The Swedish energy system will be influenced by many future changes, such as energy and climate policy objectives. The installation of more renewable electricity could increase by using solar energy. Over the recent years, grid-connected photovoltaic (PV) systems have increased dramatically in Sweden, partly due to various support systems and compensation models. These support systems have been designed to make it easy for individuals and businesses to invest in self-generated electricity and thus contribute to the transformation of the energy system. The introduction of a higher proportion of solar energy may in turn affect the Swedish electricity system. This could mean that the electricity companies will be facing a number of changes in the near future. Some distribution system operators that may be affected by a significant installation of small-scale PV systems are the companies in the association Elinorr. The association consists of sixteen local independent electrical network companies operating in southern- and central Norrland. The purpose of this master thesis has been to conduct a study of how the potential of a major installation of small-scale PV systems may affect Elinorr. To achieve the purpose, the following questions have been answered: Which support systems and compensation models creates the greatest incentive to install PV systems in the Elinorr grids? How long is the payback period for electricity consumers who choose to install a PV system? Which compensation models are used by the member companies within Elinorr? How would the grids in Elinorr be affected by the introduction of many small-scale PV installations? The result shows that 56 smaller PV-systems were connected to Elinorr in April 2013. Half of the members companies are using the compensation model developed within the association. For a small-scale producer to exploit the various support systems, it must be active and at the right geographic location. Support systems and compensation models also have a big impact on the payback time for a small PV system. The best outcome for a larger PV-system has a payback time of 8.2 years and for a smaller system, it takes 11.5 years before it is repaid. A limited amount of PV installations can affect the local distribution network in a positive way, giving lower electricity losses and improved voltage levels. A high level of PV penetration may affect the local distribution networks, so that the electricity companies have to increase the capacity.

Sammanfattning Examensarbetet handlar om vilka effekter mikroproduktion i form av solcellsenheter har och kommer att ha på Karlstads elnät. Via flera mätserier har här sammanställts vad som händer med elkvaliteten i nätet och vilka krav som ställs på elnätsbolag och framtida mikroproducenter. Genom bred teoretisk kunskap och praktiskt arbete med ett antal dataprogram har denna rapport arbetats fram och sammanställts. Vid ett flertal tillfällen har upphovsmännen bakom denna rapport gett sig ut i fält för att på plats ta del utav dagens former av solkraft samt också iakttagit arbetet bakom och inför elkvalitetsundersökningar.Syftet har i grunden varit att ge kunskap inför ökande volymer av mikroproduktion och att förbereda för framtida förändringar och ombyggnationer i det lokala elnätet. Arbetet har resulterat i en tydlig bild av att dagens elnät har goda möjligheter att möta en ökning av producenter med låga produktionsnivåer. Det har konstaterats att försiktighet bör tas vid inkoppling av anläggningar vad gäller enfas och trefas. Eftersträvansvärt är att använda trefasinkoppling för att undvika snedbelastningar i nätet.

