Dimensionering och optimering av ett solcellssystem för en industribyggnad i Mellansverige : En simuleringsstudie

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.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