Denna rapport ska verka till Karlskrona kommuns kvantifiering av potentialen för solcellsanvändning. Med litterära studier och fallstudieunderlag så har en modell för att beräkna möjligt solenergiupptag samt livscykelkostnader utformats. Med modellen som underlag och i samråd med SMHI så har Karlskronas möjliga solenergiupptag beräknats till ca 1100 kWh/(m2*år) för en horisontell yta. Med en verkningsgrad hos kristallina kiselbaserade solcellsmoduler på 15 % så skulle det därmed behövas en yta av ca 370 ha för att täcka Karlskrona kommuns elbehov. Livscykelkostnaden med solcellsmodulerna kan enligt fallstudierna till mer än 90 % kopplas till anskaffning. Fallstudierna över den senast uppförda solcellsanläggningen anger en energikostnad på 2,09 kr/kWh vid en uppskattad livstid på 25 år. Dock ingår inte kostnaden för avveckling vid dessa beräkningar vilket gör livscykelkostnaden ofullständig.

The rising demand for electricity and heat raises a big challange for the society and engineers. Many products have been introduced to the market to supply more energy to the energy systems. Absolicon AB is a Swedish company that develops and markets a combined heat and power generating product. The product, Absolicon X10, uses a parabolic trough to concentrate the radiation of the sun onto a receiver. The receiveris equipped with mono crystalline solar cells and is cooled by a circulating liquid media. The electricity is supplied to the local grid and the heat is supplied to a local heating system. In this master thesis, the author has developed a number of tests for the Absolicon X10 with the superior goal to enhance the quality and electrical performance. The main areas of interest were: The ribbon connecting the solar cells The correlation between indoor and outdoor performance How the position of the receiver in the trough affects the electrical output A test method for evaluation of ribbons was developed and was applied to a new type of ribbon. The method showed that this new type of ribbon was not good enough for implementation in the production chain. Two types of indoor testing methods were developed, with the aim of determine the electrical performance of receivers. Both methods were unable to do so, but one of them might be good enough with some improvements. A position of the receiver which gives higher electrical output and higher tolerance for the tilt angle of the through was found.

Detta arbete beskriver möjligheten att renovera och energieffektivisera fyra fastigheter i stadsdelen Sätra i Gävle. Den totala ytan på alla fyra huskroppar är ca 4200m2. Ägare till fastigheterna är Gavlegårdarna AB och arbetet utförs åt Tema-gruppen som har ansvar för bland annat energiavsnittet i restaureringen.   Målet med renoveringen var att sänka energiförbrukningen med ca 60 % samt att byta fastigheternas energilösning, både för uppvärmning och tappvarmvatten. Den planerade renoveringen kan sedan fungera som en vägvisare för övriga fastighetsbolag vilka kan dra nytta av resultaten i detta projekt.   Arbetet omfattar även teoretiska beskrivningar på funktionen hos olika system som tas upp som intressanta för projektet, såsom olika ventilationslösningar, funktionen hos en värmepump, energilager samt hur solens strålar påverkar energibalansen i en fastighet.   Olika åtgärder för energibesparing och energiproduktion som inte är planerade för detta projekt, men som skulle kunna appliceras även här, har också tagits upp för att ge en större bild av hur mycket som finns att åtgärda på gamla hus när det gäller energibesparing. Förslag på extra åtgärder är: energibesparing vid byte av belysningskällor, återvinning av gråvatten, byte av cirkulationspumpar, injustering av värmesystemet samt egen produktion av el från vinden.   Resultatet av detta arbete visar att det är fullt möjligt att, efter att de presenterade åtgärderna verkställts, minska energiförbrukningen med de 60 % som målet var. Detta ger självklart en lägre driftkostnad för fastighetsägaren, men huruvida installationskostnaden överstiger de besparingar som görs tas ej upp i denna rapport. Resultaten visar således på en tydlig energibesparing vilket innebär minskad belastning på vår miljö.

Mikroproduktion innebar att kunden sjalv kan producera och anvanda sin el. I Sverige finns ett okat intresse for att tillverka sin egen el och har under den senaste tiden okat markant. Denna uppsatsen har jag skrivit for att underlatta vid installation av vindkraft respektive solceller, jag har aven gjort en ekonomisk analys av dessa for att fa en battre bild over det ekonomiska av att producera egen el, darfor finner man nagra olika analys aspekter och kostnadskalkyler i denna uppsats. Genom dessa analyser har jag kunnat dra nagra slutsatser betraffande de bada och om ifall att det ar ett bra kop pa lang sikt. Det visar sig vara sa att en storre anlaggning ar en battre investering an en mindre da det ar installationen av anlaggningen som ar kostsam.