Med ett statligt investeringsstöd och ett kommande förslag på skattereduktion för inmatning av förnybar el på elnätet, spås en fortsatt stor ökning av nätanslutna solcellsanläggningar. Det fortsatt sjunkande priset på nyckelfärdiga solcellssystem på grund av ökad konkurrens och massproduktion ger ytterligare anledning att tro på ett ökat intresse.Syftet med rapporten är därför att, utifrån fortsatt förväntad ökning av nätanslutna anläggningar i tätort, undersöka hur dessa påverkar spänningen i elnätet vid både enfasig som trefasig anslutning samt hur belastningsförlusterna påverkas vid ändrad effektriktning. Målet är att resultatet ska kunna ge elnätsbolaget en bra grund för vidare utredning.Den standard som ligger till grund för utredningen är SS-EN 50160 som behandlar spänningens egenskaper i elnät för allmän distribution. Från den hämtas krav på spänningens nivå samt tillåten spänningsobalans i nätet och utöver dessa används rekommendationer från rapporten MIKRO - anslutning av mikroproduktion till konsumtionsanläggningar från Svensk Energi.Programvara som används för att genomföra simuleringar och beräkningar av nätanslutna solcellssystem är dp-Power från företaget Digpro. Däri kan befintligt nät och dess kunder få solcellsanläggningar anslutna enfasigt eller trefasigt och nätberäkningar utföras med olika märkeffekt och effektfaktor. Mätarställningar för året 2013 har bearbetats för att ta fram en lägsta effekt under en timme, med målet att få fram den dag på året då lägst förbrukning sker.Fem driftscenarion utarbetats. Tre scenarion behandlar 3,5 kW enfasig anslutning där inkoppling sker på samma fas och under samma gruppledning, samma fas men olika gruppledningar samt ett scenario där varje solcellsanläggning delges en specifik fas i ett försök att uppnå symmetri och anslutning sker gruppledning för gruppledning. De två återstående gäller trefasig anslutning där första scenariot gäller en märkeffekt på 3,5 kW och varje gruppledning fylls i en bestämd ordning och sist används en märkeffekt på 8 kW med liknande val av inkopplingsmetod.Resultatet visar på tidiga problem vid anslutning av enfasiga solcellsanläggningar. I första scenariot sker en otillåten spänningsnivå i en anslutningspunkt redan efter fem anslutna anläggningar. Resterande enfas scenarion visar även de på problem men inte i lika stor utsträckning. Trefasig anslutning ger desto bättre resultat, alla kunder i området kan ansluta.Den viktigaste slutsatsen man kan dra är att enfasig anslutning av solcellsanläggning inte rekommenderas. Även om man försöker delge en specifik fas för att försöka skapa symmetri, kan det komma att orsaka problem i ett tidigt skede. Utförda driftscenarion påvisar även ett antal svaga punkter i nätet där spänningsökningen blir kraftigare jämfört med övriga anslutningspunkter. / With government investment aid and a future proposal on a tax relief for the input of renewable electricity on the grid, predicts a continued large increase in grid-connected photovoltaic systems. The continued drop in price for turnkey photovoltaic systems due to increased competition and mass production provides further reason to expect an increasing interest.The purpose of this report is therefore, based on expected continued increase in grid-connected installations in urban areas, to examine how these affect the voltage in the mains at both single-phase and three-phase connection as well as how load losses are affected by the reversed power flow. The goal is that the result should be able to provide power companies a good foundation for further investigation.The standard which form the basis for the investigation is SS-EN 50160 which target the voltage characteristics of electricity grids for general distribution. Based on the standard, requirements on voltage level and allowable voltage unbalance in the grid is retrieved and furthermore the recommendations from the report MICRO - the connection of micro production to consumption facilities from the Swedish Energy is used.Software used to perform simulations and calculations of grid-connected photovoltaic systems is dp-Power from the company Digpro. Inside the program existing grid and its customers may receive photovoltaic plants connected by single-phase or three-phase, and grid calculations can be performed with a variation of rated power depending on the operational scenario. True meter readings for the year 2013 have been processed to produce a highest and lowest power consumption during an hour.Five operating scenarios have been prepared. Three scenarios deals with 3.5 kW single-phase connection, where the connection is made in the same phase and the same feeder cable, the same phase but different feeder cable and a scenario where every photovoltaic system was appointed a specific phase in an attempt to achieve symmetry and connection takes place in one feeder cable at a time. The two remaining covers three-phase connection where the first scenario concerns a rated power of 3.5 kW, and finally a rated output of 8 kW.The results show early problems when connecting single-phase photovoltaic systems. In the first scenario, an unauthorized voltage level occurs in an access point after only five connected appliances. The remaining single-phase scenarios also demonstrate problems but not to the same extent. Three-phase connection provides a much better result and everyone in the area can connect their PV system. The main conclusion to be drawn is that the single-phase connection of PV systems is not advised. Even if you try to assign a specific phase in an attempt to create symmetry, it may come to cause problems at an early stage. Attempted operational scenarios also demonstrates a number of weak points in the grid where the voltage increase will be more powerful compared to other locations.

