In this master thesis, several cooling systems for PV-systems have been looked into by doing a smaller literature review and then a cooling module for a BIPV-panel was built out from the knowledge gathered. The cooling module used a PCM material separated into 12 bags and then placed in a 3x4 shaped pattern fastened to an aluminium plate that in turn was placed on the back of a PV-panel. This was tested in first a pilot test and then tested outdoors on panels with insulation on its back to simulate BIPV-panels. Temperature data from behind the panel was gathered with and without the cooling module and then compared with each other with added ambient temperature. It was found that the PCM cooled down the panels during similar weather conditions where the outside temperature and the amount of clouds where approximately the same, and it was also found that PCM technologies needs to be more optimised in terms of its material use, the amount of material, and its arrangement for it to be used in PV-panels. An economical calculation was made and it was found that it wasn't economically viable as it takes 14 years for the PV-panel with cooling to pay for itself while it takes 13 years for the PV-panel with cooling to pay for itself. These results are then discussed in comparison to other systems and earlier work done. / I denna exjobbsrapport så har ett antal olika kylningssystem till PV-paneler setts igenom genom en mindre litteraturstudie. Därefter byggdes en kylningsmodul för en BIPV utifrån den kunskapen som samlats in. Kylningsmodulen använde sig utav ett PCM material som var uppdelat mellan 12 påsar som placerades i ett 3x4 mönster som fästs på baksidan av en aluminiumplåt som i sin tur placerades på baksidan utav PV-panelen. Denna testades först i ett pilottest och sedan utomhus på paneler som isoleras baktill för att simulera BIPV-paneler. Temperaturdata samlades in från panelens baksida, med och utan kylnings modul, som sedan jämfördes med varandra samt omgivningens temperatur. Slutsatsen är att PCM kyler panelen under liknande väderförhållanden där ute temperaturen och molnigheten var ungefär densamma, men att PCM behöver optimeras mer i form av användningen av materialet, mängden av material, och hur det sätts upp som kylning på PV-paneler. En ekonomisk kalkyl genomfördes som visar att det inte är ekonomiskt gångbart eftersom det tar 14 för PV-panelen med kylning att betala av sig själv medan det tar 13 år för PV-panelen utan kylning att göra det. Dessa resultat diskuteras sedan i jämförelse med andra system och tidigare arbeten som gjorts inom området.

Floating solar technology is relatively new, and it comes with its own set of challenges and opportunities. This master thesis focuses on understanding how Floating Photovoltaic (FPV) projects perform compared to Ground-Based Photovoltaic (GPV) projects, in specific weather conditions. The following work is based on a case study: a floating power plant run by Akuo Energy, where sensors have been installed in order to measure the evolution of relevant physical and weather parameters on-site. Akuo Energy is a French independent renewable energy producer and developer founded in 2007. The company specializes in the development, financing, construction, and operation of renewable energy projects, including wind, solar and storage power plants. It is committed to producing clean, affordable, and reliable energy while promoting sustainable development and supporting local communities. The thesis is conducted within the Solar Technology Team, which centralizes the solar expertise of the company and implements innovative technologies to improve their Photovoltaic (PV) projects’ performances. As the number of FPV projects increases, the team raised the need for better evaluation of their performance compared to a standard GPV project, in terms of output power and energy yield. As it appears in the literature, FPV installations can differ from GPV, due to different operating conditions: power plant designs, module cooling, weather conditions, or degradation rates. These parameters need to be taken into account in the expected energy yield analysis, especially module cooling, since operating temperature has a proved impact on module efficiency. Today, technological and economic considerations on FPV specific design are therefore essential. However, the main solar projects development software PVsyst used at Akuo Energy does not include a default floating solar library. Experimental measurements are a good starting point for understanding how the numerical model needs to evolve to adapt to the FPV system. By examining a practical case and processing historical data, insights on FPV systems and how weather affects their efficiency can be provided. The objective of this thesis is then to better model the FPV array thermal losses due to the cooling effect and better estimate the yield for future Akuo Energy FPV projects during the development phase. / Flytande solteknik är relativt ny och kommer med sina egna utmaningar