The essay analyzes the obstacles and potentials of solar cell field installations in the trial for land access on Swedish nationally protected agricultural land. Swedish agricultural land fulfills an important function in securing long-term management of land and food supply. Agricultural land is classified as a limited resource in Sweden and hence the protection in the third chapter 4§ of the Swedish Environmental law (1998:808) serves an importance to secure the area of use of the land. The legal assessment and the prejudicial statements made in the Land and Environmental Court's recent judiciary regarding solar cell field installations and wind turbines have led to a complex trial in the possibility to use agricultural for land for these purposes. The law in the third chapter 4§ of the Swedish Environmental law classifies solar cell installations as a significant public interest. The barrier to solar cell field installations on agricultural land lies rather in the longer duration of the claim on agricultural land and the choice, motives, and investigation of alternative locations on another land than the agricultural land.

Detta examensarbete i Energiteknik, vilket har utförts i uppdrag av energibolaget PiteEnergi, ämnar undersöka vilken potential lantbruksbyggnader har i fråga om elproduktion genom solceller. Projektering av solcellsanläggningar för nio lantbruk har utförts i Piteå kommun, varav samtliga är kunder till PiteEnergi. Projekteringen har inkluderat besök hos nio lantbrukare varav mätningar har utförts av takytor och byggnader där solcellsanläggningar planerats. Genom mätdata har uppritning av systemet skett via Kraftpojkarna i Västerås projekteringsprogram, materialkalkylatorn. Vidare har simulering genomförts med simuleringsprogrammet SolarEdge för att ta reda på den mängd el som anläggningarna förväntas producera. Utifrån projekteringen har investeringskalkyler upprättats för att beräkna vilka investeringar och återbetalningstider det rör sig om för varje enskilt prospekt. De resultat som tagits fram ska efter slutfört arbete redovisas för de lantbrukare som medverkat i arbetet tillsammans med rapporten i sin helhet. Mycket av den undersökta datan tyder på att det är mer lönsamt att investera i en större solcellsanläggning då dessa ger aningen kortare återbetalningstid, även om grundinvesteringen blir större och ökar linjärt med märkeffekten. De flesta anläggningar i arbetet har en återbetalningstid av ungefär 14 år exklusive investeringsstöd och ca 10 år inklusive investeringsstöd. Detta med de elpriser och priser för elcertifikat som antagits för beräkningarna. Den förväntade energin från solcellerna kan tillgodose flera lantbruks årliga energianvändning. Gällande solcellsanläggningens förväntade effekt når den aldrig märkeffekt i simuleringarna och detta beror bland annat på byggnadernas väderstreck, taklutning och solinstrålning. Slutsatser att dra från arbetet är bland annat att solceller är en god investering i Piteå kommun, inte enbart ur miljösynpunkt, utan på grund av dess långa förväntade livslängd även en bra investering då återbetalningstiden ligger kring 30–50 % av dess livslängd och systempriser fortsätter att sjunka i kostnad. Svårt att dra generella slutsatser mellan de olika prospekten när de skiljer sig mycket i både taklutning, azimut och märkeffekt. Förslag till fortsatt arbete är att utvärdera nätområdet för PiteEnergi för att ta reda på hur stor belastning som elnätet klarar av och hur elnätet i framtiden behöver utvecklas och eventuellt byggas ut för att klara av efterfrågan av solceller på marknaden. / This thesis in energy engineering, on behalf of the energy company PiteEnergi, aim to investigate the potential of solar cell plants for agricultural buildings. Projection of solar cell plants for nine farms have been executed in Piteå municipality, all of which are customers of PiteEnergi. Visits to all nine farms, have been carried out to plan for solar plants where measurements have been made of roof surfaces and buildings. Through measurement data, the system has been reviewed by a design program called” The material calculator”, belonging to the Company Kraftpojkarna, a supplier to PiteEnergi. Furthermore, simulations have been carried out with the simulation program, SolarEdge, to find out the amount of electricity that the plants are expected to produce annually. Based on the design and material needed for installation, investment calculations have been made to calculate which investments and repayment times each individual prospectus has. The results obtained are to be presented, together with this paper, to the farmers who have participated in this thesis, when the