I dagsläget erbjuder ett flertal energibolag produkter och tjänster som är relaterade till mikroproduktion av solel vilket kan verka irrationellt då en minskad energianvändning hos företagets kunder leder till minskad lönsamhet för kärnverksamheten. En ökande efterfrågan på mikroproducerande anläggningar skapar därför ett behov av förändring av företagens nuvarande affärsmodeller. Solceller och distribuerad elproduktion växer idag fram som en ny marknad och utgör en ny konkurrensfaktor inom energibranschen. Denna konkurrensfaktor måste företagen ta hänsyn till för att inte ta skada på längre sikt allt eftersom marknaden utvecklas. Syftet med detta arbete är att undersöka hur energibolag kan utveckla sina affärsmodeller för att på ett hållbart sätt främja distribuerad elproduktion och mikroproduktion av solel. I arbetet har det identifierats sex olika affärsmodeller som används i olika delar av världen för att sprida solcellsteknologier. Dessa är 1) kundägande som innebär att kunden äger sin solcellsanläggning efter leverans, 2) samordnat ägande där ett energibolag eller en tredjepartsfirma samordnar och driver ett solcellsprojekt med ett flertal ägare eller kunder, 3) tredjepartsägande som innebär att ett tjänsteföretag erbjuder helhetslösningar till slutkonsumenter och finansierar detta genom en tredje part, 4) integrerad försäljning där solceller säljs som tillval eller extrautrustning till andra produkter, 5) nätinmatning som innebär att all producerad el matas in på nätet till en hög ersättning samt 6) modulbaserade värdeerbjudanden där kunden kan välja mellan olika paket av produkter och tjänster som bygger vidare på varandra. Inom den teoretiska referensramen kunde vidare de fyra grupperna kundrelaterade-, leverantörsrelaterade-, styrmedelsrelaterade- och tekniska barriärer identifieras mot spridning av solceller och mikroproduktion. Totalt identifierades 17 teoretiska barriärer. Efter en inledande litteraturgenomgång kunde en lämplig metod bestående av tre olika delar väljas ut för den empiriska delen av arbetet. En e-fokusgruppsdiskussion ligger tillsammans med skrivbordsforskning till grund för en kartläggning av omgivande möjligheter och hot. En fokusgruppsdiskussion bedömdes ge en bra kombination av bredd och djup och genomfördes online då detta är mindre resurskrävande och kan nå geografiskt spridda respondenter. Skrivbordsforskning bedömdes vara ett bra komplement till e-fokusgruppsdiskussionen. För att kunna studera de nuvarande affärsmodellerna mer djupgående genomfördes även en fallstudie bestående av fem intervjuer på ett svenskt energibolag som arbetar med både elhandel och solcellsförsäljning samt är nätägare. Det empiriska arbetet resulterade i en kartläggning av 38 möjligheter och 27 hot som energibolag ställs inför när marknaden för distribuerad elproduktion och mikroproduktion av solel expanderar. För att energiföretagen ska kunna förändra sina affärsmodeller finns det ett behov av omvärldsförändringar gällande politik och forskning. Energiföretagen borde dock kunna förekomma en förändring mot en mer distribuerad elmarknad och implementera nya affärsmodeller redan idag. Samtidigt bör det redan i nuläget finnas förutsättningar för företagen att arbeta för att påverka både politiken och forskningen genom exempelvis branschorganisationer. Det kan utifrån resultatet i detta arbete konstateras att mikroproduktion är ett framväxande substitut till traditionell elhandel som hotar företag inom flera verksamheter i elbranschen. Svenska företags sätt att hantera detta nya marknadshot är inte hållbart och behöver förändras. Rapporten presenterar slutligen tre olika riktningar som energiföretagens affärsmodeller kan utvecklas mot. / Several utility companies are today offering products and services related to microgeneration of solar electricity which may seem irrational since a decreased usage of energy of a customer will lead to a decreased profitability for the core business. An increased demand for microgenerating facilities therefore creates a need for change of the utility companies’ current business models. Solar cells and distributed electricity generation are today developing into new markets that constitutes a new competitive force within the energy sector. The companies need to take this competitive force into account if they are not to be harmed in the long-term as the market develops. The aim of this thesis is to examine how the utility companies can develop their business models in order to support distributed electricity generation and microgeneration of solar electricity in a