och möjligheter. Denna masteruppsats fokuserar på att förstå hur FPV-projekt presterar jämfört med GPV-projekt, under specifika väderförhållanden. Följande arbete är baserat på en fallstudie: ett flytande kraftverk som drivs av Akuo Energy, där sensorer har installerats för att mäta utvecklingen av relevanta fysiska parametrar och väderparametrar på plats. Akuo Energy är en fransk oberoende producent och utvecklare av förnybar energi som grundades 2007. Företaget är specialiserat på utveckling, finansiering, konstruktion och drift av projekt för förnybar energi, inklusive vind-, sol- och lagringskraftverk. Det är engagerat i att producera ren, prisvärd och pålitlig energi samtidigt som man främjar hållbar utveckling och stödjer lokala samhällen. Examensarbetet genomförs inom Solar Technology Team, som centraliserar företagets solexpertis och implementerar innovativa teknologier för att förbättraderas PV-projekts prestanda. När antalet FPV-projekt ökar, tog teamet upp behovet av bättre utvärdering av deras prestanda jämfört med ett standard GPV-projekt, vad gäller uteffekt och energiutbyte. Som det framgår av litteraturen kan FPV-installationer skilja sig från GPV på grund av olika driftsförhållanden: kraftverkskonstruktioner, modulkylning, väderförhållanden, eller nedbrytningshastigheter. Dessa parametrar måste beaktas ta hänsyn till den förväntade energiutbytesanalysen, särskilt modulkylning, eftersom driftstemperaturen har en bevisad inverkan på modulens effektivitet. Idag är därför tekniska och ekonomiska överväganden om FPV specifik design viktiga. Emellertid innehåller den huvudsakliga utvecklingsmjukvaran PVsyst för solenergiprojekt som används på Akuo Energy inte ett flytande solcellsbibliotek som standard. Experimentella mätningar är en bra utgångspunkt för att förstå hur den numeriska modellen behöver utvecklas för att anpassa sig till FPV-systemet. Genom att undersöka ett praktiskt fall och bearbeta historiska data kan insikter om FPV-system och hur vädret påverkar deras effektivitet ges. Syftet med denna avhandling är sedan att bättre modellera FPV-matrisens termiska förluster på grund av kyleffekten och bättre uppskatta avkastningen för framtida Akuo Energy FPV-projekt under utvecklingsfasen.

No description available.

Generering av el med hjälp av solen står idag för en väldigt liten andel av Sveriges totala genereringav el. För att komma upp till en högre nivå krävs inte enorma solcellsparker över hela Sverige, utan tvärtom skulle det kunna gå att använda redan befintliga tak. Det förhållandet är bara ett av flera som påvisar behovet av större kunskapsspridning om dagens energisystem och solcellsteknik. Det finns också ett behov av ökad kunskap om karaktäristiska svenska hus- och taktyper och om vad som är möjligt att göra med varierande slag av solcellsteknik, för att konvertera de olika hustypernas tak till en liten energikälla. Ren solenergi kan inte ensam konkurrera ut fossila bränslen, men det finns god potential för en mycket högre andel av den än vad som är installerat idag. Wallenstam AB är ett energimedvetet fastighetsbolag som bland annat är verksamma i Göteborg. Deras intresse av förnybar energi och av att ersätta fossilt bränsle med mer miljövänlig teknik gav upphov till ett samarbete mellan författaren och Wallenstam AB. Arbetets första del syftar till att inbringa mer och fördjupad kunskap inom ämnet solceller och solcellsanläggningar. Syftet med arbetets andra del är att undersöka vilka möjligheter och hinder det finns med solcellsinstallationer på några olika typiska svenska fastighetstyper. En projektering genomförs på tre olika fastighetstyper i Göteborgsområdet; en industri/kontorslokal, ett modernt flerbostadshus och en fastighet i centrala Göteborg med både bostäder och kommersiell verksamhet. Målet är att utifrån varje fastighets förutsättningar finna den eller de mest lämpade solcellspanelerna för respektive fastighet med avseende på ekonomisk fördelaktighet, estetik samt i vad som är tekniskt möjligt utifrån exempelvis tidigare installerade energisystem. Rapporten och dess resultat är skapat utifrån litteraturstudier, platsbesök på fastigheter, mätningar på ritningar och satellitkartor, beräkningar för hand, samt modellering i PVsyst. Fortlöpande diskussion med personer inom solenergibranschen har också hållits. För att beräkna respektive anläggnings elproduktionskostnad samt för känslighetsanalyser används en webbaserad beräkningsapplikation, tillhörande rapporten El från nya och framtida anläggningar 2014. Huvudresultat är att endast två av de tekniskt möjliga anläggningarna har en elproduktionskostnad som är i närheten av det jämförande elpriset på 0,75 kr/kWh. Det är de polykristallina solcellsanläggningarna på Kvillebäcken 3:1 och Mölnlycke 1:1. Beräkningarna visar på att anläggningarna med polykristallina solcellspaneler på Kvillebäcken 3:1 och Mölnlycke Fabriker 1:1 är riktigt konkurrenskraftiga om kalkylräntan sänks från 4 % till 2 %, eller om investeringskostnaderna minskar med 15 %. På fastigheten Inom