project is finished. The main results indicate that it’s more profitable to invest in a larger solar cell plant, as these provide a slightly lower repayment time, even though the initial investment is larger and increases linearly with the installed effect. Most projected solar cell plants in this thesis, have a repayment period of around 14 years without investment support and approximately 10 years including investment support. This with the electricity prices and prices for electricity certificates assumed for the calculations. The expected energy from the solar cells can satisfy several agricultural annual uses of energy. The expected effect of the solar cell system never reaches installed effect in the simulations, and is due to among things like the weather, slope and solar insolation. Conclusions to be made from this work is that solar cell plants are a good investment in Piteå municipality. It’s not only environmentally friendly, but, due to its long-life expectancy, it’s also considered to be a good investment since the repayment period is 30–50 % of its longevity and system prices are continuing to drop. It’s difficult to draw general conclusions between the different prospects when they differ widely in both slope, azimuth, and installed effect. Proposals for further work are to evaluate the network area of PiteEnergi to find out how much power the power grid can handle and how, in the future, it needs to be developed and possibly expanded to meet the demand for photovoltaic cells and solar cell plants.

The purpose of the project is to determine the impact of solar cells and electrical vehicles on the future electricity grid and distribution network. Future electricity grids will be affected differently than it does today. Therefore, it is important to determine the impacts so that the current electricity distribution system can be developed and redesign to achieve the future demand. In Sweden, government has changed rules and laws in order to make it easier for private sector to invest in renewable energy sources. Our project focused on the impact of the solar cells and electric vehicles on the low voltage electricity distribution. Solar cells have become more popular than ever and that leads to many countries in utilizing their energy needs from solar and the same is going to happen here in Sweden. It is needed to find out how the impacts on the low voltage grids will be if many private individual install solar panels in their own homes and what will happen when they start to supply electricity, which is excess from the production of their solar cells, back to the grid? What should be done in order to maintain the electricity’s quality in term of voltage? Meanwhile, electric vehicle popularity rises every year, which means that electricity demand will rise proportionally with the number of electric cars in the country. Should something be done with the power supply to meet the power needs of electric cars? Is it possible to use the electrical car battery as a backup power? How electric vehicle charging’s behavior will impact on the low voltage? In this project, data and pictures has taken from different sources and consolidated for analysis purpose. This thesis contained information about solar radiation, solar cells, electric vehicles, and batteries, rules for installation of solar cells regulations, electricity grids, and electrical power quality, results of researching and eventual solutions for expected problems. / <p>Presentation har gjort med båda svenska och norska språket . </p>

Detta projekt syftade till att undersöka och jämföra två olika typer av växelriktarsystem. Ett system med effektoptimerare monterade vid solpanelerna och det andra systemet ett system utan effektoptimerare. Jämförelsen gjordes genom att undersöka systemens olika utformning, dess verkningsgrad under drift, hur stor del av växelriktarens maxeffekt som utnyttjades, deras driftsäkerhet samt hur den faktiska produktionen förhöll sig gentemot med den projekterade produktionen. Verkningsgraden undersöktes genom en variant på den verkningsgrad som föreskrivs i IEC 61683. De mätvärden som användes för studien togs ur de monitorprogram som användes för att övervaka anläggningarna, tillsammans med temperaturvärden från SMHI och solinstrålning från beräkningsverktyget STRÅNG. Överlag, med det underlag som användes var växelriktaren utan effektoptimerare bättre. Den hade en högre verkningsgrad, högre nyttjandegrad av märkeffekten och något fler dagar med aktiv produktion under det undersökta året. Dock så framkom inte mätutrustningens mätsäkerhet under projektet vilket gör att resultatet har ett stort mått av osäkerhet inbyggt.

