This examination paper is about the potential for Solar cells on apartment blocks. The technology with using solar cells for manufacturing electricity, has been on the market for a while, but recently the new installations of solar cells has increased. Solar cells are suited for placements on buildings but are expensive to obtain. The municipal real-estate company is interested in solar cells but wants to know more before they invest in the technology. This report contains an account of the solar cell and a guide to how a connection to the grid is accomplished. The report even contains suggestions of where the solar cells can be located and an estimate of annual production of electricity on a building. The outcome of the report is that there are good prerequisites for solar cells on apartment blocks and it shows the real- estate company as an environmental-thinking corporation.

Denna förstudie belyser Högskolan Västs förutsättningar för investering i en solcellsanläggning. Högskolan Väst är en högskola i Trollhättan, Västra Götaland. Under 2015 planerar högskolan att installera en pilotanläggning med solceller, som en del i deras arbete för hållbar utveckling. Anläggningen är tänkt att nyttjas i utbildningssyfte. Rapporten beskriver solenergi i allmänhet och solceller i synnerhet, typer av solceller på marknaden, nätanslutna solcellssystem, solcellens livscykel, en jämförelse mellan energikällor beträffande energiåterbetalningstid och utsläpp av växthusgaser, och monteringslösningar.Olika dimensioneringsförslag värderas, dels takmontage dels fasadmontage. Den förväntade elproduktionen simuleras i programmen PVGIS, som använder klimatdata från 1981-1990, och Solelekonomi 1.0, där solinstrålningsdata är hämtad från SMHI år 2007. I den ekonomiska kalkylen beräknas återbetalningstiden med payback-metoden och en annuitetskalkyl presenteras. En teknisk analys redogör för olika leverantörers skillnader och likheter mellan nyckelfärdiga anläggningar.Slutsatsen är att för en budget på 300 000kr får Högskolan Väst en takanläggning på 15-20kWp (installerad toppeffekt) som producerar 12 000-18 000kWh/år med en återbetalningstid på 19-22 år utan bidrag. Den nämnda summan genererar alternativt i solcellsskydd på fasaden med toppeffekten 10-15kWp som producerar 8 000-14 000kWh/år med en återbetalningstid på 24-28 år utan bidrag. Variationer förekommer vid bedömning av återbetalningstiden på grund av faktorer som kostnaden för en nyckelfärdig anläggning, elpris, elcertifikat, statligt investeringsstöd med flera. Elproduktionen per installerad Wp/m2 skiljer sig marginellt trots varierade montagevinklar, men produktionen per Wp/m2 är lägre för fasadanläggningar. Den miljömässiga anslysen jämför energiåterbetalningstiden från södra Europa med en medelinstrålning på 1 700kWh/m2 och år, vilket kan jämföras med en medelinstrålning på 1 000 kWh/m2 och år för norra Europa. Kristallina kiselceller ligger i medeltal högre än vatten-, vindkraft och solvärme men lägre än tunnfilmscellen amorft kisel. Vid utsläpp av växthusgaser per producerad kWh genom livscykeln hamnar kristallina kiselceller i medeltal på en lägre nivå än solvärme, vind-, och vattenkraft. / This report highlights the conditions for Högskolan Väst to install a photovoltaic plant. Högskolan Väst is a school in Trollhättan, Västra Götaland. Högskolan Väst is planning to install a pilot plant with solar cells in 2015 as a part of their work for sustainable development, the plant is supposed to be used for educational purpose. The report describes solar energy in general and photovoltaic in particular, types of solar cells on the market, grid-connected systems, LCA of a solar cell, some energy sources are compared regarding energy payback-time and greenhouse gas (GHG) emissions, and installation solutions is presented.Sizing suggestions evaluate both roof and facade mounting. The expected electricity production is simulated in PVGIS, which use climate data from 1981-1990, and Solelekonomi 1.0, where the solar radiation data is provide from SMHI in 2007. In the economic calculations the payback-method is used and annuity’s calculations presented. A technical analysis presents various suppliers with differences and similarities regarding turnkey plants.The conclusion is that a budget of 300 000 SEK could be used to install photovoltaic on the roof of 15-20kWp (installed peak power) which is expected to produce 12 000-18 000kWh/year with a payoff-period of 19-22 years without subsidies. The mentioned budget could, as an alternative, be used to install photovoltaic as radiation protection at the facade of 10-15kWp with an expected production of 8 000-14 000kWh/year with a payoff-period of 24-28 years without subsidies. There are large variations in the assessment of the payoff-period due to variations in cost of a turnkey plant, the electricity price, the price of electricity certificates, subsidies, etc. Electricity production per installed Wp/m2 show small variations despite different mounting angels for the modules, but the production per Wp/m2 is lower for mounting on facade. The environmental analyses compare the energy payback-time from southern Europe with an average insolation of 1 700kWh/m2 and year, which can be compared with an insolation of 1 000 kWh / m2 and year for northern Europe. The crystalline silicon cells show higher values on average than hydropower, wind power and solar thermal energy but lower than amorphous silicon cells. The GHG emissions per unit of produced electricity through the lifecycle are at average lower for crystalline silicon cells compared to wind power, hydropower and solar thermal energy.