Creating 3D city models is a hot topic today. Achieving a well-defined 3D representation of urban environments requires large amounts of collected data combined with heavy processing of the data, both manually and automatically. The complexity makes it both expensive and time consuming to create accurate city models. An area which will truly benefit from well-defined city models is solar analysis. There are many tools available today for solar analysis but something all the tools have in common is that radiation calculations are very time consuming. The flexibility of the calculations in time and space domain are also below satisfaction. In this thesis a software was developed and included in a new methodology to go from high resolution elevation data to complete 3D environments. Solar radiation calculations were also implemented to be performed on the finished 3D buildings. The proposed method for radiation calculations is using the fact that the GPU handles some tasks better than the CPU and thereby reducing the calculation times. The results show that the finished 3D models are a relatively accurate representation of the real-life objects and they are well adapted for the purpose of radiation analysis. A validation of radiation calculations were also done using radiation sensors on modelled buildings. According to measured values the model seems to make a good estimation of clear-sky radiation. The calculation times are promising and there’s most probably room for further optimizations.

Riksbyggen, one of Sweden’s largest real estate companies, are planning to build a new residential area outside Uppsala, Sweden. Adjacent to the houses in the area, Riksbyggen are considering installing a 137 kWp photovoltaic (PV) system to supply the residents with renewable energy. In the first part of this study, the proposed PV system is analyzed based on benefits and profitability for the residents, using the software HOMER. Possibilities for including 3 kWp roof-mounted PV systems with varying azimuth as a complement to the larger system are evaluated. In the second part, options for implementing an Energy Management System (EMS) with battery storage or load shifting in the distribution grid using MATLAB. The system uses forecasting of PV generation, electricity prices and electricity demand to optimize the system control strategies. The results from the study indicate that installation of the 137 kWp PV system could lead to reduced average electricity costs of 21,1 % for the residents. If the system is completed with roof-mounted PV modules of varying azimuth for 12 % of the households in the area, the average electricity cost is reduced by 29,4 %in total. Implementing an EMS with energy storage in the distribution grid was not found to be an economically viable option, mainly due to high energy storage costs. The system control strategies can be improved by using forecasting. The economic benefits of load shifting for a single household were found to be too low to give incentive for system investment.

The energy consumption continues to increase as the use of electronics and energy consuming equipment increases. The use of fossil fuels has to be phased out for this to be sustainable in the long run while the use of renewable energy continues to increase. A renewable energy source is solar energy but the production of heat and electricity are today very expensive compared to other energy sources and an important task for the solar energy market to grow is therefore to minimize the production cost of the solar collectors while increasing its efficiency to produce heat and/or electricity. One way to convert solar energy into heat is by using solar collectors and electricity can be produced by utilizing the produced heat, or by applying solar cells. This thesis aims to recommend a reflective material for the next generation solar collectors from Absolicon and to recommend a commercially available coating for the receiver tube of the solar collector. A market study has been carried out to investigate the cost-related aspects along with the optical and durable aspects for the optical material of the solar collector. Experimental evaluations have been performed to ensure that the optical materials meet the requirements that the supplier promises. The optical properties have been evaluated with advanced measuring equipment at the Ångströmlaboratoriet at Uppsala University and with an infrared camera. The measured values from the infrared camera were in turn used to theoretically calculate the thermal losses of the receiver tubes. To investigate the materials durability the materials were subjected to different climates in a climate chamber and all the tests that has been conducted in this thesis have been carried out both before and after the climate chamber simulation to investigate the materials optical and physical durability. An important aspect of the laminated films is that they should have good adhesive properties even when subjected to high temperatures and high humidity and a method to evaluate this has been developed. The result of the thesis shows that aluminum reflectors obtain the best optical results for concentrated solar collectors, but since aluminum is not suitable for the Absolicon solar collector TC160 the recommended reflector material is SF2, which showed good optical, adherent and durable properties which is desirable for a good solar collector and a total reflectance of 92.4 % was obtained. The material that is recommended as a receiver tube is R2 with a measured absorptance of 95.9 %, an emissivity of 17.7 % and the thermal energy loss was calculated to 1055 W. R2 is durable in high humidity and temperatures of 85°C for over 300 hours without the optical characteristics deteriorated. Based on the recommended materials, the next generation solar collectors from Absolicon obtained a theoretical calculated optical efficiency of 76 %.

The agricultural sector is currently highly dependent on fossil fuels, with diesel being most prominent. There are however both historical and modern alternatives that have not been subject to enough evaluation to disregard them as suitable alternative. This report aims to theoretically investigate the feasibility of converting a conventional diesel driven tractor to run on electricity, delivered via a cable connected to either the main power grid or on-site electric production, such as photovoltaic. Delivering electricity to the machine via a cable is a method with historical roots in the early 20th century and in the present day mining industry. The economic and technological potential of the technique are evaluated, along with the examination of several different motor powers, voltages, losses and construction ideas. The report finds the technique to be both possible as well as long term economically and environmentally beneficial. To realise this method however, some deviations from the present methods of agricultural farming must be made, considering the more advanced driving patterns, the limited mobility and the requirement for extra driver awareness. Furthermore, this study finds further research in this field necessary, and the construction of a functional prototype highly desirable.