Electrical vehicles and photovoltaics sets new demands on the power grid as itincreases the need of power output. According to the increased need of power, anddue to an outdated power grid, reinvestments are made today. The dimensioning ofthe grid is done using old methods and there is a risk that the grid is oversized if newtechnique takes place in the future. This thesis aims to analyze the need of transmission capacity in two differentscenarios. One where lots of capacity is needed as no new technique is introducedand one where less capacity is needed due to new smart technique. Analyzing this isimportant as oversizing the power grid means that someone must pay for a grid notbeing used. The results show that the difference in need of capacity between the two scenarios isa factor between two and five, depending on the type of customer living in the area.The result should be an eye opener rather than a directly applicable method. Whattype of technique that will decrease the need of transmission capacity remains to beseen but thinking about new methods for dimensioning the power grid is importantalready today.

Rapporten har utförts i samarbete med Vinnergi som är ett konsultbolag inom både el-, fiber- och mobilnät. Syftet är att undersöka hur elnätet påverkas av det ökade antalet solcellsanläggningar samt försöka svara på vad som grundar elnätsägarnas godkännande av dessa anläggningar. Rapporten kommer också att undersöka vad som driver en investering av solceller och hur leverantören på bästa sätt dimensionerar solcellsanläggningen för specifika byggnader. Information gällande påverkan på elnätet har samlats in dels från tryckta källor och dels genom intervjuer av personer som idag arbetar med dessa frågor på elnätsbolag. För dimensioneringen av solcellsanläggningar har data samlats in byggnadernas verkliga elförbrukning och sedan har denna sammanställts till ett timmedelvärde som använts i simuleringsprogrammet PVSyst. Kalkyler gällande kostnaden har gjorts utifrån simuleringsprogrammets utdata som har matats in i en LCOE-kalkyl. Arbetet har lett till en sammanställning av vad som verkar vara de största problemen gällande elkvaliteten. Det har även lett till färdiga dimensioneringar och kalkyler av anläggningar i olika verksamheter. Resultatet visar även på om det finns fördelar i att använda öst-/västorientering på panelerna istället för sydorientering. / The report has been carried out in collaboration with Vinnergi, a consulting company in both electricity, fiber and mobile networks. The purpose is to investigate how the electricity grid is affected by the increased number of photovoltaic systems and try to answer what is the basis of the grid owners' approval of these systems. The report will also investigate what drives an investment of solar cells and how the supplier best dimensions the plant for specific systems. Information regarding the impact on the electricity grid has been collected partly from printed sources and partly through interviews of people who are currently working on these issues at electricity grid companies. For the design of photovoltaic systems, data has been collected on the buildings' actual electricity consumption and then compiled to an hourly value used in the PVSyst simulation program. Costs calculations have been made on the basis of the simulation program's output, which has been entered into an LCOE calculation. The paper has resulted in a compilation of what appears to be the biggest problems regarding electricity quality. This has also led to the finished dimensions and calculations of systems in different operations. The result also shows if there are advantages in using east / west orientation on the panels instead of south orientation.

