Effekten av en ökad andelsolceller på Linköpingslokalnät : En konsekvensanalys av Linköpings solelsmålgenom identifiering av kritiska områden medhänsyn till svaga nät och troliga adopters

Antalet installerade solcellsanläggningar i Sverige har ökat exponentiellt de senaste åren och iLinköping har kommunen antagit ett solelprogram som innebär att lokalproducerad solkraftska stå för fem respektive 20 procent av kommunens totala elanvändning år 2025 och 2040.Linköpings solelprogram förväntas leda till ökade installationer av solcellsanläggningar både iform av solkraftsparker och decentraliserade solpaneler som installeras på byggnader. Dennastudie fokuserar på utmaningarna som följer av decentraliserad solelsproduktion.Syftet med studien är att undersöka vilka fastighetsägare som har drivkrafter, hinder ochegenskaper som kan användas för att identifiera geografiska områden där installationen avsolpaneler på byggnader förväntas bli hög i framtiden. Genom att kombinera dessa parametrarmed identifiering av svaga elnät utvecklas metoden områdessegmentering, för att identifieraområden i elnätet med potentiellt stora utmaningar kopplade till ökad andel solceller. Vidareanvändes områdessegmentering för att ta fram ett fallstudieområde i Tekniska verken iLinköping AB:s lågspänningsnät. Fallstudieområdet användes sedan för att jämföra trenätåtgärder: nätförstärkning, energilagring och curtailment. Åtgärderna kan hantera deutmaningar som uppstår på grund av solelens intermittenta och dyngsvarierande karaktär ochanalyserades utifrån nyttjandegrad av energi och ekonomisk lönsamhet.Resultatet visade att småhusägare är den enda typ av fastighetsägare vars parametrar kanidentifieras för att tillämpas i områdessegmentering. De viktigaste parametrarna är relateradetill goda ekonomiska förutsättningar eftersom de ekonomiska hindren visats vara viktiga attöverkomma. Dessutom är även parametrar kopplade till fysiska förutsättningar, samt antaletgrannar som installerat solpaneler, viktiga faktorer för småhusägare i beslutsprocessen attsjälva installera. Gällande åtgärderna har nätförstärkning högst nyttjandegrad av energi,medan curtailment har lägst nyttjandegrad men också den lägsta årliga kostnaden. Batterilagermåste överdimensioneras effektmässigt för att närma sig samma nyttjandegrad somnätförstärkning och är i dagsläget inte ett ekonomiskt försvarbart alternativ. Däremotförväntas batteripriserna fortsatt sjunka och lönsamheten ökar troligtvis om batterilagringkombineras med andra elnätstjänster. Slutsatsen är att i nuläget antas nätförstärkningfortfarande vara den bästa åtgärden som Tekniska verken i Linköping AB kan vidta menalternativa lösningar blir mer och mer konkurrenskraftiga. Ytterligare utvärderingar avbatterilagring eller annan typ av energilagring i kombination med curtailment rekommenderasdärför eftersom det sannolikt kommer bli lönsamt inom en överskådlig framtid.The number of installed photovoltaic systems in Sweden has increased exponentially in recentyears and in Linköping the municipality has adopted a solar program, Solelprogrammet, whichmeans that locally produced solar power will account for five and 20 percent of themunicipality's total electricity use in 2025 and 2040. Linköping's solar program is expected tolead to increased installations of photovoltaic systems in the form of both large solar powerplants and decentralized solar panels installed on buildings. This study focuses on thechallenges posed by decentralized solar power production.The purpose of the study is to investigate which property owners that have driving forces,barriers and characteristics that can be used to identify geographical areas where the potentialfor large installations of solar panels on buildings is high. By combining these three types ofparameters with the identification of weak electricity grids, a method was developed to identifyareas in the electricity network with potentially major challenges linked to an increasedproportion of solar cells. Furthermore, this method was used to identify a case study area inTekniska verken in Linköping AB's low voltage grid. The case study area was then used tocompare three grid solutions: network reinforcement, energy storage and curtailment. Themeasures can handle the challenges that arise due to the sun's intermittent and diurnal natureand were analyzed based on the degree of utilization of energy and economic profitability.The results showed that single-family homeowners are the only type of property owner whoseparameters can be identified for application in the developed method. The most importantparameters are related to good economic conditions as the economic barriers have been shownto be important to overcome. In addition, parameters linked to physical conditions, as well asthe number of neighbors who have installed solar panels, are important factors for homeownersin the decision-making process to install themselves. Regarding the solutions, gridreinforcement has the highest degree of utilization of energy, while curtailment has the lowestdegree of utilization but also the lowest annual cost. Battery storage must be oversized interms of power to approach the same utilization rate as grid reinforcement and is currentlynot an economically feasible alternative. On the other hand, battery prices are expected tocontinuously fall, and the profitability is likely to increase if battery storage is combined withother grid services. The conclusion is that at present, network reinforcement is still assumedto be the best measure that Tekniska verken i Linköping AB can take, but alternative solutionsare becoming more and more competitive. Further evaluations of battery storage or other typesof energy storage in combination with curtailment are therefore recommended as it is likely tobe profitable in the foreseeable future