Idag ökar antalet solenergianläggningar stort i Sverige, framförallt inom solelen. Samtidigt finns det inte någon långsiktig hållbar metod för att statistikföra solenergin. Det finns heller ingen regionsspecifik statistik, något som många svenska län och kommuner är intresserade av. Med bakgrund till detta behandlar arbetet frågor om solenergins utveckling med utgångspunkt för Hallands län, där fokus ligger på statistikinsamling. För att få en god uppfattning om utbyggnaden av solenergi i länet görs en statistiksammanställning av regionens solenergi. Samtidigt läggs förslag på framtida statistikmetoder för att bättre kunna följa solenergins utveckling i framtiden, regionalt såväl som nationellt. En jämförelse med andra län samt Tyskland och Danmark görs för att fånga upp idéer. Jämförelsen visar att Tyskland och Danmark idag har mer utvecklade metoder för statistikinsamling av solel medan de likt Sverige, har begränsad solvärmestatistik. Även en lönsamhetsberäkning för en mindre privat solcellsanläggning gjordes. Det visade sig vara lönsamt om anläggningen får skattereduktion eller investeringsstöd. Utan ekonomisk hjälp är lönsamheten lägre, även om utsikterna kan ändras beroende på elprisutvecklingen. Resultatet av den regionala statistiksammanställningen visar att Halland i början av år 2014 hade 1,6 GWh i årlig energiomvandling för solel respektive 7,3 GWh för solvärme. I länet finns 5,3 W/capita nätansluten solel jämfört med Sveriges 4,2 W/capita, vilket innebär att Halland har 21 % mer installerad effekt än Sverige i genomsnitt. De lämpligaste källorna för insamling av solenergistatistik är energibolag och installatörer där en kombination av dessa två källor ger en stor säkerhet och hög täckningsgrad. Finns bara resurser är detta det bästa alternativet. Rapportering går från dagens manuella metod till ett automatiserat system. En viktig ändring blir att rapportering av lokalisering införs vilket medför att regional statistik enkelt kan sammanställas.

Research in solar energy is taking big steps in both solar heating and solar electricity. It´s not only the technologies alone, but also the combination of both solar electricity and solar heating which is what is called a solar hybrid. The idea of a solar hybrid is that a solar cells efficiency decrease with increased temperature and can with help from a solar collector be cooled and the heat can be utilized. This thesis report compares heat production and electricity production with respect of, in first hand, a solar hybrids geometry in the cooler. The theory chapter describes solar heating and how different solar cell technologies work and their environmental impact at the production and how compatible these technologies are for the solar hybrid. A detailed description over the formulas about solar flux and the energy flows of a solar hybrid are also in the theory chapter. The first system is located on Per Wickmans house in Öjaby outside of Växjö and uses an aluminum absorber. The second system is located in Lenhovda at Lenhovda radiatorfabriks roof and uses a sheet of glass under the solar cell instead of a plastic film that the other hybrids have, this hybrid uses a flat steel absorber. The third system is located in Åseda at Åseda Värme och Sanitets roof and uses a copper pipe absorber. With the aluminum absorber in Öjaby it was produced 1,2 kWh/m 2 electricity and 4,95 kWh/m2 heat. To reach the need of electricity for an arbitrary house for a day in May it needs 15,8 m2 solar hybrid and 22,5 m2 extra solar heating panels to cover the need of heat. / Forskning inom solenergi går framåt med stora steg gällande båda solvärme och solel. Det är inte bara teknikerna var för sig det forskas på, utan också en kombination av både solel och solvärme vilket är det som kallasen för solhybrid. En solhybrids idé grundar sig på att en solcells verkningsgrad sjunker med ökad temperatur och kan med hjälp av en solfångare kylas ner och värmen tas tillvara på. Denna rapport jämför värmeproduktion och elproduktion med avseende på, i första hand, en solhybrids geometri i kylaren. Teoriavsnittet beskriver solvärme och hur olika solcellstekniker fungerar samt dess miljöpåverkan vid framställningen och hur pass tillämpbara dessa solcellstekniker är i en solhybrid. En utförlig beskrivning över samtliga formler gällande solinstrålning samt en solhybrids energiflöden finns också med i teoriavsnittet. Det första systemet finns på Per Wickmans hus i Öjaby utanför Växjö och använder sig av en aluminiumabsorbator. Det andra systemet finns i Lenhovda på Lenhovda radiatorfabrik och använder sig av en glasskiva under solcellen istället för en plastfilm som de andra stationerna, denna station använder sig av en stålabsorbator. Det tredje systemet finns i Åseda på Åseda Värme och Sanitets tak och använder sig av en kopparslinga i absorbatorn. Med hjälp av aluminiumabsorbator i Öjaby producerades det 1,2 kWh/m 2 el och 4,95 kWh/m2 värme. För att nå elbehovet i en godtycklig villa för en dag i Maj behövs det 15,8 m2 solhybrid och 22,5 m2 extra solvärmepanel för att täcka värmebehovet.