SSAB har som mål till år 2026 att producera fossilfritt stål och vara helt fossilfria vid år 2030. Ett led i att lyckas med detta är att generera egen förnybar elektricitet. I detta arbete utreds på uppdrag av SSAB potentialen för att generera förnybar energi i form av solel på deras industriområde i Borlänge. Denna studie ger även förslag på vilken solcellsteknik som kan utnyttjas, samt hur effekten från solcellsanläggningarna påverkar SSAB:s två största transformatorer. Baslasten för dessa transformatorer kan till stor del uppnås av solcellsanläggningarna mellan april – augusti. De avgränsningar som gjorts syftar till att utreda potentialen av de största ytorna på mark och byggnader inom SSAB:s industriområde. Simuleringar har genomförts med programvaran PVsyst för ett flertal solcellsanläggningar. Arbetet lyfter aspekter om hur solcellsanläggningar fungerar, planeras och påverkas av exempelvis solinstrålning, väder och orientering. Resultatet visar att på de ytor som valdes ut kan en maximal effekt på 28 MWp installeras. Övervägande del av den totala effekten kan installeras på de tillgängliga markytorna, vilket motsvarar ca 70 % av den simulerade installationen. Då de tillgängliga ytorna är riktade åt olika håll kommer de olika föreslagna installationerna att ha sin maximala uteffekt vid olika tillfällen, varför den maximala uteffekten från samtliga anläggningar aldrig överskrider 22 MW. Den totala mängd el som kan genereras från samtliga installationer är 23,7 GWh / år. Denna energimängd motsvarar ca 6 % av SSAB i Borlänges totala elanvändning. Med monokristallina solceller uppgår en kostnad för alla installationerna om 164 miljoner kronor ± 20 %. / SSAB's goal by year 2026 is to produce fossil-free steel and be completely fossil-free by 2030. One step to succeed in this is to generate their own renewable energy. In this work, the authors investigated the potential for generating renewable energy in the form of solar electricity at SSAB’s industrial area in Borlänge. This study also provides suggestions on which solar cell technology can be utilized, as well as how the power from the photovoltaic plants affects SSAB's two largest transformers. The base load of these transformers can mostly be achieved by the photovoltaic plants between April – August. The boundaries made aim to investigate the potential of the largest areas in the form of land and on buildings of the industrial area. Simulations have been carried out with the software PVsyst for several photovoltaic systems. This work highlights aspects of how photovoltaic systems work, how they are planned and affected by, for example, solar radiation, weather and orientation. The simulated photovoltaic systems have different conditions based on the different aspects, where each one has their pros and cons. The result shows that on the surfaces that were selected, a maximum power of 28 MWp can be installed. Most of the total power can be installed on the available land surfaces, which corresponds to about 70 % of the simulated installation. As the available areas are directed in different directions, the proposed installations will have their maximum output at different times, so the maximum output from all plants never exceeds 22 MW. The total amount of electricity that can be generated from all installations is 23.7 GWh / year. This amount of energy corresponds to about 6% of SSAB in Borlänge's total electricity use. With monocrystalline solar cells, a cost for all installations amounts to SEK 164 million ± 20%.

Detta projekt syftade till att undersöka och jämföra två olika typer av växelriktarsystem. Ett system med effektoptimerare monterade vid solpanelerna och det andra systemet ett system utan effektoptimerare. Jämförelsen gjordes genom att undersöka systemens olika utformning, dess verkningsgrad under drift, hur stor del av växelriktarens maxeffekt som utnyttjades, deras driftsäkerhet samt hur den faktiska produktionen förhöll sig gentemot med den projekterade produktionen. De mätvärden som användes för studien togs ur de monitorprogram som användes för att övervaka anläggningarna, tillsammans med temperaturvärden från SMHI och solinstrålning från beräkningsverktyget STRÅNG. Överlag, med det underlag som användes var växelriktaren utan effektoptimerare bättre. Den hade en högre verkningsgrad, högre nyttjandegrad av märkeffekten och något fler dagar med aktiv produktion under det undersökta året. Dock så framkom inte mätutrustningens mätsäkerhet under projektet vilket gör att resultatet har ett stort mått av osäkerhet inbyggt.

