Academic literature on the topic 'Solcellssystem'

This thesis aims to identify the building integrated photovoltaic solutions available in the market with respect to general pros and cons of different systems and a technical description of there attachment system. Investigate and provide examples of various building integrated photovoltaic solutions in Sweden and describe the experiences and results of these projects. The methods used to obtain relevant information are interviews with individuals involved in significant projects and a thorough search of different solutions from solar suppliers. The conclusion is that solar energy is needed for a sustainable society. There are endless opportunities regarding BIPV, with many companies with different products and individual solutions. But so far it’s not so customary in Sweden. Solar installations have until today not been able to be economically viable without subsidies from the state. But with declining prices for solar modules and rising energy price, a solar installation becomes more economically viable.

Rikshem AB is one of the leading private housing corporations in Sweden with an annual revenue of 2.8 billion. The company own close to 500 real estate properties with leasable area of 2.3 million square meters, mostly in larger cities from southern to northern Sweden. Rikshem have ambitious goals aiming to minimizing their environmental impact. Despite this, the knowledge about photovoltaic systems and its contribution to an emission free power production, is low within the company. Previously, photovoltaics hasn’t been an option for investment strategies at Rikshem, due to its high investment cost. In recent years the price for such systems has fallen and probability is easier reached due to many of Sweden’s economic incentives for photovoltaic systems. This thesis main goal was to create an investment model for Rikshem to use when determining the probability of a photovoltaic system. The model was to evaluate the suitability of PV-systems for different real estate properties with different profitability measurements, such as net present value, payback, internal rate of interest, life cycle cost and levelized coast of energy. Since the value of the self-consumed photovoltaic produced kilowatt-hour is more valuable than the one exported to the grid, a high self-consumption is important for good probability of a PVsystem. Therefore, three actions for improving the selfconsumption of photovoltaic electricity was considered in this thesis: energy storage in batteries, common grid connection and a DC-microgrid. This was evaluated through a case study of three real-estate properties with different activities. The probability of the different actions was determined with the investment model. The results from the case study shows that the most profitable action for increasing self-consumption is common grid connection, since it necessarily doesn’t mean an extra cost for Rikshem when implemented. Energy storage was the overall worst action, due to the high cost and short life time. Implementation of a DCmicrogrid generated good probability results for two of the three properties. It can be concluded that microgrids suits buildings differently and that the probability is mostly dependent of nearby buildings with high electricity demands.

Solcellstekniken är den mest lovande metoden för utvinning av förnyelsebar energi. Marknaden för solceller växer kraftigt och det är därför av stor vikt att solcellsindustrin utformas på ett hållbart sätt. I detta kandidatexamensarbete kommer vi att utreda hur solcellsindustrin kan anpassas för en cirkulär ekonomi. Fokus har valts till hur en producent av solcellsmoduler, och hur en montör av solcellssystem, kan anpassa sin verksamhet för att implementera cirkulär ekonomi. Arbetet har utförts som en litteraturstudie av solcellsproduktion. Montering av solcellssystem har kartlagts genom intervjuer med VDn på Susen AB som är en svensk montör av solcellssystem. I resultatet diskuteras vilka åtgärder som behöver vidtas inom solcellsproduktionen och hos en montör av solcellssystem för att The Ellen MacArthur Foundation’s tre principer för en cirkulär ekonomi ska uppfyllas. Resultatet visar att det viktigaste arbetet för att uppnå en cirkulär ekonomi ligger i hanteringen av förbrukade solcellssystem. Återvinningsstationer specialiserade på hantering av uttjänta solceller behöver utformas. Kiselutvinning är den process som kräver mest energi i produktionen av solceller, varför återvinning av kisel från uttjänta solceller är av stor vikt för att cirkulär ekonomi ska råda. Problemet med etablering av ett återvinningssystem för solcellsmoduler är att eftersom den tekniska livslängden för solceller är så lång finns det i dagsläget en för liten mängd uttjänta solceller för att någon aktör ska finna det lönsamt att bedriva en sådan verksamhet. Den största svårigheten med att implementera cirkulär ekonomi inom solcellsindustrin är faktumet att leveranskedjan är väldigt spridd. För att möjliggöra cirkulär ekonomi behöver det därför utformas samarbeten mellan de olika aktörerna, förslagsvis genom en branschstandard för hur produktion, montering och hantering av uttjänta solcellssystem ska fungera i enlighet med den cirkulära ekonomins principer.<br>Solar technology is the most promising source of renewable energy. The market for solar cells is growing rapidly and it is therefore of importance that the solar industry develops in a sustainable way. This report examines how the photovoltaic industry can be adapted in accordance to the principles of a circular economy. The focus is on implementation of a circular economy in the production of solar panels and within the business of installation of solar systems. This has been done through a literature study of the production of solar panels. The installation process of the solar cell system has been studied via interviews with the CEO of Susen AB, a Swedish installation firm. The result discusses what measures need to be taken in solar cell production and in the business of an installer of solar cell systems, to fulfill The Ellen MacArthur Foundation’s three principles of a circular economy. The results show that in order to achieve a more circular economy the most important work lies in the management of used solar cell systems. Recycling stations specialized in the management of used solar cells need to be formed. Silicon extraction is the process that requires the most energy in the production of solar modules, therefore recycling of silicon from end-of-life solar cells is of special importance for a circular economy. The problem found with establishing solar panel recycling stations is that, because the technical lifespan of solar cells is so long, there is currently a too small amount of used solar cells in order for any operator to find it profitable to conduct such a business. The biggest difficulty with implementing circular economy in the solar cell industry is the fact that the supply chain is very dispersed. Therefore, in order to implement a circular economy, collaborations between the various actors need to be formed, preferably by industry standards for how production, assembly and management of end-of-life solar systems should work in accordance to the principles of a circular economy.