Vallgraven 26:8 ligger samtliga elproduktionskostnader över en krona per kilowattimme, men installation av solcellsteknik på en sådan central byggnad skulle kunna ha ett marknadsföringsvärde. / Generation of electricity by use of solar irradiation is today a very small part of the total electricity generation in Sweden. It is not necessary to build a great amount of solar parks all over Sweden to reach a higher level, it could instead be possible by using already existing rooftops. That is one of the situations that indicates the need of a greater knowledge dissemination, about today’s energysystem and the technology of photovoltaics. It also exists a demand of knowledge about characteristic Swedish houses and rooftops. To convert the different kinds of rooftops to small powersources, there is also a demand of knowledge about installations that is possible to do with different kinds of photovoltaics. Although, solar power alone cannot compete with fossil fuels, but it should have a good possibility to reach a much higher level than what exists today. Wallenstam AB is anenergy-conscious company within the real estate business in Gothenburg. Their interests in renewable energy and their ambition to replace fossil fuel with more environment-friendly technology facilitated this cooperation.The first part of the report aims to get more and deeper knowledge about the subject photovoltaics and solar plants. The second part of the report aims to investigate what possibilities and impediments there is with photovoltaic installations at different kinds of typical Swedish houses. A planning work is made at three different types of buildings in the area of Gothenburg. One at an industry/office space, one at a modern apartment block and one at a central building in Gothenburg that has both apartments and commercialized activity. The goal is to find the most suitable photovoltaic installation to each of the three buildings, based on economic advantageousness, appearance and esthetic, and the possibilities with the technology of earlier installed energy systems.The report and the result are formed on the basis of literature studies, site visits at the buildings, measurements at drawings and satellite maps, calculations by hand and modelling in the software PVsyst. Many discussions with people in the solar energy industry were also held. To calculate the Levelized Cost Of Energy (LCOE) and to perform the sensitivity analysis, a web-based calculator was used. The web-based calculator belongs to the report El från nya och framtida anläggningar 2014. The main result shows that only two of the possible photovoltaic installations gets a LCOE that is competitive relative the comparative electricity price at 0,75 SEK/kWh. Installations with polycrystalline solar panels at Kvillebäcken 3:1 and Mölnlycke 1:1. The result also shows that the two installations with polycrystalline solar panels at Kvillebäcken 3:1 and Mölnlycke Fabriker is really competitive if the capital interest rate is reduced from 4 % to 2 %, or if the investment cost isreduced by 15 %. At the property Inom Vallgraven 26:8, the LCOE for all possible installations are over one Swedish krona per kilowatt hour, but an installation with solar panels at a central building like that could have a marketing value. It would also show Wallenstams standpoint for renewable energy, new technology and a sustainable energy system.

No description available.

In November 2016 all nations agreed to the COP21 Paris agreement, which binds the nations to combat a global temperature rise above 2 degrees Celsius during this century. For this to become reality, modern technologies, such as solar power, electrical vehicles and energy storage, will have to pave way for feasible, sustainable societies. Smart grids could be one of the solutions to how to integrate modern technologies into our conventional electricity grids. If we manage to cut peak electricity demand and achieve an even electricity demand, renewable energy investments become more feasible while other services for the grid owner are provided. In this paper it is investigated what capacity of battery storage that is required to achieve an even electricity demand in a local electrical grid with solar power, demand response and electrical vehicles. Further, an economical analysis of the required battery storage is made by comparing investment costs to potential savings for the end customer, energy trading company and grid owner. The investigation is made by performing a case study in Ramsjö Backe outside Uppsala. Two models are created, one aggregated model containing the whole residential area and one containing a one single family building. The results show that in the aggregated model a 4.03 MWh battery storage was required to keep an even electricity demand 90 % of the year, and for the building a 108 kWh battery storage was required. Results from both models show that it is not economically feasible today to invest in even electricity demand in local electrical grids.

