This work examines the local distribution system in two residential areas in two Swedish towns, Oxelösund and Karlskrona, and studies how integration of PV systems and electric vehicle (EV) charging stations (CS) will affect the present distribution system. The research questions focus on the economic feasibility of a LVDC system, how it compares to a traditional LVAC (low voltage alternating current) system from an economic and technical perspective, and the possibilities a LVDC system brings to other DC component applications. The Swedish government aims to have a fossil-free vehicle fleet by 2030 and one of the measures is no fossil-fuel burning vehicle will be produced and sold in Sweden. This means the number of CS, and the charging infrastructure around these, need to be developed, to contribute to this goal and sustain this transformation. A connected issue is that updates on the regulations for non concession-regulated networks (IKN) in January 2022 extended the basic preconditions and allows possibilities for energy sharing between buildings. The new regulations are also in favor of micro-production and contribute to more decentralised systems. Connections of Renewable Energy Sources (RES) to the distribution system are expected to increase in the coming years. Grid-connected solar PV systems in Sweden have increased by 56% between 2019 and 2020, and at the same time EVs are becoming more apparent on the roads. These DC-(direct current) based technologies, and the possible need to strengthen local networks to accommodate new sources and loads, are bringing new opportunities for low voltage direct current (LVDC) based distribution systems. To answer the research questions, two different models with different concepts, parallel pure DC and parallel AC/DC, were built in simulation software. The conclusion of this study is that a traditional LVAC system is preferable over pure DC system from both economic and technical perspective for already connected areas, such as the two areas in this project. A parallel pure DC system might be preferable in newly built areas with substantial PV and EV, where exchange is wanted between buildings with separate AC grid connections. / Detta examnesarbetet undersöker det lokala distributionssystemet i två bostadsområden, i Oxelösund och Karlskrona. Arbetet fokuserar på hur (nya) anslutningar av solceller och laddstationer för elfordon (CS) kommer att påverka det nuvarande distributionsnätet i områdena. Forskningsfrågorna fokuserar på den ekonomiska genomförbarheten av ett LVDC-system, och hur det är jämfört med ett traditionellt LVAC-system (lågspänningsväxelström) ur ett ekonomiskt och tekniskt perspektiv, samt vilka möjligheter ett LVDC-system kan bidra med till andra DC-komponenttillämpningar. Den svenska regeringen ämnar ha en fossilfri fordonsflotta år 2030 och en av åtgärderna till målet är att sluta producera och sälja fossildrivna fordon i Sverige. Det innebär att antalet CS samt en laddingsinfrastruktur behöver utvecklas för att kunna bidra till målet och upprätthålla omställningen. De senaste uppdateringarna i regelverket för icke koncessionspliktiga nät (IKN) i januari 2022 vidgade de grundläggande förutsättningarna och bidrog till större möjligheter till energidelning mellan flera huskroppar. Det nya regelverket gynnar mikroproduktion och bidrar också till mer decentraliserade system. Anslutningar av RES till distributionsnätet förväntas öka under de kommande åren. Nätanslutna solcellsanläggningar i Sverige ökade med 56% mellan 2019 och 2020, samtidigt som det blir fler och fler elbilar på vägarna. Dessa DC-(likströms) baserade teknik kan öppna upp nya möjligheter för ett lågspänningslikström- (LVDC) baserad distributionssystem. För att besvara forskningsfrågorna byggdes två olika modeller med olika koncept, parallell ren DC och parallell AC/DC i simuleringsprogram. Slutsatsen av denna studien är att ett traditionellt LVAC-system är att föredra framför rent DC-system ur både ekonomiskt och tekniskt perspektiv för redan anslutna områden, som de två områdena i detta projekt. Ett parallellt rent DC-system kan vara att föredra i oanslutna områden, dvs nya bostadsområden under utveckling.