Diss. (sammanfattning) Karlstad : Karlstads universitet, 2007. / Härtill 5 uppsatser.

On July 1, 2016, a solar power tax was introducedin Sweden for the first time which meant that electricity from the sun began to be taxed. It had not been done before. This paper reviews the purposes and performance of the solar tax. The reasons behind the introduction are not entirely clear, and the government does not seem to haveput in all the work required to determine whether the legislationwas necessary.Interviews were conductedwith representatives from the business community and from a politicalpartyin the governing coalition at the time of the tax reform.Through a few interviews and analyzes, the authors have gained access to different, and very interesting, viewpoints on a heavily criticized legislation. In the review, we learn about the clear attitude of the business community towards the tax. In addition, we get the politician's view of the matter.The analysis includes that the introduction of a tax on renewable solar energy has been motivated primarily by fiscal considerations.

Detta projekt syftar till att utvärdera olika kombinationer av solceller på tak och fasader för flervåningsbyggnader för att identifiera de mest kostnadseffektiva alternativen. Målet är att jämföra ekonomisk lönsamhet för solceller installerade på tak och fasader för två hyresfastigheter med olika uppvärmningssystem. En byggnad består av sju våningar och den andra har fyra våningar. Studiens ämne baseras på begränsade takytor i förhållande till golvyta och elbehov, och kombinerade solcellsinstallationer på tak, fasader och andra byggnads delar kan bidra till en effektiv lösning. Studiens beräkningar genomförs i VIP- Energy-programmet för att bestämma elbehov, den producerade solelen, egenanvänd solel, såld el och köpt el. Denna information används för att göra en livscykelkostnadsanalys i Excel, där olika installationer och kombinationer av solceller jämförs för varje fastighet under en 25-årsperiod. Analysen genomförs med två uppvärmningssystem fjärrvärme och bergvärmepump. Genom att kombinera VIP-Energy-programmet för att få energirelaterade data och LCC-verktyget för att analysera livscykelkostnaderna, kan göras en omfattande bedömning av solcellernas ekonomiska fördelar och lönsamhet för varje fastighet över en 25-årsperiod. Detta ger värdefull insikt för att fatta välgrundade beslut om installation och användning av solceller, samtidigt som det tar hänsyn till olika uppvärmningssystem och deras inverkan på investeringens återbetalningstid. Resultaten visar att kombinationen av solceller på tak och fasader ger den mest kostnadseffektiva lösningen för båda byggnaderna, oavsett vilket uppvärmningssystem som används. Dock varierar lönsamheten mellan de två uppvärmningssystemen, där bergvärmepumpsystemet visar sig vara mest fördelaktigt. Det beror på att det genererar högre besparingar och en kortare återbetalningstid. Resultaten visar att bergvärmepumpsystemet har en maximal återbetalningstid på 8 år i hus 4 och 7 år i hus 5, medan fjärrvärmesystemet har en maximal återbetalningstid på 14 år i hus 4 och 11 år i hus 5. Det innebär att investeringen återbetalas snabbare i bergvärmepumpsystemet jämfört med fjärrvärmesystemet. Byggnaden med sju våningar har en fördel då den har större ytor för fasadinstallationer, vilket ökar dess potential att producera el genom fasaden jämfört med den fyravåningsbyggnad som också studerades.  Nästan alla kombinationer av solceller i både byggnaderna visar rimliga återbetalningstider i förhållande till solcellernas garantitid på 12 år, och investeringen i solceller visar sig vara lönsam med stor potential för framtida vinster. / This project aims to evaluate different combinations of solar panels on roofs and facades for multistorey buildings to identify the most cost-effective options. The goal is to compare the economic viability of solar panels installed on roofs and facades for two rental properties with different heating systems. One building consists of seven floors, and the other has four floors. The subject of the study is based on limited roof areas relative to floor area and electricity demand, and combined solar panel installations on roofs, facades, and other building parts can contribute to an efficient solution. The calculations are performed