Sverige är idag beroende av importerad råolja och handelsgödsel för att kunna driva det inhemska lantbru- ket. Vid en politisk eller klimatmässig krissituation, som leder till importstopp, skulle bränsleförråden sina och ta slut på mindre än tre månader. Då hela det svenska lantbrukets maskinpark drivs av diesel skulle jordbruket stanna helt och landet bli utan livsmedelsproduktion. I arbetet undersöks hur ny teknik och för- nybara energikällor kan kombineras för att nå en högre självförsörjandegrad inom lantbruket med avseende på el, drivmedel och handelsgödsel. För att få en bred kunskap inom ämnet genomfördes en litteraturstudie som kompletterades med intervjuer med lantbrukare, traktoråterförsäljare och sakkunniga inom svenskt lantbruk. Från intervjuerna framgick att lantbrukare har viljan att investera i förnybara energilösningar, men saknar i dagsläget lättillgänglig information och en ekonomisk säkerhet för att investera i mindre beprövad teknik. En uppfattning som delas av samtliga tillfrågade lantbrukare är att satsningar krävs för att utveckla förnybara energikällor och ny teknik. Utifrån intervjusvar och litteraturstudie formas slutsatsen att ny teknik behöver göras mer tillgänglig för lantbrukare, både i form av subventioner och ett bredare utbud av fossilfria alternativ inom lantbruks- maskiner. För att uppnå detta krävs regeringsbeslut som främjar utveckling och forskning kring ny teknik tillsammans med riktade subventioner som gynnar en omställning från fossila drivmedel mot förnybar energi. Rapporten resulterade även i en trestegsmodell som sammanfattar de åtgärder och investeringar som krävs för att nå en högre självförsörjandegrad. Den riktar sig till lantbrukare och beslutsfattare för att underlätta arbetet och innefattar initiativ som kan implementeras idag, imorgon och i framtiden.

Energikonsumtionen ökar globalt och på grund av detta så behövs ökad energiproduktion. El från förnyelsebara källor är och kommer vara en nyckel för att klara av dessa energibehov och den kanske viktigaste energikällan är den primära solinstrålningen. Umeå energi gör en satsning på en solcellsanläggning vid Gammlia idrottsanläggning i Umeå och på grund av detta har en undersökning gjorts om energilagring i kombination med solcellerna. Solinstrålningen varierar över dygnet och året och därmed också elproduktionen. Solcellerna producerar endast el när solen skiner och ett sätt att ta del av den elen de perioder som inte solen lyser så kan vara energilagring. I rapportens första del har Två energilagringsmetoder undersökts, batterilagring och vätgaslagring. Metodernas funktionsprincip, för/nackdelar och en redogörelse huruvida de passar som energilagring i byggnader har gjorts. I den andra delen har beräkningar gjorts för möjligheterna att göra Gammlia idrottsanläggning självförsörjande på den producerade elen från solpanelerna. Rapportens första del har gjorts av en litteraturstudie av vetenskapliga rapporter och annat webbaserat material. Energiberäkningarna grundar sig från tillhandahållen information från Umeå energi samt tillgängliga beräkningsmetoder på internet. Batterier är en elektrokemisk lagringsform och fungerar så att en anod, en katod samt att elektrolyt används i samtliga tekniker. Fördelen med batterier är flexibiliteten och låga underhållskostnader medan den stora nackdelen är den låga energidensiteten. Vätgaslagring med hjälp av elektrolys är en metod där vätgas produceras av vatten och elektricitet. Fördelen är hög energidensitet och miljövänlig omvandling. Den största nackdelen är höga omvandlingsförluster. I undersökningen om möjligheter för energilagring i Gammlia idrottsanläggning undersöktes det om anläggningen kan göras självförsörjande på el på solcellerna. Det har konstaterats att det ej var genomförbart med den solcellsproduktion och de lagringstekniker som är aktuell i denna studie. En mindre omfattande lösning hittades som innebär dygnslagring under sommarmånaderna. Med hjälp av batterier kan energi producerad på dagen sparas och användas på kvällen/natten. Denna lösning är genomförbar rent tekniskt men inte ekonomiskt då förtjänsten är för liten i jämförelse med investeringskostnaden. / Energy consumption is increasing globally and because of this, increased energy production is necessary. Electricity from renewable sources is and will further be a key to meet the energy needs and perhaps the most important energy source is the sun. Umeå energi makes an investment in a photovoltaic system at Gammlia sports center in Umeå, and because of this, a study has been made on energy storage in combination with solar cells. Solar cells have a varied production, seen over the day and year. The solar cells only produce electricity when the sun is up, and energy storage