Markmonterade solcellsanläggningar i norra Sverige behöver ta hänsyn till förekomsten av snö och risken för markinterferens, vilket innebär att snömängden i framkant av panelerna gör att den snö som ackumuleras ovanpå inte kan glida av. Följden blir skuggning av panelerna som därmed får nedsatt eller helt utebliven elproduktion. Syftet med arbetet var att besvara frågeställningar kring vilken montagehöjd som krävs för att undvika problemet samt om den ökade engångskostnaden kompenseras av potentialen till ökad produktion under vintermånaderna. Metoden bestod främst av att jämföra produktionsdata från en solpark i Östersund med värden för solinstrålning och snödjup från SMHI för att avgöra vilken effekt snöskuggning haft på produktionen och hur utfallet skulle ha sett ut vid olika monteringshöjder av anläggningen. Resultaten visar att det finns stor potential till goda produktionsvärden under vårvintern, förutsatt att markinterferens inte finns närvarande. Anledningen beror troligtvis på högt albedo från snötäckt mark och lägre lufttemperaturer vilket har en positiv inverkan på modulernas verkningsgrad. En beräkningsmodell utvecklades för att uppskatta en lämplig monteringshöjd för en solpark utifrån dess tänkta utformning och det förväntade snödjupet på platsen. Förhoppningen är att modellen kan bidra till ökad kunskap för att främja utbyggnad av markmonterade solcellsanläggningar även på nordliga breddgrader. Lönsamheten för ett högre montage undersöktes genom en jämförelse mellan ett prisexempel från en uppförd solpark och ett uppskattat produktionsbortfall från solparken i Östersund vid en teoretiskt lägre monteringshöjd. Det visade att en höjning av Östersundsparken från 50 till 90 centimeter skulle betala av sig enbart genom tillskottet i produktion under perioden februari till april de tre första vintrarna. / Ground-mounted PV installations in northern Sweden need to consider the presence of snow and the risk of ground interference, meaning that the buildup of snow in front of the panels prevents the snow accumulated on top from sliding off. The result is shading of the panels, which in turn reduces or eliminates the electricity production. The purpose of this work was to answer questions regarding the mounting height required to avoid this problem and whether the increased one-time cost for higher mounting is compensated for by the enhanced production during winter months. The method consisted mainly of comparing production data from a solar park in Östersund to solar radiation values and snow depth from SMHI to determine the effect of snow shading on production and the outcome at different installation heights of the plant. The results showed that there is great potential for valuable energy production during the late winter season, provided that ground interference is not present. This is probably due to high albedo from snow-covered ground and lower air temperatures resulting in a positive impact on the efficiency of the modules. A computational model was developed to estimate a suitable mounting height for a solar park based on the intended design and expected snow depth at the site. The intention is that the model can contribute to increased knowledge to promote the deployment of ground-mounted PV systems in northern latitudes. The profitability of higher mounting was investigated by comparing a price example from an existing solar facility and an estimated production loss from the solar park in Östersund at a theoretical lower mounting height. It showed that  increasing the height of the Östersund site from 50 to 90 centimeters in front would pay off solely on the enhanced production during the period February to April of the first three winters.