in the VIP-Energy program to determine electricity demand, the produced solar energy, self-consumption of solar energy, sold electricity, and purchased electricity. This information is used to conduct a life cycle cost analysis in Excel, where various installations and combinations of solar panels are compared for each property over a 25-year period. The analysis is conducted with two heating systems: district heating and geothermal heat pump. By combining the VIP-Energy program to obtain energy-related data and the LCC tool for analyzing life cycle costs, a comprehensive assessment of the economic benefits and profitability of solar panels for each property over a 25-year period can be made. This provides valuable insights for making well-informed decisions regarding the installation and use of solar panels while considering different heating systems and their impact on the investment's payback period. The results show that the combination of solar panels on roofs and facades offers the most cost-effective solution for both buildings, regardless of the heating system used. However, the profitability varies between the two heating systems, with the geothermal heat pump system proving to be the most advantageous. This is due to its higher savings and shorter payback period. The results indicate that the geothermal heat pump system has a maximum payback period of 8 years in house 4 and 7 years in house 5, while the district heating system has a maximum payback period of 14 years in house 4 and 11 years in house 5. This means that the investment is recouped faster in the geothermal heat pump system compared to the district heating system. The seven-story building has an advantage as it has larger areas for facade installations, increasing its potential to generate electricity through the facade compared to the four-story building that was also studied. Nearly all combinations of solar panels in both buildings show reasonable payback periods relative to the solar panels' warranty period of 12 years, and the investment in solar panels proves to be profitable with significant potential for future gains.

Studiens syfte är att hitta lösningar för Borås Energi och miljö på hur man effektivt kan etablera solceller. Detta genom att jämföra med andra kommuner/företag och på så vis hitta en eller flera lösningsförslag. För placering av eventuell solcellsanläggning ska ett område i Borås föreslås. Insamling av fakta sker via internethemsidor och intervjuer. Intervjuerna är uppdelade i olika frågor. En del riktar sig till kommuner och bolag som äger anläggningar. Och den andra delen är mer tekniskt inriktad och ställs till institut och företag. Intervjuerna genomfördes via teams, med inspelning. Inspelningen var bara till för att säkerhetsställa att ingen information gick till spillo. Vid tidsbrist från företagens sida, hölls en del intervjuer via telefon, utan inspelning. Under projektets gång intervjuas 6 olika personer från olika företag och kommuner. Resultatet av intervjuerna blev likartade. För de företag som ägde en solcellsanläggning, hade majoriteten monokristallina solceller. Även de tekniskt inriktade intervjuerna gav likartade resultat då de nämnde att monokristallina solceller var den mer fördelaktiga varianten. När frågan ställdes om användning av lagring eller optimerare blev svaren nej för samtliga intervjuer. Vid jämförelse med de faktainsamlingar som samlats in via hemsidan, gav det ett likartat resultat. Lösningsförslaget för att effektivisera Borås energi och miljös framtida anläggning, var att använda sig av monokristallina half-cut solceller utan lagring eller optimerare. Placering skulle helst vara på obrukbar mark, som till exempel nedlagda deponier eller hustak. Val av område för eventuell framtida solcellsanläggning, gjordes med hjälpa av Borås solkarta och samarbete med Borås energi och miljö. / The purpose of the study is to find solutions for Borås energi och miljö on how to effectively establish solar cells, by comparing with other municipalities / companies and thus find one or more solution proposals. A location in the Borås area for any photovoltaic system will also be proposed. Fact collection will take place via internet websites and interviews. The interviews are divided into two categories. Questions that are more technically