sähkön hinta on kalliimpaa kuin tuulesta tuotettu sähkö.