Utbyggnationen av solceller ökar exponentiellt både i Sverige och internationellt. En anledning till detta är sjunkande priser, mer effektiv teknik, skattereduktioner och andra ekonomiska incitament samt ett ökande intresse från bland annat elbolag. I många fall behövs fortfarande ekonomiska hjälpmedel som just skattereduktioner eller investeringsstöd för att PV-system (solcellsanläggningar) ska bli förmånliga. I den här fallstudien undersöks möjligheten att installera solceller på Västerberg folkhögskola i Storvik. Fastigheterna ägs av Region Gävleborg. Bionär Närvärme AB som är ett dotterbolag till Gävle Energi AB tillhandahåller värme till fastigheterna via en pelletspanna. På sommaren används el till pannan då värmebehovet är lågt och det finns ett intresse att producera sin egen el med hjälp av solceller. El för uppvärmning tas från skolans elabonnemang och därför dimensioneras PV-systemet mot hela elbehovet. Syftet var att först identifiera lämpliga tak, för att sedan finna den mest kostnadsoptimala storleken på ett PV-system för skolan. Därefter utfördes en simulering för att ta reda på årlig elproduktion och med hjälp av dessa resultat kunde ekonomiska förutsättningar beräknas. Lämpliga takytor valdes ut med avseende på orientering, lutning, storlek och placering av elcentraler. Kvantitativa data gällande fastigheterna och elanvändning samlades in. Därefter testades olika dimensioner på anläggningen i Winsun för att finna den storlek som gav kortast rak återbetalningstid. Sedan utfördes simulering av vald systemstorlek i PVsyst där årligt elutbyte presenterades som resultat. Med hjälp av givna och beräknade värden för elanvändning, solcellsproducerad el, egenanvänd el och överproducerad el (som säljs ut på elnätet) kunde en ekonomisk analys utföras. Resultatet visar att den anläggningsstorlek som ger kortast återbetalningstid är strax under 100 kWp. Efter simulering av valda takytor i PVsyst uppnåddes en toppeffekt på 94,6 kWp. Detta gav en återbetalningstid på 7,8 år. / The advancement of photovoltaic systems is growing exponentially both in Sweden and internationally. Reasons for this include decreasing prices, more efficient techniques, reduction in taxes as well as the increasing interest. In many cases, financial incentives like tax reductions or investment incentives are still necessary for photovoltaic systems to become profitable. In this case study, the possibility of installing a photovoltaic system at Västerberg folkhögskola in Storvik is examined. The properties are owned by Region Gävleborg. Bionär Närvärme AB, which is a subsidiary of Gävle Energi AB, provides the properties with heat through a pellet boiler system. In the summer however, electricity is used for the boiler when the heating requirement is less demanding, and there is an interest in producing electricity using solar cells. Since there is only one electricity subscription the PV-system is dimensioned with regards to the whole of the school’s electricity use including heating. The main purpose was to first identify suitable rooftops and then find the most costeffective size of a photovoltaic system for the school. Then, a simulation was performed to find out the annual electricity production and with the help of these results, an economic calculation could be determined. Suitable rooftops were selected with respect to orientation, angle, size and placement of distribution boxes. Quantitative data regarding the properties and electricity use were collected from Region Gävleborg. Subsequently, different photovoltaic system sizes were tested in Winsun to find the system size that yielded the shortest straight repayment time. Next, simulation of the selected system size was performed in PVsyst, where annual electricity exchange was presented as a result. An economic analysis could be carried out with the help of the values of electricity usage, solar-produced electricity, self-used electricity, over-produced electricity (which is sold to the power grid). The result shows that the system size that gives the shortest repayment time is just under 100 kWp. After simulation of selected rooftops in PVsyst, a peak power of 94.6 kWp was achieved. This gave a payback period of 7,8 years.

