<p>Sverige ska år 2020 ha en energiförsörjning bestående av 50 % förnybara energikällor. Den viktigaste källan till förnybar energi är solen. Solel är dock en dyr investering idag och gällande regelverk försvårar möjligheterna till att tillgodoräkna sig egenproducerad el.</p><p>Byggföretaget JM bygger redan hus med låg energianvändning. Ett sätt att bidra till ett förnybart energianvändande är att installera system som producerar egen el till husen. Detta arbete har genomförts för att undersöka om solel kan komma att bli en konkurrenskraftig produkt att erbjuda JM:s husköpare. I arbetet har ett specifikt område och en av företagets typhusmodeller studerats.</p><p>Dagens solcellsteknik har studerats och ett system för huset har komponerats. Det finns ett flertal typer av solceller men i detta arbete har polykristallina solceller valts utifrån det offertförslag som legat till grund för arbetet. För att kunna dimensionera anläggningen har placering, orientering och solvinklar undersökts. Genom att välja en anläggning har investeringskalkyler och simuleringar kunnat utföras för ett par olika scenarier. Samtliga scenarier bygger på nätanslutna system men skiljer sig mellan dagens regelverk och ett framtida scenario med nettodebitering, dvs. kvittning av egenproducerad el och köpt el.</p><p>Från JM:s sida har det funnits önskemål om att studera hur ett bostadsområde skulle kunna dela på en solcellsanläggning genom ett samfällt system. Den samfällda anläggningen har dimensionerats utifrån fullgott solläge. I aktuellt område innebar det att 16 av 35 hus är lämpligt placerade mot solen, detta kan dock skilja mellan olika områden.</p><p>Resultatet visar att en investering i solel är svår att försvara idag. Med ett statligt stöd på 60 % är återbetalningstiden likväl 20 år. Med ett förändrat regelverk och ett långsiktigt stöd skulle det kunna bli ekonomiskt lönsamt. Genom att solcellstekniken blir billigare och elpriset stiger förbättras läget för solelen. Investeringskostnaden blir lägre per person och öppnar därmed upp för fler investerare.</p>

Sverige ska år 2020 ha en energiförsörjning bestående av 50 % förnybara energikällor. Den viktigaste källan till förnybar energi är solen. Solel är dock en dyr investering idag och gällande regelverk försvårar möjligheterna till att tillgodoräkna sig egenproducerad el. Byggföretaget JM bygger redan hus med låg energianvändning. Ett sätt att bidra till ett förnybart energianvändande är att installera system som producerar egen el till husen. Detta arbete har genomförts för att undersöka om solel kan komma att bli en konkurrenskraftig produkt att erbjuda JM:s husköpare. I arbetet har ett specifikt område och en av företagets typhusmodeller studerats. Dagens solcellsteknik har studerats och ett system för huset har komponerats. Det finns ett flertal typer av solceller men i detta arbete har polykristallina solceller valts utifrån det offertförslag som legat till grund för arbetet. För att kunna dimensionera anläggningen har placering, orientering och solvinklar undersökts. Genom att välja en anläggning har investeringskalkyler och simuleringar kunnat utföras för ett par olika scenarier. Samtliga scenarier bygger på nätanslutna system men skiljer sig mellan dagens regelverk och ett framtida scenario med nettodebitering, dvs. kvittning av egenproducerad el och köpt el. Från JM:s sida har det funnits önskemål om att studera hur ett bostadsområde skulle kunna dela på en solcellsanläggning genom ett samfällt system. Den samfällda anläggningen har dimensionerats utifrån fullgott solläge. I aktuellt område innebar det att 16 av 35 hus är lämpligt placerade mot solen, detta kan dock skilja mellan olika områden. Resultatet visar att en investering i solel är svår att försvara idag. Med ett statligt stöd på 60 % är återbetalningstiden likväl 20 år. Med ett förändrat regelverk och ett långsiktigt stöd skulle det kunna bli ekonomiskt lönsamt. Genom att solcellstekniken blir billigare och elpriset stiger förbättras läget för solelen. Investeringskostnaden blir lägre per person och öppnar därmed upp för fler investerare.