is a possible solution for storing some of the energy produced during the day, to use later during the evening/night. The report's first section has two energy storage methods studied, battery storage and hydrogen storage. Methods for the operating principles, pros/cons and a statement whether they fit as energy storage in buildings has been made. In the second part, calculations have been made for the possibility of installing energy storage in Gammlia sports center for the electricity generated from the solar panels. The first part is made of a literature review of scientific reports and other web-based material. Energy estimates are based from the information provided from Umeå energy and the available methods of calculations on the web. Battery is an electrochemical storage shape and function to an anode, a cathode, and the electrolyte is used in all techniques. The advantage of batteries is the flexibility and low maintenance costs while the major drawback is the low energy density. Hydrogen storage using electrolysis is a method in which hydrogen produced from water and electricity. The advantage is the high energy density and environmentally friendly conversion. The main disadvantage is the high conversion losses. The survey on the possibilities for energy storage in the Gammlia sports facility, an investigation was made whether the plant could be made self-sufficient for electricity on the solar cells. It was costly that it was not feasible with the solar cell demodulation and storage technologies that are relevant in this study. A less comprehensive solution was found that involves daystorage in the summer months. Using batteries, energy produced on the day could be saved and used in the evening / night. This solution was feasible, purely technical, but not economical, as earnings were too small in comparison to investment cost.

I takt med en förstärkt global uppvärmning har åtgärdsplaner skrivits om att begränsa temperaturökningen, där många länder är överens om att mängden koldioxidutsläpp måste minska. Lösningen till det anses dels som att gå från en fossilberoende energianvändning till en förnybar. Installering av solceller växer och i Sverige kan 5 – 10 % av elproduktionen förväntas komma från solkraft år 2040. Det kvarstår dock en hel del problematik kring effektförlust till följd av partiell skuggning på solceller. Idag tillverkas solpaneler med inbyggda bypass-dioder som förbättrar elproduktionen vid skugga. Forskning påstår även att skuggningsproblematik kan minskas genom att förändra konfigurationen mellan solcellspaneler. Idag sitter panelerna vanligen ihop i serie- och parallellkopplingar, men det kan finnas energivinster i att byta ut mot tvärkopplingar. Syftet med denna studie har varit att ge beslutsunderlag för investerare av solceller, som planerar att placera dem där det finns risk för att skugga kan uppstå. Målet delades in i två delar. Det fanns en experimentell del som jämförde elproduktion utan och med skugga för två olika typer av systemkonfigurationer där solpanelerna var serie-, respektive tvärkopplade. Det fanns även en simuleringsdel som beräknade producerad elenergi på årsbasis för en solpanel som var placerad intill en skorsten. Utifrån det skapades riktlinjer för hur solpaneler bör placeras för att minimera skuggproblematik av närliggande föremål som riskerar att skugga. Experimenten utfördes utomhus och till det användes 16 monokristallina solmoduler, som först sammankopplades i serie och därefter i tvärkopplingar. Systemen anslöts till en växelriktare som omvandlade från likström till växelström. Först uppmättes producerad eleffekt för systemen, varav en modul utsattes för olika skuggförsök. Därefter separerades en solmodul från anläggningen och samma skuggförsök genomfördes på modulen. Resultaten påvisade att vid solcellssystemen hade en verkningsgrad på 16 % för solinstrålning mellan 400 – 700 W/m2. För intensitet lägre än 400 W/m2 och högre än 700 W/m2 avtog verkningsgraden med 1 – 2 %. Hög solinstrålning inträffar vanligen mitt på dagen och solcellerna har troligen då en högre temperatur, vilket sänker effektiviteten. Experimenten påvisade att ju fler av en solmoduls slingor som skuggan faller på, desto lägre blir den producerade eleffekten. Även mängden skugga som drabbar panelen spelar roll. Det beror på att om skugga enbart faller på en slinga kan de övriga arbeta ostört och får därför en högre maxeffektpunkt (MPP) på IU-kurvan. Vid full skugga på en modul minskade effekten med 7,72 % för det seriekopplade systemet (S), respektive 13,87 % vid tvärkoppling (TCT). Att det tvärkopplade systemet producerar lägre effekt vid skugga beror dels på att kretsen innehåller en högre ström, troligen för hög för vad bypass-dioderna klarar av. Om