Energy efficiency has become a very topical issue that has been discussed throughout the European Union for preventing negative environmental impacts that have been associated with the consumption of energy. In the residential sector have mainly municipalities set strict requirements for the reduction of energy consumption while the renewable energy has been asked. Different concepts of low-energy buildings have been developed to reduce the cost of operation and maintenance in existing buildings such as in new ones. This thesis has aimed to minimize the energy cost of a large building which has had low energy consumption features originally. Energy reviews has been initiated in order to be able for showing how the house electricity could be carried out even more efficiently. The work was initiated through a literature study to clearly increase the reliability on the energy subject. Different concepts of low-energy buildings have been treated in connection with its specifications, afterward those have been compared with the obtained results. An analysis of the building’s energy use has been carried out as well as economic evaluation has been considered in order to the viability of the energy efficiency measures that have been proposed. Energy demand for the studied building has been valued at 48, 7 kWh/m2 annually in its original form. The obtained value has been lower than the required energy which has been promoted in Building Regulations, BBR 18. After the improvement of building has been performed, by using a package of measures, the building has been upgraded to a passive house level and the energy demand has become 21, 5 kWh/m2 annually. A reasonably large amount of energy has been reduced in connection with the improvement package as well as the whole profitability has proven to be economic sustainable. By integrating solar energy systems in the building, its result has shown a biggest benefit for saving energy. / Energieffektiviseringen har blivit en mycket aktuell fråga som har diskuterats inom Europeiska Unionen för att förebygga negativa de miljöpåverkan som förknippats med energiförbrukning. Inom bostadssektorn har främst kommuner ställt strikta krav som har fått energianvändningen att reduceras samtidigt som har brukande av förnybara energin gynnats. Olika koncept av lågenergibyggnader har därför utvecklats för att begränsa kostnader för drift och underhåll. Examensarbetets syfte har varit att kostnadseffektivt minimera energibehovet i ett flerbostadshus som från början har lågenergi inslag. En energikartläggning har inletts för att sedan kunna visa hur hus el skulle kunna utföras ännu effektivare. Arbetet har inletts med en litteraturstudie för att tydligt öka kunskapen i ämnet energihushållning. Olika begrepp av lågenergibyggnader har behandlats i samband med dess kravspecifikationer som efteråt har jämförts med det erhållna resultatet. Det har också genomförts en analys över byggnadens energianvändning. Ekonomiska bedömningen har beaktats i analysen för att överväga lönsamheten av de energieffektiviserande åtgärderna som har föreslagits. Den evaluerade byggnadskroppen har inledningsvis åtgärdats individuellt för att se vilka av de förbättringsmöjligheterna som har medfört störst energibesparing. Därefter har det gjorts flera energioptimeringsåtgärder samtidigt. Dock har utredningen visat sig vara omöjlig för att spara en stor energimängd med enstaka åtgärder. Energiprestanda för den studerade byggnaden har beräknats till 48,7 kWh/m2 årligen i sitt originalutförande, vilket har varit lägre än den energigränsen som förespråkats i Boverkets byggregler 18 då huset konstruerades. Efter vidtagande av åtgärdspaketet har energibehov kommits åt passivhusnivån med en prestanda på 21,5 kWh/m2 per år. En någorlunda stor mängd av energin har reducerats i samband med åtgärdspaketet samt att den totala lönsamheten har visat sig vara ekonomisk hållbar. Solenergisystem har varit den största fördelen till att energibesparingen har kunnat säkerställas.

The work elaborated in this thesis is developed for fulfilling the needs of the degreeproject for a Master of Science with major in Energy Systems, organized at the Facultyof Engineering and Sustainable Development at the University of Gävle, Sweden. Theaim of the work is to perform the sizing and simulation of a photovoltaic thermal(PVT) system a livestock farm. This work has been developed within the frameworkof the RES4Live H2020 project. In the introductory section, a background studyregarding energy use in the agricultural sector of the European Union (EU), focusingon livestock farms at the pilot site countries, and its breakdown to the energy vectorscontributing to the energy use is presented. Additionally, a literature review with amarket assessment of global PVT and concentrated photovoltaic thermal (CPVT)deployment along with a market assessment of renewable energy technologiesdeployed in farms, are both performed. The aim of the work performed is clarifiedthrough the presentation of the theoretical principles, the considered practicallimitations and the simulated results. In the theoretical part all the relevant aspects ofthe PVT technology as well as its suitability for electricity and heat generation andutilization in EU livestock farms are elaborated and discussed. Relevant technical andeconomic indicators against which different technologies can be compared areintroduced in this section. Next, the methodological approach followed in this thesisis presented. Several scenarios for the PVT system sizing are simulated in the dedicatedsoftware environment of Winsun. The obtained results are discussed. Conclusionsregarding the potential contribution of the elaborated approach towards thestandardization of the process of PVT systems’ deployment for meeting the needs ofEU livestock farms, are. The operating temperature and the collector area significantlyaffect the renewable share in covering the thermal energy needs of the farm. The useof a heat pump for covering the residual thermal demand within a net-meteringframework for the electricity produced by the PVT system was proved to very highdegrees of thermal self-sufficiency. Finally, the thesis discusses the environmentalimpact and sustainability of the approach for alignment with the SustainableDevelopment Goals (SDGs) #7 on “Affordable and Clean Energy” & #11 on“Sustainable Cities and Communities” of the United Nations’ 2030 Agenda forSustainable Development. The thesis results suggest that the incorporation of PVTsystems in the context of livestock farms can significantly reduce fossil fuel demandfor meeting the thermal needs of the farm. PVT technologies and systems can bringaffordable and clean thermal and electrical energy to end-users in developed andemerging cities and communities around the globe and thus support the global energytransition and assist climate change mitigation actions.