Due to increasing penetration of decentralized variable renewable energy generators and the increasing demand of electrical power due to the electrification of the heat and transport sectors, low voltage grids are facing critical problems. Deviation of the permitted voltage range and local overloads of the grid equipment, are the two main issues that are compromising a smooth distribution grid operation. An intelligent integration of distributed generators, heat-pumps and electric vehicles into a Smart Grid, allows the flexibility that they intrinsically provide, to be used by distribution system operators to avoid critical grid conditions. Smart grid suppliers currently available on the market, have been categorized into Local, Decentralized and Centralized Smart Grid Concepts. Their main difference is represented by the level of control, communication and coordination that they make use of. The aim of the thesis was to evaluate the effectiveness of solution of the Smart Grid Concepts implementation in specific low voltage grids, especially in term of voltages and loadings mitigation capabilities, to be used as a decision making tool for future smart grid implementations. A control architecture that emulates the way the analyzed Smart Grid Concepts operate, has been implemented in Python and tested on three different low voltage distribution networks in DigSILENT PowerFactory. The control architecture is an algorithm that communicates to DigSILENT PowerFactory how the Smart Grid needs to operate in response to detected critical grid conditions. The flexibility that the Smart Grid Concepts make use of, are battery storage, active power curtailment and reactive power compensation from photovoltaic inverters and demand side management by means of electric vehicles and heat pumps. In particular, in order to make most use of the available flexibility, an intelligent electric vehicles charging strategy has been implemented as well as an intelligent heat pump operation. Both static worst-case simulations and time-dependent simulations, over a winter and a summer day, for different penetration scenarios, have been carried out. The summary of the simulation results showed that while the Decentralized Smart Grid Concept, if the flexibility is available, is always able to keep voltages and loadings between their critical values, the Local Smart Grid Concept is not able to do the same for the loadings. / På grund av ökad penetration av decentraliserade variabla förnybara energikällor och den ökande efterfrågan på elkraft på grund av elektrifiering av värme- och transportsektorn, står lågspänningsnätet inför kritiska problem. Avvikelse av det tillåtna spänningsområdet och lokala överbelastningar av nätutrustningen är de två huvudproblemen som äventyrar en smidig nätdrift. En intelligent integration av distribuerade generatorer, värmepumpar och elektriska fordon i ett smart nät, tillåter flexibiliteten som de egentligen tillhandahåller, för att undvika kritiska rutnätförhållanden. Smartnätleverantörer som för närvarande är tillgängliga på marknaden har system som kategoriserats som lokalt, decentraliserat och centralt Smart Grid Concepts. Deras huvudsakliga skillnad representeras av den nivå av kontroll, kommunikation och samordning som de utnyttjar. Syftet med avhandlingen var att utvärdera effektiviteten av lösningen av implementeringen av Smart Grid Concepts i specifika lågspänningsnät, särskilt när det gäller spänningar och belastningsreducerande förmågor, som ska användas som beslutsverktyg för framtida smarta nätverksimplementeringar. En reglerarkitektur som emulerar hur ett analyserat Smart Grid Concepts fungerar, har implementerats i Python och testats på tre olika lågspänningsdistributionsnä i DigSILENT PowerFactory. Kontrollarkitekturen är en algoritm som kommunicerar med DigSILENT PowerFactory hur Smart Grid bör fungera som svar på detekterade kritiska gridförhållanden. Den flexibilitet som Smart Grid Concepts använder sig av är batterilagring, aktiv strömavbrott och reaktiv effektkompensation från fotovoltaiska omvandlare och efterfrågesidan hantering med elbilar och värmepumpar. I synnerhet för att på bästa sätt utnyttja den tillgängliga flexibiliteten har en intelligent laddningsstrategi för elfordon implementerats liksom en intelligent värmepumpsoperation. Både statiska wärsta fall simuleringar och tidsberoende simuleringar, över en vinter och en sommardag, för olika penetrationsscenarier har utförts. Sammanfattningen av simuleringsresultaten visade att medan det decentraliserade Smart Grid Conceptet, om flexibiliteten är tillgänglig, alltid kan hålla spänningar och belastningar mellan sina kritiska värden, kan det lokala Smart Grid Concepts inte göra samma för belastningarna.