Ökade miljökrav tillsammans med ett statligt stöd och en ökad miljömedvetenhet hos gemene man har medfört att intresset för förnybar elproduktion har vuxit. I takt med sjunkande priser på solceller tack vare ökad konkurrens samt massproduktion kan ett fortsatt ökat intresse förväntas. Syftet med studien är att undersöka hur spänningen i lokalnätets lågspänningssida i landsbygden påverkas av nätanslutna solcellssystem. Samt hur effektförlusterna påverkas. Frågeställningarna var, hur stor installerad effekt kan anslutas utan att acceptansgränsen överskrids eller transformatorer överbelastas, även spänningsvariationer och el kvalitéten utifrån dess regelverk togs hänsyn till samt hur företaget kan påverkas ekonomiskt. Materialet som användes i studien bestod av simuleringar och nätberäkningar på två lågspänningsnät utförda i dpPower. I det ena nätet simulerades både en-och trefasigt anslutna solcellsanläggningar med märkeffekt 4,5 kW i olika driftscenarion. I det andra nätet simulerades enbart trefasigt anslutna anläggningar med märkeffekter mellan 4,5 kW och 17 kW. I samtliga driftscenarion råder, vid anslutning av solceller, lägsta förbrukning hos abonnenter framtagna från bearbetade timvärden för ett helt år. Erhållen data för samtliga anslutningspunkter sammanställdes och analyserades i Excel. Där valdes att grafiskt presentera några av de anslutningspunkter där otillåtna händelser uppstod, vilka var överspänning, spänningsförändring vid inkoppling samt spänningsobalans. Det som tydligast framgick var att enfasigt anslutna anläggningar påverkar nätet negativt i mycket större utsträckning jämfört med trefasigt utförande. Vidare visade resultatet att storleken av den totala installerade effekten kan vara lika stor som transformatorns märkeffekt, utan att transformation överbelastas. Däremot undersöktes inte effekt för acceptansgränsen vidare, då det visade sig att mer intressant var att identifiera nätets svaga punkter som kom att sätta gränser för vilka effekter som var möjliga att ansluta. Målet med studien var att resultatet kan ligga till grund för en utveckling av handlingsplan samt fortsatt analys hos Dala Energi AB, gällande anslutning av mikroproduktion, i kombination med rekommenderade förfaranden beskrivna i Svensk Energis rapport MIKRO.

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.<br>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.

This study aims to examine the hosting capacity (the maximum amount of distributed generation possible to add to a current grid) of Mälarenergi’s distribution networks. The three areas examined are a rural network, a modern suburban grid and an older suburban grid. The networks are modelled in PowerWorld Simulator with data mainly from Mälarenergi’s NIS (Network Information System). The basic models include calculated minimum loads based on load profiles, combined with 0 kW, 2 kW, 4kW or 5 kW installed photovoltaics (PV) systems at each consumer. The compensating models are based on the previous ones but with reduced transformer voltages to lower the risk of grid over-voltages. A high load case is also examined to make sure there are no under-voltages for these models. The results show that the rural network is strong enough to handle the biggest available PV system at 5 kW, if the transformer voltage is lowered from 1.03 p.u. to 1.005 p.u. The modern suburban grid can host 4 kW solar panels together with a lowered voltage level of 1.005 p.u. The larger package of 5 kW leads to overloading at the transformer when used. The older suburban grid has the largest issues with both overvoltages and overloading and can only handle 2 kW distributed generation with a voltage reduction to 1.005 p.u. The models are fairly sensitive because of assumed transfomer parameters and, in the case of the modern suburban grid, some lines being removed due to limitations in the software. Regardless, the results are robust enough that they can be considered correct.

