Beräkningsmodell för optimering av solcellsanläggningar utifrån ekonomi och energianvändning

Transkript

1 Solenergi i stadsplaneringen Malmö, 20 april 2012 Beräkningsmodell för optimering av solcellsanläggningar utifrån ekonomi och energianvändning Dr. Joakim Widén Built Environment Energy Systems Group (BEESG) Institutionen för teknikvetenskaper Fasta tillståndets fysik Uppsala universitet joakim.widen@angstrom.uu.se

2 Om mig System Studies and Simulations of DistributedPhotovoltaicsin Sweden (2010) Utveckling av modeller för elanvändning i byggnader. Modellering av solcellssystem. Studier av hushållens användning av egen elproduktion. Konsekvenser av hög utbyggnad av soleli det svenska kraftsystemet.

3 BuiltEnvironment Energy Systems, Uppsala universitet

4 Beräkningsmodell för ekonomisk optimering av solelanläggningar Medverkande Sustainable Innovation AB Uppsala universitet Mälardalens högskola Riksbyggen Syfte Ta fram ett enkelt beräkningsverktyg för snabb bedömning av ett solcellssystems elutbyte och ekonomi. Beräkningsstöd till projekteringsverktyget på SolElprogrammets websida.

5 Utvecklat i Java SE 6med Java Web Start Solinstrålningsdata på timbasis (STRÅNG) för fyra platser: Lund, Göteborg, Stockholm, Luleå Tar hänsyn till: - Plats, orientering - Solcellsmoduler, systemkomponenter - Lastprofiler Beräknar: - Elutbyte, matchning mot elbehov - Systemets ekonomi

6 Hur optimerar man ett solcellssystem? B. Norton et al. (2011), Enhancing the performance of building integrated photovoltaics, Solar Energy, in press.

7 Optimering av elutbytet Optimal orientering av solcellerna i Sverige: Normalt lutning beroende på latitud, instrålningsförhållanden och reflektionsförhållanden (albedo). Orientering mot söder

8 Optimering mot elbehovet Om man inte kan sälja överskottsproduktion är det rationellt att anpassa systemstorleken så att inget överskott uppstår! Maximal storlek för minimalt överskott (momentant) Villa utan elvärme, elanvändning på 5400 kwh/år

9 Optimering mot elbehovet Om man inte kan sälja överskottsproduktion är det rationellt att anpassa systemstorleken så att inget överskott uppstår! Maximal storlek vid månadsavräkning Villa utan elvärme, elanvändning på 5400 kwh/år

10 Optimering mot elbehovet Om man inte kan sälja överskottsproduktion är det rationellt att anpassa systemstorleken så att inget överskott uppstår! Maximal storlek vid årsavräkning Villa utan elvärme, elanvändning på 5400 kwh/år

11 Ekonomisk utvärdering Analysen bör ta hänsyn till: - Olika värde för köpt och såld el - Modulkostnad - Växelriktarkostnad - Kostnad för övriga systemkomponenter - Underhåll - Investeringsstöd - Investering - Avräkningsmöjlighet

12 Jämförelse med andra beräkningsverktyg kwh/m Global solinstrålning Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Simulerat system: 2,4 kw p, söderorienterat och med 45 graders lutning PVSYST MODEL Elproduktion efter förluster 250 kwh PVSYST MODEL 50 0 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

13 Jämförelse med andra beräkningsverktyg kwh Elproduktion med förluster, en sommardag PVSYST MODEL System output Inverter losses Additional array losses Temperature losses IAM losses Simulerat system: 2,4 kw p, söderorienterat och med 45 graders lutning 3000 Elproduktion med förluster, hela året kwh/year PVSYST MODEL

14 Sammanfattning Ett beräkningsverktyg (Solelekonomi 1.0) för snabb bedömning av ett solcellssystems elutbyte och ekonomi har tagits fram, testats och validerats. Valideringen visar att det är jämförbart med mer avancerade beräkningsverktyg. Verktyget är tillgängligt via Berakningsverktyg/ Tack för visat intresse!