This research argues that a diesel-based isolated electrical system can be optimized byintegrating a high share of solar photovoltaic (PV) generation and that the frequencystability of such system can be improved by including the PV participation in frequencyregulation. A case study is developed in order to explore an island’s expansion of theinstalled generating capacity and its optimization. This study uses the tool HOMER tosolve the optimization problem and PowerFactory to verify the frequency stability of theproposed system. The PV integration allows for a reduction of diesel fuel consumption,emissions and generation costs. Additionally, in high PV penetration scenarios, the reducedinertia in such systems can lead to high frequency deviations that may trip the systemprotection. The study demonstrates that the instantaneous frequency deviation after a loadand generation imbalance can be reduced by designing the PVs to operate with an allocatedreserve and a decentralized time-based secondary frequency control. The frequency stabilitywas achieved after different disturbance scenarios under high PV penetration and reducedavailable inertia, indicating that high PV integration is economically and technically feasiblein small island grids. / I detta examensarbete studeras hur ett dieselbaserat och isolerat elsystem kan optimeras genom att integrera en hög andel solceller (PV) i elproduktionen och att frekvensstabilitet kan förbättras när PV användas i regleringen. En fallstudie har utvecklats under denna forskning för att analysera en ökning av den installerade generationskapacitet vid en ö samt hur detta kan optimeras. I denna studie användas verktyget HOMER för modeloptimering och PowerFactory för att testa den optimerade systemfrekvens stabilitet. Med PV generation kan diesel konsumption, utsläpp och kostnader minskas för hela systemet. En hög andel PV i generationen reducerar elsystemet totala svängmassa vilket kan ledda till avvikelser i systemfrekvensen som kan ursaka att skyddsystem aktiveras. Studien demonstrerar att den momentana systemavvikelsen efter en obalans kan reduceras genom att designa PV i systemet med en allokerad reserv och en decentraliserad och tidsbaserad sekundär frekvensreglering. Frekvensstabiliteten nåddes i olika obalans scenarier med hög andel solcellgeneration och misnkat svängsmassa. Detta tyder på att en hög andel PV integration är både ekonomisk- och tekniskt möjligt i mindre elsystem.

Only 10 % of the rural population in Sub-Saharan Africa has access to electricity. At the same time the Sub-Saharan countries are close to the equator and get many sun hours a day, leading to a huge potential for solar energy. This report aims to compare different PV system components for use in Sub-Saharan Africa to facilitate EWB for their work in electrification projects in the areas. The PV system will be compared with the following factors: economic, adoptability, scalability, environmental impact and efficiency, weighed in that order. A case simulation was made for a village around Nairobi were 20 households would be supplied with solar power. Both Polycrystalline silicon cells and thin filmed CIGS were simulated were the Poly c-Si cell was both the cost-efficient and scalable choice. Poly c-Si cells was also concluded to be advantageous of the crystalline cells by the chosen factors. Pb-acid batteries are best suited for off grid PV systems in rural areas. Different types of Pb-acid batteries can be used depending on the area’s typology. Off grid solar powered microgrids could be the solutions for an increased socioeconomic wellbeing for communities in rural areas. / Endast 10% av lantbygdens befolkning i Subsahariska Afrika har tillgång till elektricitet. Samtidigt ligger de Subsahariska länderna nära ekvatorn och får många soltimmar per dygn, vilket leder till en stor potential för solenergi. Den här rapporten syftar till att jämföra olika solcellssystems komponenter för användning i östra Afrika för att främja Ingenjörer Utan Gränsers arbete inom elektrifierings projekt i området. Jämförelsen kommer utföras med följande faktorer, ekonomi, anpassningsförmåga, skalning, miljöpåverkan och effektivitet, viktat i den ordningen. En simulation gjordes för en by i området av Nairobi där 20 hushåll skulle få tillgång till solenergi. Både Poly kristallina celler och tunnfilm CIGS simulerades där Poly kristallina celler var både kostnadseffektivast samt det plats effektivaste valet. Polykristallina celler var även konkluderades vara det fördelaktiga valet av de kristallina cellerna utefter de valda faktorerna. Bly-syra batterier var bäst lämpade för själv stående solcellssystem på landsbygden. Olika typer av bly-syra batterier kan användas beroende på områdets typologi. Fristående solcellssystem kan vara en lösning till ett ökat socioekonomisk välmående för samhällen på landsbygden.

