Solar Photovoltaic on Södra Älvsborgs Hospital : to reduce the part of purchased electricity

Projektets avsikt har varit att undersöka i vilken omfattning solceller på tak kan gynna Västfastigheters energimål. Examensarbetet infördes av Västfastigheter i Borås då de har ett energimål till år 2030, vilket är att halvera den specifika köpta energi jämfört med motsvarande värden från 1995-talet. Syftet med detta arbete var att ge Västfastigheter ett skriftligt underlag om huruvida appliceringen av solceller på ett tak ger en vinst inom energitekniska och ekonomiska perspektiv samt vilka risker som kan förekomma, speciellt när det handlar om medicinsk verksamhet. Huvudmålet med examensarbetet har varit att undersöka, med hjälp av litteraturstudier och beräkningar om användningen av solceller kan minska Södra Älvsborg Sjukhusets (som förvaltas av Västfastigheter) specifik köpta elenergin genom att mata solcellsproduktionen direkt på nätet (fall 1) eller att ladda batteribanken i UPS-anläggningen för byggnad 14 för att undergå växelriktarens förluster (fall 2). Resultatet i fall 1 visar att en solcellsanläggning skulle kunna producera cirka 82 MWh per år i Borås medan den totala elkonsumtionen för byggnad 14 är idag 1 252 MWh. Det visar sig att solcellsproduktionen endast täcker 6,5 % av totala elkonsumtionen. Detta resulterar med att större takyta krävs vilket i sin tur skapar en större anläggning för att täcka en större del av elkonsumtionen för varje månad på året. Resultatet från fall 2 säger att ladda batteripaketet med solcellsproduktionen genom UPSanläggningens likspänningssida inte blir en lämplig lösning på grund av att funktionen hos en UPS-anläggning är att batterierna alltid ska vara full laddade för att de ska kunna träda in i händelse av ett strömavbrott. En utredning om hur stor effektförlusterna i UPS-anläggningen i byggnad 14 (se bilaga 6) är, och hur stor andel av denna som solcellsanläggningen kan täcka togs därför som ett alternativ till uppdraget som Västfastigheter gav i uppdrag. Mätningar på den momentana ingående och utgående effekten i UPS-anläggningen för byggnad 14 resulterade med en förlust på totalt 5 kW vilket motsvarade 3 600 kWh per månad då dygnsvariationen inte är lika stor på UPS-nätet som övriga elförbrukningen. Figur 13 visar att förlusten kan ersättas med stor marginal med överskottsel alla månader förutom januari, februari, november och december. Men på grund av mycket elöverskott under sommar månaderna så får man igen energin och kostnaderna för månaderna som kompenserades med köpt el energi. Den ekonomiska kalkylen säger att återbetalningstiden blir 12,5 år och därefter blir solcellsanläggningen ekonomisk lönsam. Dock så hinner anläggningen i självaverket inte generera inköpsfri elenergi under åren tills 2031 om anläggningen tas i drift år 2019 då Västfastigheters energimål var satt till år 2030.The thesis work was introduced by Västfastgheter in Borås since they had an energy goal to accomplish, which is to reduce the specific purchased energy by half compared to 1970 years values. The purpose of this project was to examine if the photovoltaic cells will service the energy goal of Västfastigheter. The purpose of this work was also to give the Västfastigheter a proof that the application of photovoltaic cells on a roof can give a profit in terms of technological and economical energy perspectives as well as the risks that may occur especially when it comes to medical occupation. The main objective of this project was to use the studies, theories and calculations to investigate if the solar cells have the potential to reduce the Södra Älvsborg Hospital's (managed by Västfastigheter) specific purchased electricity by feeding the solar cell production directly on the main powerline (case 1) or charging the battery bank in the UPS building for building 14 (case 2). The result in case 1 shows that the solar cell system produces about 82 MWh per year in Borås while the total electricity consumption for building 14 is 1 252 MWh today. It turns out that solar cell total production only covers 6.5% of electricity consumption. This indicates that larger roof space is required, which in turn creates a larger facility to cover a larger proportion of electricity consumption for each month of the year. However, the profitability calculation and the repayment time are not affected The result of Case 2 shows that charging the battery pack with the solar cell production through the DC-power side of the UPS system does not result in an appropriate solution because the function of a UPS system is that the batteries should always be fully charged to enable them to enter in the event of a power failure. An investigation of how much power loss UPS machines in building 14 (see Appendix 6) have and how much of this solar cell facility can cover was therefore taken as an alternative to the assignment that Västfastigheter commissioned. Measurements of the instantaneous input and output power of the UPS building for Building 14 resulted in a loss of a total of 5 kW, which corresponded to 3 600 kWh for each month constant as the daily variation is not as high on the UPS network as the electricity consumption. Figure 13 shows that the loss can be replaced by large margin surpluses every month except January, February, November and December. But due to a lot of surplus in the summer months, you get the energy and costs for the months that were compensated with purchased electricity. The final Economic calculations say that the repayment period will be 12.5 years and after that, the solar cell system will be economically profitable. However, the photovoltaic plant in the company itself will not generate unprocessed electricity energy over the years until 2031 if the solar cell facility will start producing electricity from year 2019 when the Västfastigheters energy goal were set by 2030