sustainable way. Six different business models have been identified that are used in different parts of the world in order to deploy solar cell technologies. These are 1) customer owned that implies that the customer owns the solar cell facility after delivery, 2) community owned where an utility company or a third-party actor coordinates and runs a solar cell project with several owners or customers, 3) third-party owned that implies that a service company offers a complete solution to end customers and finances this through a third-party actor, 4) cross-selling where solar cells are sold as extra equipment or add-ons to other products, 5) host-owned feed-in that implies that all the generated electricity are fed in to the grid for a high compensation and also 6) modular based value propositions where a customer can choose between different packages of products and services that builds upon each other. The four groups customer related-, supplier related-, policy related- and technology related barriers against diffusion of solar cells and microgeneration could be identified within the theoretical framework of the thesis. In total, 17 theoretical barriers could be identified. After an initial study of literature, a proper method constituted by three different parts could be chosen for the empirical work of the thesis. An online focus group discussion is together with desk research providing a foundation for a mapping of contextual opportunities and threats. A focus group discussion was decided to provide a proper combination of width and depth and was executed online since this demands less resources and can reach geographically spread respondents. Desk research was decided to be a proper supplement for the e-focus group. In order to be able to study the current business models in more depth, a case study was also executed constituting five different interviews at a Swedish utility company that offers sales of electricity and solar cells and also is a grid owner. The empirical work resulted in a mapping of 38 opportunities and 27 threats that utility companies are faced with as the market for distributed electricity generation and microgeneration of solar electricity expands. There is also a need for contextual changes regarding policies and research as the utility companies are changing their business models. Though, utility companies should be able to anticipate a change towards a more distributed electricity market and implement new business models already today. There should already exist a basis for the utility companies to influence both politics and research through for example industry associations. It can through the result of this thesis be found that microgeneration is a growing substitute to traditional sales of electricity that threatens companies in several activities in the electricity sector. The way Swedish companies handle this new market threat is not sustainable and needs to be changed. This thesis finally presents three different directions that the business models of the utility companies can develop towards.

Denna rapport har undersökt olika möjligheter och begränsningar för mikroproduktion av el med förnybar solenergi i Jämtlands län. Fokus har riktats mot Östersunds stad där sex mikroproducenter intervjuades gällande deras upplevda möjligheter och begränsningar. 64 villaägare i Östersund och Frösön svarade på frågor gällande deras intresse för solceller och vilken typ av information de skulle vilja ha för att bli mer intresserade. De åtta primärkommunerna i Jämtlands län kontaktades också för att få en bild av hur de ställer sig till bygglov för solceller. Resultatet av studien visar att de intervjuade mikroproducenterna upplever byråkrati som den största begränsningen, framför allt momsregistrering. En tydlig kontaktperson alternativt en grupp av personer med erfarenheter efterfrågas för att intresserade personer ska få nödvändig information till att själv bli mikroproducenter. Resultaten av de tillfrågade villaägarna indikerar att det finns ett visst intresse från villaägare att införskaffa solceller. De vill dock främst ha mer information gällande ekonomi som exempelvis pris och återbetalningstid, som kommer från en oberoende källa. De flesta av de åtta primärkommunerna i Jämtlands län har inga tydliga skrivelser gällande bygglov för solceller. Det övergripande svaret var att det inte behövs bygglov för solceller om de placeras i samma lutning som taket på en- till tvåfamiljshus. Det kan dock skilja sig från fall till fall och en förklaring till detta kan vara att det inte heller