In this dissertation I present my approach and findings regarding the development of a simulation model for a small scale renewable energy system. A brief introduction provides the reader with the background as to why there is a need for such a simulation package. The project objectives, research methodology and the research contributions originating from the project is also described. A literature study was done on all the relevant technologies constituting the renewable energy system as well as the techniques required to model the system. A system breakdown identified the various sub modules as well as how they interface with each other. The simulation model was tested by using Alexander bay, South Africa, as a case study. The results obtained from the various modules were discussed and found to correlate with what was expected. Although not contained within the project’s scope, an additional analysis of the effect of the wind data’s resolution on the probable power output of a wind turbine was performed leading to a hypothesis regarding the estimation of a more accurate probable power output extrapolation from data with a coarse resolution. / Thesis (MIng (Computer and Electronic Engineering))--North-West University, Potchefstroom Campus, 2013

In this dissertation I present my approach and findings regarding the development of a simulation model for a small scale renewable energy system. A brief introduction provides the reader with the background as to why there is a need for such a simulation package. The project objectives, research methodology and the research contributions originating from the project is also described. A literature study was done on all the relevant technologies constituting the renewable energy system as well as the techniques required to model the system. A system breakdown identified the various sub modules as well as how they interface with each other. The simulation model was tested by using Alexander bay, South Africa, as a case study. The results obtained from the various modules were discussed and found to correlate with what was expected. Although not contained within the project’s scope, an additional analysis of the effect of the wind data’s resolution on the probable power output of a wind turbine was performed leading to a hypothesis regarding the estimation of a more accurate probable power output extrapolation from data with a coarse resolution. / Thesis (MIng (Computer and Electronic Engineering))--North-West University, Potchefstroom Campus, 2013

Solkraft kan täcka hela jordens energibehov många gånger utan att släppa ut växthusgaser eller andra giftiga ämnen vid drift och räknas därför till en hållbar och förnyelsebar energikälla. Solkraft är därför en lämplig kandidat till att ersätta dagens ej hållbara fossilbaserade energisystem. Priset för solceller har sjunkit mycket de senaste åren. Samtidigt som Sverige och EU har som mål att minska koldioxidutsläpp ges både skattereduktion för såld överskottsel från solkraft och ett investeringsstöd. Därför kan det eventuellt vara lönsamt att installera solceller i Sverige trots begränsad solinstrålning. Det krävs att återbetalningstiden är rimlig för att privatpersoner skall bestämma sig att investera i solceller. Miljövinster är inte alls motiverande för privatpersoner enligt undersökningar. Därför bör solcellsanläggningar optimera och dimensioneras för maximal ekonomisk lönsamhet för att öka chanserna att investeringen blir av. Det här arbetet undersöker hur ett optimalt solcellssystem ska se ut ur ett ekonomiskt perspektiv för en bostadsförening bestående av 25 lägenheter i Mellansverige under olika ekonomiska förutsättningar. Störst fokus ligger på att analysera hur lutningsvinkeln förändrar resultatet. Elproduktionen hos olika konfigurationer av solcellsanläggningar simulerades fram. Dessa resultat ställdes mot byggnadens elanvändning för att beräkna hur mycket el som används till för att spara inköpt el och hur mycket som säljs för att utifrån det beräkna lönsamheten. Mest el produceras vid lutningsvinkeln 40° vilket ger marginellt mer än 30° som taket lutar. Det visar sig att lutningsvinkeln kan justeras för att öka lönsamheten men det är endast ett fåtal procent som mest. Skillnaden är som störst för små anläggningar som precis täcker baslasten för fastigheten. Bästa vinkeln för dessa mindre system är 45°. Det är svårt att motivera det dyrare montaget för att vinkla upp modulerna då taket redan lutar nära optimalt. Skillnaden mellan köpt och sparad el är liten om skattereduktion ges. Det är dock oklart hur länge skattereduktionen varar så det är därför säkrare att dimensionera utifrån sitt eget elbehov. Ett solcellssystem dimensionerat för att sälja mycket överskottsel skulle kunna bli en stor förlustaffär. Om solkraft får större plats i Sveriges elproduktion kan den ge upphov till högre globala koldioxidutsläpp beroende på vilket energislag den ersätter. Samtidigt tar det längre tid i Sverige jämfört med andra länder innan en solcell kan beräknas koldioxidneutral då det redan är mycket låga koldioxidutsläpp i Sveriges elmix kombinerat med relativt låg solinstrålning. Det innebär att solkraft ur ett miljöperspektiv är tvivelaktigt i Sverige. / Solar power is estimated to be able to cover the whole earths energy demand many times without releasing greenhouse gases or other pollutants while they operate and is therefore considered a renewable energy source. Solar power is therefore a suitable replacement to today’s fossil based energy systems. The cost for solar cells have decreased a lot in recent years. At the same time Sweden and the European Union have goals set for reducing the amount of carbon dioxide released so a tax reduction is given to those who sells overproduced electricity from solar power to the grid. This means it could eventual be profitable even in Sweden for installing solar power even though the sun doesn’t shine as much that close to the poles. It is suitable to install solar panels at buildings since it is the building and service sector that uses the most electricity in Sweden. It must be profitable for private investors before they make the choice to invest in solar panels. Environmental benefits are not as attractive for private investors. Should the solar arrays be optimized in such way that the profit is maximized the investment is more likely to occur. This paper examines how an optimal solar cell system should look like from a profitable perspective for a building with 25 apartments in the middle of Sweden under different economic conditions. Most focus is directed towards how the tilt angle affects the results. The electricity production of different configurations of solar panels was simulated. These results were then compared to the electricity demand for the building so the amount used for self-consumption and how much is sold to the grid could be calculated and from that calculate how profitable that system is. Most electricity is produced at the tilt angle of 40°, but marginally more than 30° which the roof is tilted. The difference between tilt angles are just a few percent at most. The difference is most noticeable when the system is just big enough to cover the base electricity demand. The best tilt angle for those systems are 45°. It is hard to advocate for more expensive mounting for bigger systems since the roof already is close to the optimal tilt angle. The value for saved and sold electricity is very close to each other if tax reduction is given. It’s however uncertain for how long tax reduction will last. It is much safer to size a solar array to cover the building’s electricity demand. It could be very costly to size a solar array which relies upon selling electricity with today’s economic condition. However, solar power is questionable in Sweden in an environmental perspective.