Solar energy is resourceful for many purposes, for example, harvesting renewable electricity with photovoltaic (PV) technology. The number of new grid connections of PV is continuously increasing, and the Swedish PV market for residential prosumers is growing. Providing accurate information about PV’s benefits and the installation’s technical details is essential to attract more prosumers to the PV market. One outlet for such information is providers of PV, who are also responsible for the technical details. From a technical perspective, how much of the produced electricity the prosumer can self-consume impacts the profitability of the investment. Higher self-consumption is associated with more savings, and a battery storage system has the potential to increase self-consumption. Two different approaches were used to carry out this thesis. Communication was studied with a qualitative approach, and the technical term self-consumption was analysed quantitatively. A discourse analysis with a pragmatic approach was performed to study what meanings are created when retailers communicate about the two genres within the discourse of PV: the benefits and the technical specifications. Qualitative data used for this part was collected from the websites of PV retailers. The quantitative part involved calculations of self-consumption levels and simulations of a battery storage system in MATLAB using an extensive data set over households with real PV systems. The identified research gap indicates no previous studies on how PV retailers communicate and few studies of self-consumption using data from real systems. The results from the discourse analysis of the benefits showed that some of the central meanings were: “a prosumer's roof is worth money if they can afford the investment”, “PV has a positive environmental impact”, and “adoption of PV is a trend that prosumers should follow”. The central meaning from the analysis of the technical specifications was that “a prosumer does not need to be concerned about the technical aspect of the installation because the company takes care of it”. The results from the quantitative study showed that from the available data, self-consumption was dependent on how the PV system size is matched to the consumption of the household. Depending on the ALR groups, the households had different mean values of self-consumption, whereas the most common group ALR=6 had a mean self-consumption level of 38%. The simulations with battery storage showed that systems with lower initial self-consumption (below 40%) could increase self-consumption faster with increasing battery capacity but could not reach maximum self-consumption values.

Syftet med denna studie var att undersöka klimat- och kostnadseffektiva lösningar för att minska kontorsbyggnaders påverkan på miljön. Byggnader står för en betydande del av Sveriges klimatpåverkan och kostnader, det finns därav behov av att hitta sätt att reducera den påverkan. Teorin som låg till grund för studien var livscykelanalys och livscykelkostnad, som tar hänsyn till klimatpåverkan och kostnader genom hela byggnadens livscykel. Metoden som användes var litteraturstudie, där tidigare forskning och studier analyserades. Diskussion fördes även med sakkunniga personer inom ämnet för att identifiera lösningar för att minska klimatpåverkan och kostnader i byggnader. En hypotetisk fallstudiebyggnad skapades där klimat- och kostnadseffektiva åtgärder implementerades. Genom att titta på byggnadsdelarna stomme, klimatskal, isolering och dess inverkan på energianvändning i en kontorsbyggnad identifierades olika åtgärder som kunde minska klimatpåverkan och kostnader. Dessa inkluderar användning av återvunnet material och minskad energiförbrukning genom förbättrade isoleringsegenskaper. Ytterligare undersöktes val av material och teknik vilket anses hållbara och energieffektiva. Resultatet visar att byggnadsmaterialen har störst påverkan på klimat och kostnaden under Produkt- och Byggproduktionsskedet, medan energiförbrukningen har störst påverkan under skedet Driftenergi i Användningsskedet. De klimatåtgärder som framstår som mest framstående och optimala lösningar för vår fallstudiebyggnad inkluderar användningen av kostnadseffektiva solceller på taket (Åtgärd 7), isolering av ytterväggarna med PIR-isolering (Åtgärd 5), tilläggsisolering av ytterväggarna med EPS-isolering (Åtgärd 3) samt minskat materialspill på byggarbetsplatsen med 25%. Dessa lösningar visar sig inte bara ha en betydligt lägre klimatpåverkan, utan även en mer fördelaktig kostnadseffektivitet över hela livscykeln för fallstudiebyggnaden. / The purpose of this study was to investigate climate and cost-effective solutions to reduce the environmental impact of office buildings. Buildings account for a significant portion of Sweden's climate impact and costs, and there is a need to find ways to reduce this impact. The theoretical framework underlying the report was life cycle analysis and life cycle cost, which consider the climate impact and costs throughout the building's life cycle. The method used was a document study, where previous research and studies were analyzed. A hypothetical case study building was created, where climate- and cost-effective measures were implemented. By examining the building components such as the structure, envelope, insulation, and their impact on energy consumption in an office building, various measures were identified to reduce climate impact and costs. Additionally, the selection of sustainable and energy-efficient materials and technologies was investigated. The results show that building materials have the greatest impact on the environment and cost during the Production and Installation stages, while energy consumption has the greatest impact during the Operational energy use module in the Use stage. The climate measures that stand out as optimal solutions include the use of cost-effective solar panels on the roof (Measure 7), insulating the outer walls with PIR insulation (Measure 5), additional insulation of the outer walls with EPS insulation (Measure 3), and reducing material waste at the construction site by 25%. These solutions not only demonstrate significantly lower climate impact but also exhibit a more advantageous cost-effectiveness over the entire lifecycle.