strömmen i en skuggad modul leds genom dess bypass-dioder utvecklas ingen spänning i modulen. Om systemet innehåller fler parallellkopplade strängar kommer även de oskuggade strängarna att minska sin spänning, då den är identisk över hela systemet. Den tvärkopplade kretsen innehöll två parallellkopplade strängar. Känslighetsanalysen där en solmodul avlägsnades från systemet och skuggades enskilt, redovisade snarlika resultat som för systemen. Att placera skuggobjektet längre ifrån visade sig i några försök ge en högre elproduktion, då det är enbart den direkta strålningen som tas bort. Resultaten från simuleringen uttrycktes i enheten ”skuggprestanda”, som anger hur mycket en solmodul ger skuggad jämfört med vad den hade gett oskuggad. Störst betydelse för resultaten hade skorstenens höjd och hur långt ifrån skorstenen som solpanelen placeras, samt val av väderstreck. Lägst skuggprestanda blev 41 % för en seriekopplad modul. Det för en 2 m hög skorsten som placerades intill solpanelen. Resultaten påvisade att skuggprestandan avtog med en ökad höjd på skorstenen, men för en tillräckligt hög skorsten förändrades inte skuggprestandan. Genom att välja ett avstånd som var tillräckligt långt ifrån skorstenen bidrog skuggan inte lika mycket till minskning av elproduktionen. Ju mer sydligt skorstenen var placerad om panelen krävdes ett längre avstånd. Följande riktlinjer för placering av solceller intill skuggande föremål rekommenderas för att garantera att solcellerna ger minst 95 % av vad de skulle ha gjort oskuggade. För ett skuggande föremål med höjden 0,5 m bör solcellerna placeras 0,3 m ifrån föremålet. För ett skuggobjekts höjd på 2 m bör avståndet vara 2,1 m. / The effects of global warming has lead to a temperature rise in the atmosphere. Many countries have agreed to reduce the greenhouse gas emissions in order to mitigate climate change. The energy production today is highly dependent on fossil fuels and thus one solution to reduce emissions is to use more renewable resources. Solar cells are today growing on the market and in Sweden one can expect that solar energy will represent 5 – 10 % of the electricity production in year 2040. Partial shading is still a problem causing losses in the electricity production for solar cells. To reduce the losses due to shading bypass-diodes are built-in on modules. Further successful method can also be to change the interconnections among moduls in a system. At the time of writing this paper, configurations with series-parallel connections between modules are most commonly used, but during partial shading it has been shown that increasing interconnections can increase the outgoing effect. The purpose of this study was to show guidelines for the investor of solar cells, who plans an installation near objects that will creates shadows on the cells. The target consisted of two parts. First, there was an experimental objective which compared two different system configurations where the solar modules first were connected in series and thereafter in “Total Cross Tied”. The other part of the study considered a theoretical simulation to answer questions as how the energy production during a year was changed for a solar panel by placing it near a chimney. Thereafter it should also state guidelines on how to place the panel around the chimney so that the shading effects are no noticeables. The experiments were done outdoors and the system consisted of sixteen monocrystalline solar panels. First the panels were connected in series (S) and thereafter in “Total Cross Tied” (TCT). The system included also an inverter that changed direct current from the solar panels to alternating current. In the first experiment the electricity produced from the systems was measured, whereof one module was exposed to different types of shading. As a final experiment, one module was separated from the system where is was exposed to the same shading pattern as before. The results showed that the PV systems had an efficiency of 16 % for an irradiance between 400 – 700 W/m2. For lower irradiances than 400 W/m2 and higher than 700 /m2 the systems experienced a decreasing efficiency of about 1 – 2 %. A high irradiance occurs normally during the middle of the day when the solar cells have a higher temperature, which decreases the efficiency. The experiments proved that shading more cells so that current will flow through more bypass diodes resulted in a lower electricity production. For example if only one bypass diode is activated it means that the remaining cells that are not connected to that bypass diode can work freely and gets a higher maximum power point (MPP) on the IU characteristics. When a module got completely shaded it reduced the electricity output power with 7,72 % for