oriented, are asked primarily to companies and institutes. And questions that are aimed at owners of photovoltaic systems, such as municipalities and companies. The interviews were held via Teams, with recording. The recording was only to ensure that no information was wasted, of course with the person's permission. Due to lack of time on the part of the companies, some interviews were held by telephone, without recording. During the project, six people from different companies and municipalities were interviewed. The results of the interviews gave similar results. For the companies that owned a photovoltaic plant, the majority had monocrystalline solar cells. The technically oriented interviews also gave similar results as they mentioned that monocrystalline solar cells were the more advantageous variant. When asked about the use of storage or optimizers, the answers were no for all interviews. When compared with the fact collections collected via the website, it gave a similar result. Our solution proposed to Borås energi och miljö is to use a monocrystalline half-cut solar cells without storage or optimizers in a future facility. Location would preferably be on unusable land, such as closed landfills or rooftops. Choice of location for possible future solar cell plant, was decided by help of a cell map over Borås and collaboration with staff at -Borås energi och miljö.

I Sverige finns ett långsiktigt mål som innebär att all energi som används i landet ska komma från förnybara källor. För att uppfylla detta behöver solens energi tas tillvara. Det är vad företaget Solibro Research AB arbetar med genom sin forskning och tillverkning av tunnfilmssolceller. Att solcellspaneler lämpar sig för takinstallation är välkänt i Sverige, men få känner till att de även passar bra som fasadmaterial. Solibro har en önskan om att anpassa sina moduler till fasader, vilket hindrats av okunskapen om vilka lagar och regler som finns och hur modulerna monteras på väggen. Syftet med rapporten har därför varit att jämföra de system som finns för infästning av solcellsmoduler på fasader och att utreda vilka svenska lagkrav som måste tas hänsyn till vid dimensionering av anläggningen. Målet har varit att ge Solibro en rekommendation för lämpliga montagesystem och information kring gällande svenska regler för fasadmontage av solcellspaneler. Arbetet har byggt på intervjuer, studier av referensobjekt och en litteraturstudie över svenska standarder och byggregler. En utredning har även gjorts över vilka certifieringar som finns. Resultatet visar att kraven är på väg att bli tydligare och mer omfattande. I den nationella standard som fastställts i maj 2016 har de tidigare skilda kraven på solcellspaneler och byggnader kombinerats. Svenska certifieringar har ännu inte upprättats och därför rekommenderas den tyska TÜV-certifieringen. Vid jämförelse av infästningar har fönsterprofiler visat sig vara de enda vädertäta. Allmänt rekommenderas kassettsystem och för Solibro har specifik rekommendation getts beroende på modultyp. / A long term goal in Sweden is to achieve a 100 percent use of energy from renewable sources. Energy from the sun is a valuable source to obtain this, which is what the thin-film solar cell science company Solibro Research AB is aiming for. The benefits of rooftop photovoltaic installations are well known. However the advantages of integrating photovoltaic modules in façades are not as widely spread. Depending on requested function and expression, photovoltaics can be performed as building integrated or applied systems. Solibro’s desires to customize their modules for façade solutions have been held up by complicated rules and regulations. The purpose of this report has therefore been to describe regulatory Swedish standards. The aim has been to gain enough knowledge to present a recommendation to Solibro regarding appropriate façade mounting, approved by Swedish law. This thesis has been built on interviews, studies of reference objects, investigation of related regulations and available certifications. The newly released standard, SS-EN 50583 have combined regulations for buildings and photovoltaic modules. Among studied systems the window mounting system proves to be the only one suitable when weather protection is required. Otherwise the cassette system is recommended.