Vattenfall Eldistribution AB är en av Sveriges största nätägare och har som mål att få Sverige fossilfritt inom en generation. För att täcka Sveriges elenergibehov på ett fossilfritt sätt krävs det fler förnybara produktionsanläggningar. En av de produktionsanläggningarna som växer mest just nu är solcellsanläggningar. Svenska standarder har regler för hur produktionsanläggningar ska utformas. Det ställs bland annat krav på hur den manuella frånkopplingen ska fungera och att det måste finnas en brytare som kan frånskilja hela produktionsanläggningen, även kallad produktionsbrytare. På grund av olika tolkningar har denna brytare kunnat placeras på olika sätt, men nu vill Vattenfall Eldistribution AB med hjälp av detta arbete ta fram ett standardiserat sätt att placera produktionsbrytaren på. Därför var huvudmålet med arbetet att ta fram riktlinjer för hur kunder till Vattenfall Eldistribution AB ska placera produktionsbrytaren i anläggningen. Arbetet presenterar en övergriplig beskrivning över hur en solcellsanläggning kan se ut samt hur mängden av dessa anläggningar i Sverige har förändrats. Då statistiken visat att antalet produktionsanläggningar ökat varje år blir det allt viktigare att det finns tydligare riktlinjer från nätägare. Dessutom undersöks hur Vattenfall Eldistribution AB behandlar en förfrågan att installera solceller. Genom beräkningar av elnätet avgörs hur anslutningen av produktionsanläggningen kommer att gå till. För att uppnå ett resultat krävdes det att ta in information från flera källor. Vattenfall Eldistribution AB delade med sig av vad som var viktigt för dem och hur de önskar att installationerna är utformade. Som komplement till Vattenfall Eldistribution AB:s yttrande granskades relevanta standarder och föreskrifter. För att ytterligare motivera placeringen till kunder har hänsyn tagits till brandkårens önskemål om solcellsanläggningar. Baserat på informationen från samtliga källor togs riktlinjer fram. Dessa riktlinjer presenterar olika placeringar av produktionsbrytaren. För varje placering beskrivs fördelar och nackdelar. Slutsatserna av arbetet är att produktionsbrytaren behöver placeras utomhus, antingen på byggnadens fasad alternativt i mätarskåpet om det befinner sig utomhus. Utöver placeringen av produktionsbrytaren behöver även växelriktaren till anläggningen uppfylla de krav som ställs av förordningar vilket lättast görs genom att välja en växelriktare som är med i listan ”Rikta Rätt” från Energiföretagen. / Vattenfall Eldistribution AB is one of Sweden's largest grid owners and aims to make Sweden fossil-free within one generation. In order to cover Sweden's electrical energy needs in a fossil-free way, more renewable production plants are required. One of the production plants that is growing the most right now is solar cell plants. Swedish standards have rules for how production plants must be designed. Among other things, there are requirements on how the manual disconnection of the solar cells should work and that there must be a circuit breaker that can disconnect the entire production plant, also called a production circuit breaker. Due to different interpretations, this circuit breaker has been allowed to be placed in different ways, but now Vattenfall Eldistribution AB wants to use this work to develop a standardized way to install the production circuit breaker. Therefore, the main goal of the work has been to produce guidelines for how customers of Vattenfall Eldistribution AB should place the production circuit breaker in the plant. The work presents a comprehensive description of what a solar cell installation might look like and how the amount of these facilities have changed in Sweden. As the statistics show that the number of production facilities increases every year, it is important that there are clearer guidelines from grid owners. In addition, how Vattenfall Eldistribution AB handles a request to install solar panels has been investigated. Through calculations of the electricity network, it is determined how the connection of the production plant will be carried out. In order to achieve a result, it was necessary to gather information from several sources. Vattenfall Eldistribution AB shared what was important to them and how they would like the installations to be designed. As a supplement to Vattenfall Eldistribution AB's opinion, relevant standards and regulations were examined. In order to further justify the placement to customers, consideration was also given to the fire department's requests for solar cell installations. Based on the information from all sources, guidelines were created. These guidelines present different locations of the production circuit breaker. For each location the advantages and disadvantages are described. The conclusions of the work are that the production circuit breaker needs to be placed outdoors, either on the facade of the building or alternatively in the meter cabinet if it is outdoors. In addition to the location of the production circuit breaker, the inverter for the plant also needs to meet the requirements set by regulations, which is done by choosing an inverter that is on the list of "Rikta Rätt" from Swedenergy.