Solcellsteknik med nätanslutning är relativt nytt i Sverige och lagarna är oklara vad gäller anläggningar på bostadshus villor och offentliga hus. I analysen redovisas den ekonomiska aspekten av producerad solcellsel och konsumtionen av denna. Solcellsanläggningen på kommunhuset i Mönsterås har studerats, varvid följande resultat har framkommit: från de installerade solcellerna (210 kvm), får man 10 % av den totala energiförbrukningen i byggnaden. Kostnaden för solcellerna och installationen av dem är subventionerade av staten med 70 %. För den resterande kostnaden skulle solcellerna vara i bruk i 24 år för att täcka kostnaden. Produktionen och förbrukningen i kommunhuset i Mönsterås har jämförts med två solcellsanläggningar i Malmö och Göteborg (hur stor del av den el som förbrukats av Malmö kårhus och av äldreboendet i Göteborg har utgjorts av el från solcellsanläggningarna). Det visade sig att även Malmös och Göteborgs solceller, stod för cirka 10 % av deras totala energiförbrukning, vilket visar att den teoretiska beräkningen av Mönsterås solceller stämmer. Lennart Söders förslag om nya bestämmelser är till för att utveckla och stödja utbyggnaden av nya förnybara källor. Det har visat sig att det är för stor skillnad mellan stora (större än 1500 kW)och små (max 1500 kW) anläggningars kostnader för anslutning och elöverföring till nätbolag. Elbolagens höga kostnader för elmätning, som krävs för elcertifikat har gjort att många valt att inte skaffa dessa elcertifikat. Elcertifikaten är till för att stödja utvecklingen av förnybara energianläggningar. Därför har Söder även gett föreslag till ett skäligt sätt att läsa av sin egen mätare enklare. Lennart Söder föreslår att avgiften för de små anläggningarna ska vara 3öre/kWh plus en fast kostnad för mätning, beräkning och rapportering av nätkoncessionshavarens nät under max. 10 år från produktionsstart. Från 2015 betalar alla full årlig nätavgift. Anläggningar med max 63 amperes säkringsnivå och som är anslutna till lågspänningsnät ska inte behöva rapportera timvis utan månadsvis. De ska dessutom själva kunna göra mätning och rapportering för elcertifikat. De lagar som diskuteras i denna analys är 4 § (2003:113) som handlar om ändring i elcertifikat och ellag (4 kap. 10 § 1997:857). Lönsamheten av en investering i en solcellsanläggning är beroende av tre faktorer; elpriset på elmarknaden, solcellernas pris på marknaden och bestämmelserna om mätningskostnaden av förnybar energi. leder Det kan inte bli lönsamt förrän elpriset har stigit och solcellsystemen har sjunkit i pris, så att de ligger i samma prisklass som inköp av el från ett elbolag.

This report presents a theoretical background to electromagnetic interference from photovoltaic systems that use power optimizers. The purpose is to carry out measurements at an existing facility to analyze and discuss appropriate measures to minimize disturbance levels. The work is designed by Glava Energy Center (GEC) and measurements are carried out together with the Swedish Electrical Safety Agency (Elsäkerhetsverket) and Rencke's El &amp; Mätteknik. The report concludes with the results of measurement and a discussion of appropriate measures to achieve electromagnetic compatibility (EMC), designed for the specific facility. Finally, a brief discussion is given about future work in this area.

In this thesis the potential benefits of combining a photovoltaic (PV) system with a battery storage are investigated. The thesis is conducted at the company WSP in Uppsala and the aim is to design a PV system for the new city bus depot that is planned to be built in Uppsala, estimate the PV system capacity and investigate whether a battery storage can increase the self-consumption of the system. The results of this study are that the most appropriate installation of the PV modules is to place them horizontally on the roof and by that one can achieve an installed power of 715 kWp and a total annual electricity production of 871 MWh. This corresponds to a self-sufficiency of 29 % and a self-consumption of 92 %, which indicate that overproduction of electricity sometimes occurs. How different battery storages, based on both lead-acid and lithium-ion batteries, affect the system is evaluated by developing a battery model in MATLAB. From the results of the battery model it is concluded that battery storages with a capacity of 0.3–0.8 kWh/kWp are most suitable to combine with the PV system and this applies to both lead-acid and lithium-ion batteries. The interval 0.3–0.8 kWh/kWp corresponds to battery capacities of 200–600 kWh and the self-consumption increases to 93–94 % for the lead-acid battery storages and to 93–95 % for the lithium-ion battery storages. The economic analysis show that it is generally more profitable to increase self-consumption of self-produced PV power than to sell it to the grid. However, the high costs that are associated with the battery storages eliminates the economic benefits of the increased self-consumption of PV power. Therefore, it is not considered possible to justify the installation of a battery storage at the bus depot.