Rapporten redogör för en solcellsanläggnings generering av reaktiv effekt samt för de växelriktarbaserade kontrollmetoderna P(U), Konstant Q, Konstant Cosφ, Cosφ(P), Q(P) samt Q(U) för reaktiv effektkontroll. Rapporten redogör även för möjligheterna till att utnyttja solcellsanläggningen till reaktiv effektkompensation för spänningsreglering för det lokala elnätet. Rapportens syfte är att specificera en eller flera kontrollmetoder som möter både solcellsanläggningens och det lokala elnätets reglerbehov.Rapporten behandlar relevanta elektriska storheter, ger en kort introduktion till Sveriges elnät, elområden samt metoder för frekvens- och spänningsreglering. Solinstrålningens variation samt vanligt förekommande komponenter i en solcellsanläggning kartläggs och rapporten diskuterar även vilka effekter en hög andel solel kan ha på ett elnät.Utgångspunkt för rapporten är HSBs solcellsanläggning i Strängnäs samt Strängnäs lokalnät. Efter samtal med Strängnäs lokalnät konstateras att elnätet inte är i behov av ökad reglerkapacitet för spänningsreglering, dock visar insamlat data att det finns ett reglerbehov för kapacitiv reaktiv effekt. Enligt insamlat data över HSBs solcellsanläggning konstateras att så även är fallet för solcellsanläggningen.Det är därmed fördelaktigt för både HSBs solcellsanläggning och Strängnäs lokalnät med reaktiv effektkompensation med induktiv reaktiv effekt. Eftersom solcellsanläggningen inte behöver ta hänsyn till lokalnätets spänning kan anläggningen välja att styra genereringen av reaktiv effekt med kontrollmetoderna Konstant Q, Konstant Cosφ, Cosφ(P) samt Q(P). Här har kontrollmetoderna Cosφ(P) samt Q(P) fördelen att genereringen av reaktiv effekt baseras på solcellsanläggningens produktion av aktiv effekt och kan därmed implementeras utan risk för att strypa produktionen av aktiv effekt.

Genom detta examensarbete utvärderas den ännu oprövade tekniken Vehicle-To-Building. Tekniken bygger kortfattat på att elbilar används som tillfällig energilagring, och tillåts stötta en fastighets elektriska system genom att både ta emot och leverera effekt på önskvärt sätt. Om tekniken tillämpas och styrs på ett bra sätt väntas fastighetens totala effektuttag från elnätet kunna formas på önskvärt sätt. Att tillämpa tekniken i kontorsfastigheter är av intresse då en högre framtida efterfrågan av laddningsplatser vid dem är att vänta. Denna höjda efterfrågan kan potentiellt sett skapa negativa effekter på fastighetens ellastprofil i form av ett höjt maximalt effektbehov och ett högre energibehov. Dessutom skulle en implementering av tekniken kunna skapa möjligheter till att utnyttja egenproducerad solel på ett bättre sätt genom en bättre matchning mellan produktion och konsumtion av elektricitet inom fastigheten. För att utvärdera potentialen utvecklades en styralgoritm genom examensarbetet. Styralgoritmen arbetar för att utjämna fastighetens effektuttag från elnätet, och på så sätt minska kostnader i form av elnätsavgift samtidigt som egenförbrukningen ökar. Vidare implementerades styralgoritmen i en matematisk modell för att tillämpas vid simuleringar av ett verkligt scenario. Resultaten från simuleringarna visar hur en implementering av tekniken kan minska den negativa påverkan ett utökat antal laddningsplatser annars skulle kunna ha. Genom att även inkludera en solcellsanläggning i systemkonfigurationen visar resultaten att V2B, tillsammans med en väl konstruerad styralgoritm, kan sänka fastighetens maximala effektbehov och totala energibehov från elnätet. En viktig slutsats som dras från arbetet är vikten av en väl formulerad och konstruerad styralgoritm. Den algoritm som utvecklades visar på svagheter i förutsägelser om framtida effektbehov, vilket vidare leder till en felaktig styrning av effektflödet till elbilarna. För att en framtida implementering av V2B, eller andra liknande system som hanterar laststyrning och energilagring, framgångsrikt ska kunna göra avsedd nytta behöver alltså effektflöden styras korrekt. I annat fall riskerar en verklig implementering generera dålig effekt trots en god potential. / Due to the rise in usage of electric vehicles and changedlegislation regarding charging locations, the demand for charginglocations will most likely rise at office properties in the future. This risen demand will potentially affect the load profile of the property negatively, with a higher power peek and higher energy demand. Investigation of different solutions to handle this problem is therefor of interest. In this thesis, a control algorithm was developed. The control algorithm was designed to flatten the electrical load profile of aproperty during office hours, by allowing a bidirectional power flow between the property and electric vehicles. This bidirectional power flow, accompanied with the possibility oftemporary energy storage, is what makes Vehicle-To-Building (V2B) an interesting choice of technology. The technology also provides a possibility to increase the self-consumption rate of photovoltaic electricity. To assess the potential of V2B, the developed control algorithm was incorporated in a model to simulate an implementation in areal office property. During the simulations the number of electric vehicles were altered as well as the size of a hypothetical photovoltaic plant in order to investigate different system configurations. The results show that the standalone usage of V2B is applicable to minimize the negative effects that a more conventional loading regime possibly could give rise to. Regarding a combination of photovoltaic electricity production and V2B, the results show that even an improved load profile can be achieved if the system configuration is carefully constructed. To use V2B inorder to increase self-consumption rate of photovoltaic electricity significant either the number of vehicles need to be high, or the self-consumption rate low before incorporation of V2B. The study also provides a conclusion regarding the development of a similar control algorithms. In order to attain desired results, the incorporated algorithm needs to be precise and carefully constructed. Otherwise the full potential of the technology might not be achieved.