Energiomställning och globala mål ställer allt högre krav på länder, organisationer och olikabranscher, inte minst byggbranschen. En metod för att minska belastningen på det nationellaelnätet och göra fastigheter mindre beroende av de stora fluktuationerna i energipriserna ärsolcellsanläggningar. Privatpersoner och företag har sedan några år tillbaka satsat på att nyttjasolenergi som en kompletterande energikälla (Energimyndigheten 2019).En pressad marknad och snabba beslut leder till en stor ökning av solcellsanläggningar sommonteras på olika hustak. Vad blir följderna för husen som är försedda med heltäckandetakinstallationer, exempelvis solceller? Vilka potentiella konsekvenser kan dessa installationermedföra på lång sikt? (Svensksolenergi, 2023).Syftet med examensarbetet är att öka medvetenheten kring de risker som kan uppstå urfuktteknisk synvinkel vid installation av heltäckande takinstallationer som solceller. Alla hus ärunika och det finns flertalet typer av takkonstruktioner som alla har olika förutsättningar. Någraav de förutsättningar som ligger till grund för ett friskt hus är ventilation, tryckförhållanden,mängd samt omfattning av köldbryggor, klimat samt geografisk position och de förutsättningarsom finns på platsen. För att ett byggnadsmaterial inte ska överskrida gränserna för kritisktfukttillstånd efter installation av solceller bör konstruktionen kontrolleras innan montering viaen fuktteknisk utredning och/eller genom långa cykliska simuleringar med takets nyaförutsättningar. Det kan även behövas kontinuerliga mätningar efter installation för attsäkerställa en fukttekniskt säker konstruktion. Klimatet har en betydande inverkan påkonstruktionen och kan genomgå kraftiga variationer under ett år. I examensarbetet undersöksden inverkan som solceller har på uttorknings- och uppfuktningsprocesser i takkonstruktioner.I examensarbetet används det dynamiska fukt- och värmeberäkningsprogrammet WUFI Pro 6.7för att genomföra simuleringar av ett par konstruktioner med målet att undersöka hur ensolcellsanläggning påverkar fuktförhållandet i konstruktionen och om det kan uppstå risker medinstallationen.De simuleringar som genomförts visar att varma tak löper risk att utveckla fuktrelateradeproblem som mikrobiell tillväxt. Resultaten visade att parallelltak, som har goda fukttekniskaförutsättningar, är mer lämpade för solceller. En fuktteknisk bedömning bör utföras för varjeindividuellt fall för att säkerställa att konstruktionen klarar av skuggningen som solcellermedför. / Energy transition and global goals impose higher demands on countries, organizations, andvarious industries, including the construction industry. One of the now widely recognizedmethods to reduce the strain on the national power grid and decrease the dependency of theenergy price fluctuations is the installation of solar power systems. In recent years there hasbeen significant investment by private consumers and businesses in the adoption of solar energyas a supplementary power source (Energimyndigheten, 2019).A competitive market and rapid decision-making processes have resulted in a significantincrease in the installation of solar power systems on various rooftops. However, what happensto the houses covered with these types of full-coverage roof installations? And what are thepotential risks? (Svensksolenergi, 2023).The purpose of the degree project is to increase awareness of the moisture-related risks that canarise when installing full coverage roof installations such as PV-modules (Photovoltaicmodules). All houses are unique and there are several types of roof structures that all havedifferent properties. Some of the factors that form the basis of a healthy house are ventilation,pressure conditions, the number and extent of thermal bridges, climate, geographical positionand site-specific conditions. In order for a building material not to exceed the limits for criticalmoisture condition after installation of solar cells, the construction should be checked beforeinstallation via a moisture technical investigation and/or through long cyclic simulations withthe new conditions of the roof. There may also be a need for continuous measurements afterinstallation to ensure a moisture-safe structure. The climate has a significant impact on thestructure and can undergo strong variations during a year. The thesis examines the impact thatsolar cells have on dehydration and humidification processes in roof structures.In the thesis, the dynamic moisture and heat calculation program WUFI Pro 6.7 is used to carryout simulations of a couple of structures with the aim of investigating how a solar cellinstallation affects the moisture conditions in the structure and whether there may be risks withthe installation.The simulations conducted show that warm roofs are at risk of developing moisture-relatedproblems such as microbial growth. The results showed that parallel roofs, which has goodprerequisites for handling moisture, are more suitable for solar cells. A moisture assessmentshould be carried out for each individual case to ensure that the structure can cope with theshading caused by solar cells.