In a future situation with a large implementation of photo voltaic (PV) in the local distribution grid one expects voltage and current related problems to occur due to the large portion of excess electricity from the PV fed into the grid. In this study it was concluded, based on experiences from Germany and Italy, that energy storages are assumed to be beneficial in order to address these problems. The location of storages needs to be distributed among the low voltage grid (400 V) to be able to reduce excess produced electricity from PV as well as deliver peak reducing power (“peak shaving”). This suggests that large scale techniques are not suitable for this purpose since they will be dependent on transmission bottle necks. The energy storages would be most efficient if set up as a combination of a local storage, at the end consumer, and an aggregated storage distributed within the low voltage grid. Techniques suggested are advanced gel-based lead silicon batteries for rapid power response and fuel cell systems with separate electrolysis unit for bulk storage. Thus the systems can divide the needed amount of energy to store in a more efficient way. This suggests that a business model could be a leasing or rental based system where the end consumer subscribes for the technique and services. The major benefits from the energy storage was found to be reduced power flows in the grid (both load- and production wise) as well as reduced volatility in the system. Furthermore, the energy storage would be able to serve as back-up or black start source (also referred to as “cold start” in case of power outages), as well as offering filtering services for reduction of noise and harmonics. Since the major benefits are of systemic nature the most likely actor to gain from energy storages would be distribution system operators (DSO). Therefore the Swedish regulations needs to be adjusted so DSO’s are allowed to, firstly, include the costs for energy storages and, secondly, deliver energy from energy storages without being considered as producers.

Solcellsel är en miljövänlig energikälla utan farliga utsläpp och sägs därför vara lösningen för en hållbar framtid. För att solcellsanläggningar ska få så hög effektivitet som möjligt krävs att ta hänsyn till en rad olika faktorer. Vid teoretiska och praktiska jämförelser av två olika solcellsanläggningar syns en tydlig skillnad av påverkande faktorer.

A good power quality can be an important prerequisite to achieve a sustainable society. Scandinavia's electrical system is in many respects superior, and Sweden has a fossil free electricity generation at 97 % and a reliability of electricity distribution at 99.98 %. Meanwhile, the EU has an ambition to expand the electricity market in order to achieve a joint trading business across Europe. This cross-border market will result in a large proportion of fossil energy sources integrated into our electrical system, which also leads to an increased need for renewable electricity production in Sweden. One part of this development is to increase the share of renewable micro generation that is locally or regionally connected to the power grid. Distributed generation can have advantages as reduced network losses, an increased energy supply and a reduction of the fossil energy use in Europe. But it has also been shown that it gets harder for the electric companies to provide their customers with electricity of good quality when the number of installations increases. An improved power quality implicates reducing events and phenomena in the power grid that affect machinery and electrical appliances negatively. This study focuses mainly on the voltage variations and unbalances that can arise when the proportion of PV-systems increases. One of the main reasons for voltage variations is the reversed power flow that migrates "upwards" in the grid when the PV-systems produce and sell their excess to the grid. The reason for unbalance in the low voltage network is mainly loads or production with uneven distribution between the three phases. An acceptable voltage variation should not exceed ± 10 % of the reference voltage and a balanced state is crossed at 2 %. This study has carried out simulations on three of Umeå Energi´s low voltage networks with different customer configurations and network structure. The grids were assigned virtual PV-systems for 25, 50, 75 or 100 % of the customers, and the phase voltages, unbalances and overloaded lines affected by the output of 1-5 kW from the connected facilities were studied. The differences in voltage at single and three phase connection and differences between customers located near and far from the substation have been investigated. Measurements have also been made on an existing PV-installation. The simulations show that the customers who are placed far out