Uppsala County has ambitious environmental aims for the planned residential area inÖstra Sala backe. In this thesis different energy sources have been evaluated todetermine which system that would be most favorable given currently availableinformation about the project. Planned energy usage has been divided into tap waterheating, space heating and power. Three base case scenarios were made with districtheating, small scale bio fuel and heat pump. Solar power and solar heating were thensimulated and the production from the two could individually be deducted from theenergy need in the base cases, constituting 9 different scenarios. Net energy demandwas then multiplied by factors for primary energy use and carbon dioxide equivalents,and life cycle costs were calculated. The results showed that different energy sourceswere favorable regarding different aspects. In terms of carbon emissions the scenariowith combined bio fuel and solar power had the lowest. District heating and solarpower was the most favorable solution regarding primary energy. The bestinvestment was heat pump together with solar power modules. One of the mainconclusions was that solar power improved the results for each of the three basicheat supplier systems. Solar heating was also a good option, just not at the samemagnitude. The calculations made in this project are made with assumptions on someaspects. If the premises, laws or energy properties were to change before the projectis completed, the actual outcome may differ from the results presented in this report. / Uppsala kommun har ambitiösa mål i uppförandet av en hållbar stadsdel i Östra Sala backe. Dekommande 10-15 åren ska totalt fyra etapper genomföras och resultera i 2 000 nya bostäder. Åttabyggherrar har valts ut för att bygga bostäder, förskola och äldreboende i en omfattning om 55 000 m2i Etapp 1. I detta arbete har områdets energisystem modellerats där bedömningsparametrarnakoldioxidekvivalenter, primärenergianvändning och ekonomi har analyserats.Planerad energianvändning har delats upp på behov för tappvarmvatten, uppvärmning och el för entypisk dag i månaderna mars, juni, september och december. Dessa valdes för att begränsaomfattningen av beräkningar och samtidigt få med Uppsalaklimatets säsongsvariationer. För atttillgodose behoven har olika energitekniker analyserats med hänsyn till deras miljöprestanda ochmedförda kostnader.De energikällor som studerades var fjärrvärme, värmepump, biobränsle, solceller, solfångare ochsmåskalig vindkraft. Fjärrvärme, värmepump och biobränsle i pelletsform utgjorde basen till trereferensscenarier för värmeförsörjning. Energiutbyte från solceller och solfångare simulerades iprogramvarorna PVsyst respektive ScenoCalc för att erhålla produktion av el och värme medtimupplösning för de fyra dagarna. Till varje referensscenario lades solceller och solfångare till en åtgången, vilket totalt gav nio olika scenarier som låg till grund för resultatet. Vindförhållandena inomUppsala stadsgränser visade sig vara otillräckliga för att småskalig vindkraft skulle vara aktuellt, varpåden tekniken uteslöts från vidare beräkningar i ett tidigt skede.Värme- och elbehov räknades även de fram på timbasis för de fyra dagarna varpå produktion frånsolenergi kunde användas för att beräkna nettobehov för bostäderna. De olika energislagens kostnaderoch miljöprestandafaktorer multiplicerades med antal kWh och värden kunde fås för totalprimärenergianvändning, koldioxidutsläpp och livscykelkostnad.De flesta byggherrarna har angivit att fjärrvärme är deras förstahandsval som värmesystem. Resultatetindikerar på att detta inte nödvändigtvis är det bästa alternativet inom de tre bedömningskategorierna.Tillsammans med solceller är just fjärrvärme mest fördelaktigt gällande primärenergianvändning.Inom kategorin koldioxidekvivalenter ger biobränsle med solceller lägst utsläpp. Mestkostnadseffektivt visade sig värmepump kombinerat med solceller vara. Energisystem för en hållbarstadsdel bör, enligt resultatet i denna rapport, väljas utifrån vilken eller vilka parameter man anserviktigast. En av slutsatserna är att solceller är lönsamt ur alla perspektiv och rekommenderas oavsettvärmesystem.Beräkningar i detta arbete är delvis beroende av olika antaganden. Ändras förutsättningarna frånbyggherrarnas sida, lagar eller egenskaper hos de olika energislagen kan det verkliga utfallet kommaatt skilja sig från resultatet i denna rapport.