the system with series connected modules. For the TCT-configuration the system experienced a reduction of 13,87 %. These results may be a contradiction according to previously research. A conceivable explanation is that the TCT-configuration produces higher current, which can exceed the allowed value for a functionally bypass diode. If the current in a shaded module flows through its bypass diodes it results in a short-circuit of the module so that it cannot contribute to the voltage. The more parallel PV arrays a system includes, a higher effect loss will occur since the unshaded strings may experience an identical voltage drop as the shaded one. The TCT-configuration included two strings connected in parallel. The sensitivity analysis where one module was separated from the whole system showed nearly the same results as for the whole system. Placing the shading object far away from the module resulted in a higher electricity production for some tests, as it is only the direct radiation that disappears. The simulations results were expressed in terms of “shading performance” and it showed how much a shaded solar module produced compared to an unshaded. It was shown that the parameters that had the biggest influence on the results were the height of the chimney and how far the solar module was placed with respect to the chimney. As a worst-case scenario, the shading performance was 41 % for a series-connected module. This was for a chimney with 2 m of height that placed next to the solar module. The results indicated that having a higher chimney had a decreasing effect of the shading performance for the solar module. To get a higher shading performance one can choose to place the solar cells at a larger distance from the chimney. Conclusively, placing the solar module so that the chimney is located to the south of the module the shadow will affect the panel more, and a longer distance is therefore needed. If the solar cells are located on a distance that is at least 0,3 m from a shading object with a height of 0,5 m, it means that the solar cells will produce 95 % of what that would have given unshaded. For a shading object with a height of 2 m it means that the solar cells must be placed at a distance of 2,1 m from the object.

This master thesis was performed for the consulting firm WSP in collaboration with the think tank Besmå. The main aim of the thesis was to examine if photovoltaic/thermal solar systems (PV/T-systems) is suitable for single family houses in Sweden and if it can be a more viable option than photovoltaic systems based on economical and energy performance aspects. The thesis also examines if the owner of a single family house with existing solar panels can benefit from installing an intercooler and a heat-exchanging system that could add the untapped heat of the panels to the house’s heating system. This would decrease the solar panel temperature, thus increasing their efficiency and electricity production. It also examines the possibility of PV/T-systems playing a role in fulfilling the increased energy performance regulations placed upon contractors today, by reducing the primary energy number (primärenergitalet). To achieve these objectives the heat demand of a typical house in Sweden was simulated in VIP Energy based on a real house in Gothenburg which has a photovoltaic system. A modell for electricity production of a solar cell which included the temperature dependency was created in Matlab and a modell of a PV/T-system was created in Simulink. From these models and real data from the existing house and energy system, total production of heat and electricity was acquired. The results showed that the intercooler can enhance the solar cell performance but a life cycle cost analysis found that it was not a neconomically viable option due to its excess cost. It also showed that the PV/T system can be a suitable choice for single family houses in Sweden under certain conditions, mainly depending on uncertain price points. It did enhance the total energy performance of the house in comparison to solar cells but was only economically viable (from a life cycle perspective and not initial cost) when the main heating system consists of an electric heater. Surprisingly, it was also found that smaller PV/T-systems of 5 square meters of module area can yield a better life cycle cost than solar cells, even when the main heating system is a heat pump. Lastly, it was found that a PV/T-system can act as a viable option when building real estate as a method of lowering the primary energy number, assuming a stable and economically competitive price point and that investing in large scale systems leads to a lower price per produced unit of energy and unit of area of modules.