Batteries account for 50% of the overall cost of solar home systems (SHS). The battery packs degrade over time and when they reach 70% state of health (SOH), the whole SHS is discarded. In the predominantly rural off-grid context, battery replacements are expensive and impractical. The customers are often dozens of km away from any sales point. Furthermore, recycling schemes are often limited in the developing world, meaning that old batteries are sometimes discarded in unsafe ways. As the market grows, the environmental impact of this will only get larger. Solaris Offgrid, a premier name in the Solar Offgrid industry, is innovating two solutions designed to tackle this issue; a smart multi-battery packmanager and an easy to recycle battery pack design with cell by cell management. The current study is based on a lossless cell balancing design, where in the charge and discharge cycles of each cell in the string are monitored and to efficiently avoid overcharge and over-discharge. Implementing this strategy reduces the degradation of these batteries which extends the battery life of SHS. A sensitivity analysis is performed to analyze the environmental benefit gained by implementing lossless cell balancing. The thesis provides a literature study on the different battery terminologies, types of batteries used in SHS and, various cell-balancing techniques used today. This is followed by the design of a lossless cell balancing technique with minimal losses. / Batterierna står för 50 % av den totala kostnaden för solcellsanläggningar (SHS). Batteripaketen försämras med tiden och när de når 70 % av sitt hälsotillstånd kasseras hela solcellssystemet. På den övervägande landsbygden utanför elnätet är det dyrt och opraktiskt att byta ut batterierna. Kunderna befinner sig ofta tiotals kilometer från varje försäljningsställe. Dessutom är återvinningssystemen ofta begränsade i utvecklingsländerna, vilket innebär att gamla batterier ibland kasseras på ett osäkert sätt. I takt med att marknaden växer kommer miljöeffekterna av detta att bli allt större. Solaris Offgrid, som är ett ledande företag inom industrin för solcellsanläggningar, utvecklar två lösningar för att lösa detta problem: en smart batteripackförvaltare för flera batterier och en lätt återvinningsbar batteripackkonstruktion med cellvis hantering. Den aktuella studien bygger på en “förlustfri” cellbalanseringskonstruktion, där laddnings- och urladdningscyklerna för varje cell i strängen övervakas och effektivt undviker överladdning och överladdning. Genom att tillämpa denna strategi minskas degraderingen av dessa batterier, vilket förlänger batteritiden för SHS. En känslighetsanalys utförs för att analysera den miljöfördel som uppnås genom att införa förlustfri cellbalansering. Avhandlingen innehåller en litteraturstudie om olika batteriterminologier, typer av batterier som används i SHS och olika tekniker för cellbalansering som används idag. Detta följs av utformningen av en teknik för förlustfricellbalansering med minimala förluster.