Photovoltaic Systems in Sweden has longbeen heavily dependent on subsidies and grants to bring in a profit for the investor. Production of excess electricity is a major reason for this as the compensation for excess electricity today is low. However, there are businesses that have an electricityneed that are particularly suitable for solar electricity. These businesses have an electricity demand when the sun shines the brightest and if the Photovoltaic System is properly scaled, the excess electricity can be minimized. A golf club is that kind of a business and this thesis aims to examinate the solar power potential for golf businesses in Sweden. Nine golf clubs was selected from different locations in Sweden. The load profiles from these golf clubs was simulated in the software HOMER against solar radiation data from each site. The system sizes that produces 5% excess electricity was calculated for each club. Finally the profitability for these systems was evaluated. The result shows that the golf clubs in Sweden can make profitable investments in PV systems without subsidies and grants. When the excess production is allowed to be 5% of the total production, solar electricity covers about 20 % of the yearly electricity need. For many of the clubs, the netpresent value is greater than the investment after 40 years. This means that the investment has more than doubled its value. Production price will be about 80 Swedish cents per kWh and the payback time is estimated to be 18 years. / Sveriges energisystem står inför en förändring. Enligt dagens miljöpolitik ska förnybara energikällor som vindkraft, bioenergi och solenergi på sikt ersätta kärnkraft och fossila energikällor. Solel står idag för en nästan obefintlig del av den svenska elmixen vilket främst beror på att priserna på solcellssystem tidigare har varit för höga. Höga subventioner har varit nödvändiga för att en investering inte ska innebära en förlust. Idag har systempriserna sjunkit till en nivå där en ekonomisk vinst är möjlig även utan subventioner. En förutsättning för en ekonomisk vinst är att solcellerna integreras på rätt sätt i verksamheten. För att en investering i ett solcellssystem ska vara ekonomiskt lönsam utan subventioner krävs det att producenten själv konsumerar den producerade elen. Det beror på att ersättningen för överproducerad el, så kallad överskottsel, i dagsläget inte motsvarar lönsamheten som uppstår då elen konsumeras av verksamheten själv. För att kunna få en låg andel överskottsel i produktionen krävs det att verksamheten i fråga har ett elbehov vid den tid då solcellerna producerar el, alltså då solen skiner som starkast. Examensarbetet är inriktat mot att studera verksamheter som, till skillnad från en normal villa, har ett elbehov under dagtid och under sommarhalvåret. En golfverksamhet har ett sådant elbehov och dessutom finns det stora markytor och flera byggnader i verksamheten, vilket är ett stort plus vid installation av solceller. Det fördelaktiga elbehovet medför att relativt stora solcellsanläggningar kan integreras i golfverksamheterna utan att det produceras för mycket överskottsel. För att bestämma golfverksamheters lämplighet för solelsproduktion i Sverige har 9 golfklubbars elbehov analyserats mot solinstrålningsdata från respektive plats. De nio klubbarna är valda från olika delar av landet för att påvisa skillnader i produktion och lönsamhet beroende på lokalisation. För varje golfklubb framtogs systemstorlekar som producerar omkring 5 % respektive 10 % överskottsel per år. I rapporten presenteras huvudsakligen resultaten för systemstorlekar med 5 % överskottsel eftersom en sådan mängd anses vara försumbar. Ekonomin för de framtagna systemen analyserades och presenteras i form av nettonuvärde vid livslängdens slut, produktionspris samt återbetalningstid. Resultaten från undersökningen visar att golfverksamheter i Sverige kan göra lönsamma investeringar i solcellssystem även utan subventioner eller bidrag. För många klubbar är nettonuvärdet större än investeringen efter 40 år, vilket innebär att investeringen har mer än dubblerat sitt värde. Produktionspriset hamnar på runt 80 öre per kWh och återbetalningstiden blir omkring 18 år. Med investeringsstöd är nettonuvärdet större än investeringen redan efter 25 år. Produktionspriset blir runt 60 öre per kWh och återbetalningstiden sjunker till omkring 10 år. Att göra en investering i solceller innebär inte bara en ekonomisk lönsamhet för investeraren. En investering medför också positiva fördelar för miljön då solceller producerar förnybar el. Stora delar av världen arbetar idag aktivt för att få in mer förnybar el i energisystemet. Sverige har som mål att 50 % av energianvändningen i Sverige ska försörjas av förnybara energikällor år 2020. Idag är drygt 40 % av energiförsörjningen förnybar, vilket innebär att det återstår en del arbete tills målet är uppfyllt. Om golfklubbar i Sverige utnyttjar sitt fördelaktiga elbehov och investerar i solceller kan de bidra till att målet uppnås samtidigt som de gör en god ekonomisk affär. Därför rekommenderas det att Sveriges golfklubbar ser över sina möjligheter att integrera solcellsystem i sina verksamheter.