står tydligt om bygglov för solceller i varken Plan och bygglagen (SFS 2010:900) eller Plan- och byggförordningen (SFS 2011:338). Slutsatserna av studien är att en tydlig kontaktperson alternativt en grupp av personer med erfarenheter bör finnas tillgängligt hos kommunen eller annan oberoende källa. Detta för att ge mer information om förutsättningar till de som är intresserade att bli mikroproducent av solenergi. För att främja en ökning av mikroproducenter behöver utmaningen av byråkrati som exempelvis hanteringen av momsregistrering förenklas. Resultat av studien indikerar att det finns ett visst intresse från villaägare att införskaffa solceller. Dock vill de främst ha mer information gällande ekonomi som exempelvis pris och återbetalningstid från en oberoende part. Gällande bygglov för solceller kan det vara motiverat att kommunerna är tydligare i vad som gäller i deras kommun. Detta för att göra det enkelt samt minska osäkerheter och främja mikroproduktion av solenergi. / <p>2016-06-29</p>

På elmarknaden har man utvecklat fenomenet mikroproduktion av elenergi vilket innbär att slutkunden själv ska producera sin el främst genom att utnyttja sol och vind kraft. I Sverige finns det ett växande  intresset för mikroproduktion. De flesta som producerar sin egen el gör det främst genom solpaneler och mindre vindkraftverk som sätts upp vid deras egendom. I den här studien har vi gjort en djupare analys kring olika typer av anläggningar för att producera småskalig elkraft. Men även tittat på den ekonomiska aspekten genom att beskriva ekonomisk vinning och kostnader samt ställt upp en kostnadskalkyl för att beskriva detta i siffror. Slutligen gjordes en teknisk analys för att se ifall en mikroproduktionsanläggning ger några störningar på elnätet. Utifrån våra mätningar ute på fältet kan vi konstatera att anläggningen inte bidrog till någon störning.

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.

Vi kan se att mikroproduktion av el ökar i dagens samhället och att detta leder till att relationen mellan elhandelsbolaget och kunden förändras, när kunden övergår från att enbart köpa el till att också producera och sälja el tillbaka till elhandelsbolaget. För elhandelsbolaget uppstår då en ny marknadssituation att ta hänsyn till och vi finner detta intressant att studera då antalet mikroproducenter förväntas öka även framöver. Vidare visar mikroproducenter en högre kunskap kring el än den vanlige elhandelskunden och ställer därmed andra krav på elhandelsbolagen. Vårt huvudsakliga forskningsområde kundengagemang är ännu relativt begränsat utforskat empiriskt, och utgörs främst av konceptuella studier. Forskarna är överens om att kundengagemang är en viktig del av relationen och lojaliteten som kunden upplever gentemot ett företag och dess varor. Med vår studie undersöker hur kundengagemang hos mikroproducenter gentemot sitt elhandelsbolag kan ha en inverkan på relationen och lojaliteten som finns mellan aktörerna. Vi ser således på kundengagemang, relationer och lojalitet i en kontext där båda aktörerna bidrar till värdeskapandet och kan sägas både ger och tar i processen. Detta ger vår studie ett A2A-perspektiv. Eftersom detta inte tidigare applicerats på studier om kundengagemang, relationer och lojalitet gör det vår forskning unik. Med utgångspunkt i teorier om kundengagemang, relationer, lojalitet och A2A har vi skapat en intervjuguide för att undersöka hur mikroproducenter uppvisar kundengagemang och lojalitet i relationen till sina elhandelsbolag. Den empiriska studien genomfördes med semistrukturerade intervjuer med mikroproducenter som genom strategiskt urval och snöbollsurval valts ut för att representera gruppen mikroproducenter. Den empiriska datan har delats upp i teman från intervjuerna och dessa har analyserats utifrån de aspekter som framhävts i empirin. Resultatet visar att mikroproducenter upplever att de har ökad kunskap kring el sedan de blev mikroproducenter och att el för dem har gått från att vara en lågintresseprodukt till en högintresseprodukt. De mikroproducenter som uppvisar hög nivå av engagemang till sitt elhandelsbolag är de kunder vars interaktion till företaget har genererat dem värde, främst i form av bra bemötande från elhandelsbolaget. Vad som tydligt efterfrågas hos de mikroproducenter vi talat med är att elhandelsbolaget ska bidra med kunskap kring mikroproduktion. Överlag kan vi se att mikroproducenterna kräver mer uppmärksamhet av elhandelsbolaget nu än vad de gjort som endast elhandelskund och att detta har en inverkan på relationen och lojaliteten mellan aktörerna.