Renewable energy for energy production, like Solar, is turning out to be very pertinent in today's world [1]. It is very clear that Solar Energy is going to emerge as one of the key sources of energy in future. Moreover, the storage option is going to play an essential role to the future deployment of solar power plants. Concentrated solar power plants with thermal storage, photovoltaic plants integrated with battery energy storage, and hybrid plants are attractive solutions to obtain a stable and dispatchable energy production. Investors or policymakers usually find it challenging to come up with the most feasible solar storage technology because they need to consider techno-economic feasibility, and at the same time, from a market or administrative perspective as well. So, this thesis study will address the key problem which is aimed at investors or policymakers since there is a need to choose the best solar storage technology at a utility level in future based on so many attributes. The thesis project was carried out in two phases which includes forecast modelling & estimations and techno-economic assessment of virtual plants. These two phases helped to address various questions in relation to the problem statement of this study. The entire thesis study broadly covered seven countries spanning across four major regions around the world. The first phase of the thesis, forecast modelling estimations shows how the seven countries will look in future (2020 – 2050) with respect to installed capacity and costs for PV, CSP, and BESS technologies. Some major results from phase 1 include, in low-cost estimates, China will remain to be the market leader in PV & CSP by 2050. In U.S.A and India, the installed costs of PV are projected to decline by 70% by 2050. By 2050, the installed costs of Solar Tower technology are estimated to drop by about 65% in China and Spain. In U.S.A, the prices of BESS technology are likely to fall by around 58 – 60 % by 2050. In the second phase of thesis study, a techno-economic evaluation of virtual plants addressed the aspects which are to be considered for a solar project if it is deployed in future across seven specific countries. Results from this analysis helps investors or policymakers to choose the cheapest solar storage technology at a utility level across seven specific countries in future (2020 – 2050). Key results from this analysis show that, in the U.S.A, by 2050, PV+BESS will be the cheapest storage technology for 4 – 10 storage hours. Addition of another renewable technology will add up more viability to the comparison. In China, Hybrid will be the cheapest storage technology for 4 – 8 hrs by 2050. There is huge potential for deployment of CSP & hybrid plants in future than PV. In South Africa, CSP will be the cheapest storage technology by 2050 for 4 – 10 hours of storage. It is assumed that deployment of BESS projects at utility level starts from 2025 in South Africa. Beyond this, market forces analysis was carried out which offers insights especially for the policymakers of how various drivers and constraints are influencing each solar technology across the specific countries in future. Overall, the entire thesis study provides guidelines/insights to investors or policy makers for choosing the best solar storage technology in future at a utility scale for a particular country. / Förnybar energi för energiproduktion, liksom Solar, visar sig vara mycket relevant i dagens värld [1]. Det är mycket tydligt att solenergi kommer att framstå som en av de viktigaste energikällorna i framtiden. Dessutom kommer lagringsalternativet att spela en väsentlig roll för den framtida distributionen av solkraftverk. Koncentrerade solkraftverk med värmelagring, solcellsanläggningar integrerade med batterilagring och hybridanläggningar är attraktiva lösningar för att få en stabil och skickbar energiproduktion. Investerare eller beslutsfattare brukar tycka att det är utmanande att komma på den mest genomförbara solcellstekniken eftersom de måste överväga teknikekonomisk genomförbarhet, och samtidigt, ur ett marknads- eller administrativt perspektiv också. Så denna avhandlingsstudie kommer att ta itu med nyckelproblemet som riktar sig till investerare eller beslutsfattare eftersom det finns ett behov av att välja den bästa solenergilagringstekniken på en användningsnivå i framtiden baserat på så många attribut. Avhandlingsprojektet genomfördes i två faser som inkluderar prognosmodellering och uppskattningar och teknikekonomisk bedömning av virtuella anläggningar. Dessa två faser hjälpte till att ta itu med olika frågor i samband med problemstudien i denna studie. Hela avhandlingsstudien omfattade i stort sju länder som sträcker sig över fyra stora regioner runt om i världen. Den första fasen i avhandlingen, prognosmodelleringsuppskattningar visar hur de sju länderna kommer att se ut i framtiden (2020 - 2050) med avseende på installerad kapacitet och kostnader för PV-, CSP- och BESS -teknik. Några viktiga resultat från fas 1 inkluderar, i lågkostnadsuppskattningar, att Kina kommer att vara marknadsledande inom PV och CSP år 2050. I USA och Indien beräknas de installerade kostnaderna för PV minska med 70% år 2050. Av 2050 beräknas de installerade kostnaderna för Solar Tower -teknik sjunka med cirka 65% i Kina och Spanien. I USA kommer priserna på BESS -teknik sannolikt att sjunka med cirka 58 - 60 % år 2050. I den andra fasen av avhandlingsstudien behandlade en teknikekonomisk utvärdering av virtuella anläggningar de aspekter som ska övervägas för ett solprojekt om det används i framtiden i sju specifika länder. Resultaten från denna analys hjälper investerare eller beslutsfattare att välja den billigaste solenergilagringstekniken på en användningsnivå i sju specifika länder i framtiden (2020 - 2050). Viktiga resultat från denna analys visar att i USA, år 2050, kommer PV+BESS att vara den billigaste lagringstekniken på 4 - 10 lagringstimmar. Tillägg av en annan förnybar teknik kommer att öka jämförbarheten. I Kina kommer Hybrid att vara den billigaste lagringstekniken i 4-8 timmar fram till 2050. Det finns en enorm potential för distribution av CSP & hybridanläggningar i framtiden än PV. I Sydafrika kommer CSP att vara den billigaste lagringstekniken år 2050 för 4 - 10 timmars lagring. Det antas att distributionen av BESS -projekt på verktygsnivå börjar från 2025 i Sydafrika. Utöver detta genomfördes marknadskravsanalys som ger insikter speciellt för beslutsfattarna om hur olika drivkrafter och begränsningar påverkar varje solteknik i de specifika länderna i framtiden. Sammantaget ger hela avhandlingsstudien riktlinjer/insikter till investerare eller beslutsfattare för att välja den bästa solenergitekniken i framtiden i en nyttoskala för ett visst land.