Vid omställningen till förnybara energisystem är solkraften som energikälla ett möjligt alternativ, för att uppnå klimat och energimålet med 100% förnybar energiproduktion år 2040. Detta är något regeringen eftersträvar genom infört bidrag i form av subventioner och skattereduktion vid installation av solceller. I denna fallstudie undersöks vilken effekt två olika solcellssystem har för en industribyggnad i Mellansverige, där studien tar hänsyn till ekonomisk-, teknisk- och klimatrelaterade aspekter. Systemen dimensioneras i strävan av optimala förhållanden samt av byggnadens begränsningar, med kostnadsförslag från en lokal återförsäljare få en bild av om återbetalningstiden är motiverande i frågan. Den lokala klimatpåverkan analyseras med växthusgasutsläpp i fokus, detta genom resultat av litteraturstudie. Dimensioneringen av solcellssystemen baseras på empiriskt material av studieobjektet och simuleras i programmet Winsun PV. Studien resulterade i två storlekar på system med tillhörande kostnadsförslag som ligger till grund för återbetalningstiden. System fall 1 dimensionerades i syfte att hålla den nominella systemeffektens storlek till 255 kWp, detta för att undgå extra energiskatt. Systemet gav ett årligt utbyte av 228 MWh/år som gav återbetalningstid mellan 18 – 22,5 år. Systemet simulerades med optimal lutningsvinkel av 39° i 15° azimutriktning av modulerna. System fall 2 dimensionerades till 1200 kWp i syfte att täcka effektivt användbar takyta, med årligt utbyte på 886 MWh/år och återbetalningstiden blev mellan 22,5 – 25,1 år. Modulerna simulerades med takets lutning ±4,7° i -15° azimutriktning. För att solceller ska ge ett mer lönsamt utbyte i högre latituder krävs en vidare effektivitetsutveckling för solcellstekniken samt ett förlängt investeringsstöd från Länsstyrelsen för framtida installationer. Om solcellssystemet ger en positiv inverkan på det ekologiska fotavtrycket beror av vart solcellen är tillverkad samt vilken elmix som byts ut mot den producerade solenergin.<br>When converting to renewable energy systems, solar power as an energy source is a potential option; in order to achieve the climate and energy goal with 100% renewable energy production in year 2040. This is something the government try to achieve by making installation of solar cells more attractive through allowances such as subventions and tax reduction. The aim of this study was to analyze the effect of solar cell system on an industrial building in the midst of Sweden, in regard of economical-, technical- and climate related points of view. This was performed by replacing purchased electricity with locally produced electricity, where optimal circumstances for the solar power systems and the limits of the building has been taken into consideration during the dimensioning. With cost suggestions from a local authorized dealer the magnitude of the pay off time as a motivating factor was estimated. The local climate impact will be investigated through a litterature study, focusing on green house gas emissions. The dimensioning of the solar cell systems were based on empirical input from measurements in combination with documented data regarding the industrial building and simulated in the program Winsun PV. The study resulted in two different-sized systems with cost sheets that formed the basis for the calculated pay off time. System case 1 was dimensioned to keep the size of the nominal system effect to 255 kWp, this to avoid extra energy tax. The system gave an annual exchange of 228 MWh / year which gave the repayment period between 18 - 23 years. The system was simulated with an optimum angle of 39 ° in 15 ° azimuth direction of the modules. System case 2 was dimensioned to 1200 kWp in order to cover the effective usable surface of the roof, the system gave an annual exchange of 886 MWh / year and the repayment period was 22.5 - 25.1 years. The modules were simulated with the roof slope ± 4.7 ° in -15 ° azimuth direction. A further efficiency development for solar cell technology is required as well as an extended investment support from the County Administrative Board, to provide a more profitable exchange of solar cell systems in higher latitudes. If the solar cell system has a positive effect on the ecological footprint depends on where the solar cell is made and which electrical mix replaced by the produced solar energy.