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.

There is a need to reduce unsustainable use of fossil fuels. Increased usage of renewable energy by combined use of photovoltaic solar panels (PV) with battery storage is one way. Another way is to increase awareness of energy usage and reduce the energy performance gap by building energy-efficient buildings. Buildings have a long lifetime and high energy usage will have an impact for a long time. Barriers, drivers and non-energy benefits (NEBs) for investments in battery storage in photovoltaic systems (PV) in the context of farmers in Sweden with PV systems was investigated by a questionnaire study. The questionnaire was sent to farmers in Sweden who already have photovoltaics installed and about 100 persons answered, a response rate of 59%. Among the drivers for investments in battery storage in PV systems in agriculture it was found that the highest-ranked driver, i.e., to use a larger part of the electricity produced oneself, turns out to be the highest priority for grid owners seeking to reduce the need for extensive investments in the grid. The primary NEBs found were the possibility to become more independent of grid electricity. A method for the building process, called ByggaE, which aims to reduce the energy performance gap, has been developed and described. The method is based on two main processes with activities. Documents that support the activities can be found and stored in the energy documentation, a digital map structure. The two main processes are: The client’s activity to formulate requirements and ways to verify these requirements. The main process for other actors is to identify, handle and follow up risks or critical parts. An overall relation between the energy efficiency gap and the energy performance gap has been identified. Realistic assumptions and follow-up related to the assumptions are found to be important to reduce both the energy efficiency gap and the energy performance gap. / För att uppnå klimatmålen är det nödvändigt att minska den ohållbara användningen av fossila bränslen. Ett sätt är att öka användning av förnybar energi genom att kombinera solel med batterilager. Ett annat sätt är att öka medvetenheten om energianvändningen med dess negativa påverkan på miljön och uppfylla energikraven för nya byggnader bättre. Eftersom byggnader har lång livslängd ger onödigt hög energianvändning påverkan under lång tid.   Hinder, drivkrafter och andra icke energirelaterade fördelar med att investera i batterilager till solel har undersökts i en enkätstudie bland svenska lantbruk. Det kom in 100 svar från lantbrukare som har solel, vilket motsvarar en svarsfrekvens på 59 %. Den viktigaste drivkraften för att investera i batterilager till solelanläggningen är en högre egenanvändning av el. Detta visade sig också vara högst prioriterat av elnätsägare för att minska behovet av kostsamma investeringar i elnätet. Den största icke energirelaterade fördelen med batterilager är större oberoende av elnätet.   En kvalitetsäkringsmetod för byggprocessen har utvecklats och beskrivits. Syftet med metoden, som kallas ByggaE, är att minska skillnaden mellan verklig energianvändning och energikrav i nya byggnader. Metoden bygger på två huvudprocesser med aktiviteter. Beställarens huvudprocess är att formulera krav och metoder att kontrollera och följa upp dessa krav. De andra aktörernas huvudprocess är att identifiera, hantera och följa upp risker eller kritiska moment som kan påverka energianvändningen. Dokument som stödjer aktiviteterna lagras i en digital mappstruktur.   Det är viktigt med realistiska antaganden och uppföljning som relaterar till dessa antaganden för att fler lönsamma energieffektiviseringsåtgärder ska bli genomförda och för att de energiprestanda som krävs eller förväntas ska bli uppfyllda.