Mauritius is an isolated island with ambitious targets for renewable energy generation and plans to invest in more solar power. The aim of this study is to assess how the implementation of photovoltaic technologies might affect the frequency stability in Mauritius and thus assess whether solar power can help the country obtain their targets for green energy generation. The research question is answered by conducting a literature study and simulating relevant scenarios in Matlab and Simulink. By simulating the frequency response for a production disturbance with different values for system inertia and PV capacity, the inertia requirements for frequency stability is assessed. Mauritius appears to have a high potential for increasing solar power generation. Based on the simulations, their electrical grid seems to be able to maintain frequency stability with PV capacity corresponding to the generation targets for 2020, 2025 and 2030, even for low amounts of system inertia. However, the significance of these results are called into question because of the varying quality of input data. With more accurate, specific data, the applicability of the results can be improved. Nevertheless, the study can be used as a guideline on how to use the given model to evaluate frequency stability in isolated power systems in island states. Ways to further this study is to evaluate other stability challenges related to PV production such as the reactive power in the system, voltage stability and rotor angle stability. / Mauritius är en isolerad ö som har sett en stor ekonomisk växt de sista åren. För att möta en ökande efterfrågan på el på ett hållbart sätt har Mauritius satt ambitiösa mål för förnybar energiproduktion som bland annat innebär betydande investeringar i solkraft. Målet med denna studie är att utvärdera hur implementeringen av utökad solcellskapacitet skulle kunna påverka frekvensstabiliteten i nätet på Mauritius och således fastställa ifall solenergin kan bidra till deras mål om ökad grön energiproduktion, utan att öka risken för strömavbrott. Frågeställningen besvaras genom att först utföra en litteraturstudie och sedan använda en matematisk modell, utvecklad av Danilo Obradovic från KTH, för att simulera relevanta scenarier i Matlab och Simulink. Simuleringarna visar frekvenssvaret vid produktionsbortfall som relateras till den mängd svängmassa som behövs för att säkerställa frekvensstabilitet vid olika mängder solceller. Litteraturstudien visar att Mauritius har god tillgång på solinstrålning och solceller verkar vara en lämplig teknologi för att utnyttja denna energin. Enligt de simuleringar som genomförts verkar Mauritius kunna bibehålla frekvensensstabilitet om den installerade solcellskapaciteten ökas till de planerade nivåerna i 2020, 2025 och 2030, även för låga värden på systemets svängmassa. Slutsatserna bör dock analyseras kritiskt då indatan som används för simuleringarna är av varierande kvalitet. Med bättre och mer specifik indata kan den föreslagna metodiken och modellen användas för att dra mer relevanta slutsatser för Mauritius. Metodiken som använts i denna studie kan därav ses på som en riktlinje för hur frekvensstabiliteten i isolerade elnät kan undersökas. Vidare kan studien utökas genom att utvärdera sociala och ekonomiska aspekter och även andra stabilitetsfrågor relaterade till en ökad mängd solceller, så som den reaktiva effekten i systemet, spänningsstabilitet och rotorvinkelstabilitet.