Detta examensarbete har utförts på Vattenfall Eldistribution AB i Trollhättan och syftar till att beräkna förlustförändringarna i lågspänningsnätet då mikroproduktion i form av solceller ansluts. Genom att ansluta mikroproduktion i lågspänningsnätet kan nätets energiförluster reduceras. Denna reducering samt den energi som inte behöver överföras från överliggande nät anses vara den nätnytta solceller ger upphov till. Samtliga elproducenter som är anslutna till elnätet har rätt till ersättning för nätnytta uppkommen av produktionen. Ersättningen skall baseras på inmatad energi samt vid vilken tidpunkt inmatningen sker. För mikroproducenter är det svårt att motivera att i varje enskilt fall beräkna nätnyttan, varför ett generellt schablonvärde beräknats för Vattenfalls lågspänningsnät. Beräkningen har utförts utifrån uppmätta sol- och lastdata på sex olika lågspänningsnät vilka tillsammans anses representera ett generellt nät. Resultaten visar att mikroproduktion med solceller generellt ger upphov till förlustminskningar motsvarande 2,51 % av varje inmatad kWh under låglasttid och 4,82 % under höglasttid. / This bachelor’s thesis aims to investigate how photovoltaic micro production alters energy losses in the Swedish low voltage grid. The thesis has been composed in collaboration with Vattenfall Eldistribution AB. By connecting micro production to the low voltage distribution network, the grid energy losses may be reduced. Additionally, less energy needs to be transferred from the overlying network. These two features are considered the network performance improvements that apply to photovoltaics. All producers connected to the grid are entitled to economic compensation due to network performance improvements caused by the production. The compensation shall be based on the amount of energy fed in as well as on the time when this happens. Regarding micro producers, it is hard to motivate separate calculations for each producer. Therefore, a general value of loss alteration applicable to the low voltage grid has been calculated. The calculations have been based on actual sun radiation and load data and have been carried out for six different low voltage grids. Combined, these six networks are regarded representative for the Swedish low voltage grid. The result of the calculations state that photovoltaic micro production will reduce the grid energy losses by 2.51 % of each fed in kWh during low load time and by 4.82 % during high load time.

In association with Sweco Energuide, two different futurescenarios have been developed regarding how the power gridcustomers might use the power grid in 10 years. In the firstscenario, scenario high load, the customers will not use anyenergy storage or load management. As a result their power demandwill increase drastically. If the customers act as in the secondscenario, scenario low load, they will see the potential ininvesting in energy storage and load management to reduce theirpower grid costs. The study has explored the economic incentivesto invest in scenario low load, which factors will affect thechoice of scenario low load and what will push the customers tochoose between the scenarios.The purpose of the study has been fulfilled by hearing theexperts’ prognosis for the future and doing a net present valueanalysis to examine the economic incentives. Power grid companieswill charge the maximal power output and if the customer do notmake any active choices it will lead to higher electrical costs.The economic incentives are mainly dependent on which choices thecustomers make regarding how the car is charged. By choosing lowercharge power and by consuming the power during time periods withlower electrical costs the customer can find incentives to act asscenario low load. If there is a time dynamic tariff theincentives increases. Even though the battery technologies andload management techniques are constantly developed the costs aretoo high and reduce the profitability of scenario low load.