in the network are affected most strongly by the changes, while customers close to the transformer are nearly unaffected by the changes, even with a one phase output (via L1) from all customers at 5 kW. In the simulated scenarios two networks has unbalance as a limiting factor, whereas the third network suffer unacceptable voltage rise and unbalance at nearly the same time. In the extreme scenario with an output power of 5 kW through L1 from 100 % of the costumers in the same network the lines and cables are still not overloaded, which proves that overloaded cables is a secondary problems compared to voltage variations and unbalances. The conclusion is that we do not see any serious threats to the quality of electricity at a larger share of PV-systems, as long as the installations are done in networks with a reliable dimensioning and a great awareness of the importance of three phase connections. However, the simulations have shown that there is an impact when many customers have a large production with an uneven output on the grid at the same time. One should therefore avoid scenarios where all costumers in the same network area has a PV-system with a power output in one single phase, while the loads are very low. / En god elkvalitet kan vara en viktig grundförutsättning för att uppnå ett hållbart samhälle. Sveriges och Nordens elsystem är i många avseenden förstklassigt, och Sverige har en fossilfri elproduktion till 97 % och en leveranssäkerhet på elnätssidan på 99,98 %. Samtidigt är den EU-politiska målsättningen att elmarknaden ska utvidgas för att uppnå en gemensam elhandel för hela Europa. Denna gränsöverskridande marknad innebär att en stor andel fossila energikällor integreras i vårt elsystem, vilket gör att även Sverige ser ett behov av att utöka den förnybara elproduktionen. En del i denna utveckling är att öka andelen förnybar mikroproduktion som är lokalt eller regionalt ansluten till elnätet. Mikroproduktion kan ha fördelar som minskade nätförluster, en ökad försörjningstrygghet och en minskad användning av fossil energi i övriga Europa. Det har dock visat sig att nätbolagens förutsättningar att förse sina kunder med el av god kvalitet kan försämras, i och med en stor ökning av antalet solcellsinstallationer. En bättre elkvalitet handlar om att minska händelser och fenomen i elnätet som påverkar maskiner och elektrisk utrustning negativt. Detta arbete fokuserar främst på spänningsvariationer och osymmetri som kan uppstå vid en ökad andel solcellsanslutningar. En stor anledningen till spänningsvariationer är det omvända effektflöde som vandrar ”uppåt” i elnätet då solcellsanläggningar producerar och säljer ett överskott till nätet. Anledningen till osymmetri i lågspänningsnätet är främst obalanserade laster eller produktion utan jämn fördelning över de tre faserna. En acceptabel spänningsvariation får inte överskrida ± 10 % av referensspänningen och osymmetri överträds vid 2 %. I detta arbete har simuleringar genomförts på tre av Umeå Energis lågspänningsnät i tre områden med olika kundsammansättningar och nätstruktur. Näten har tilldelats virtuella solcellsanläggningar hos 25, 50, 75 eller 100 % av kunderna, och därefter har man studerat hur fasspänning, osymmetri och ström i ledningar påverkas av en utmatning på 1-5 kW från de anslutna anläggningarna. Man har även jämfört skillnaden i spänning vid en- och trefasanslutning och skillnad mellan kunder placerade nära och långt ifrån nätstationen. En elkvalitetsmätning har även genomförts på en befintlig solcellsanläggning. Simuleringarna visar att de kunder som har varit placerade långt ut i nätet har påverkats starkast av störningarna medan kunder i nära anslutning till nätstationen har varit nästintill oberörda av förändringen, även vid en enfasansluten utmatning (via L1) från samtliga kunder på 5 kW. I de simulerade scenariona har två av näten osymmetri som den begränsande faktorn, medan det tredje nätet drabbas av oacceptabel spänningshöjning och osymmetri vid i stort sett samma tidpunkt. I det extrema scenariot med en utmatad effekt på 5 kW via L1 från 100 % av kunderna i samma nätområde har strömmen i ledningarna fortfarande inte överskridits, vilket bevisar att överbelastade kablar är underordnad problematiken som kan uppstå med spänningsvariationer och osymmetri. Slutsatsen blir att man inte ser någon allvarlig fara för elkvaliteten vid en ökad andel solcellsanslutningar, så länge installationen sker i nät med stabil dimensionering och en stor medvetenhet kring trefasanslutningens betydelse. Simuleringarna har dock visat att det sker en påverkan då många kunder har en stor produktion som matas ut ojämnt på elnätet vid samma tidpunkt. Man bör därmed undvika scenarion då alla kunder i samma nätområde har en solcellsanläggning som matar ut sin överskottsel enfasigt, samtidigt som lasterna är väldigt låga.