Analysens tekniska del

Den tekniska delen av analysen gick ut på att modellera systemets storlek och uppbyggnad, att räkna ut hur lagrets elförbrukning och solcellssystemets elproduktion såg ut samt påverkan från omgivningen i form av skuggning, begränsningar med elnätet och väder. De tekniska KPI:erna valdes utifrån vad företaget lyfte fram som viktigt, det vill säga att de ville ha ett effektivt system med optimal produktion och att systemet skulle bidra med en miljövinst för företaget.

Systemets storlek och uppbyggnad

För att få fram data på hur dimensioneringen och konstruktionen av solcellssystemet skulle se ut behövdes först möjlig andel area av taket som kunde vara täckt av solceller räknas ut.

Genom att se på ritningar på det nya lagret beräknades takets Ground Coverage Ratio (GCR).

National Renewable Energy Laboratory (2018) beskriver GCR som förhållandet mellan arean av solceller och den totala markytan. Ett lågt värde ger större avstånd mellan raderna än ett högt värde. Värdet får inte vara lägre än 0.01 eller högre än 0.99. I det här projektet användes ett CAD-program för att se hur många solceller som maximalt fick plats utifrån dimensionerna från den valda solcellsmodulen. Därefter bestämdes avståndet mellan solcellsraderna och orienteringen på solcellerna. GCR räknades ut enligt följande formel

𝐺𝐶𝑅 = 𝐿

(𝐿 cos 𝛼) +𝐷 − 𝑏𝑛 𝑛 − 1 Ekvation 1.

där L står för längd på solpanel, n motsvarar antal rader, b motsvarar bredd på solpanelen i horisontell riktning, 𝛼motsvarar vinkel mellan solpanel och grunden och D motsvarar totallängd på taket.

Elförbrukning och elproduktion

Elförbrukningen räknades ut utifrån Dahls nuvarande lager i Kallhäll och dellagret Elektronikhöjden 3. Det ansågs ge en bra uppskattning då den nya verksamheten kommer fungera på samma sätt som Kallhäll och elektronikhöjden 3, med undantag för att det nya lagret är större och att det finns en ny, större automationsdel. Elförbrukning från automation, truckladdning, belysning med mera skalades upp utifrån nuvarande lagrets elförbrukningsdata.

Elproduktionen räknades ut med hjälp av SAM utefter vad som var lämpligast i förhållande till företagets elbehov och valda KPI.

Klimat och geografiska förutsättningar

På grund av jordens lutning mot solen har olika platser på jorden olika mycket solstrålning, och därav olika förutsättningar för solceller. I en artikel skriven av Gu m.fl. (2018) undersöktes marknaden för solceller i Sverige ur ett tekniskt och ekonomiskt perspektiv, och när en känslighetsanalys genomfördes visade det sig att av de parametrar de tog hänsyn till var

solstrålning den känsligaste. Gu m.fl. (2018) föreslår även att den genomsnittliga solstrålningen bör ligga på 2.40 kWh/m² per dag (876 kWh/m² per år) för att det ska vara gynnsamt att

installera solceller. Enligt Gu m.fl. (2018) ligger exempelvis den genomsnittliga globala strålningen i Stockholm på runt 2.87 kWh/m² per dag (1047,55 kWh/m² per år), vilket därför tyder på att solstrålningen inom området är tillräcklig för att det ska vara gynnsamt att

installera solceller. Då Dahls nya centrallager kommer ligga i Håbo kommun kunde data från Stockholm som beskriver geografiska förutsättningar användas då de geografiskt ligger nära.

Enligt Sommerfeldt m.fl. (2016) kan solinstrålningen i sin tur påverkas av skugga, både från området runt omkring, själva byggnaden och från bredvidliggande solcellsmoduler ifall solcellerna installeras med viss lutning på en platt yta. Om det under vinterhalvåret ligger ett snötäcke över solpanelerna kan det också leda till noterbart solbortfall. Dock sker detta under de månader där produktionen ändå är som lägst, vilket gör att inverkan är mycket liten.

Sommerfeldt m.fl. skriver även att smuts, pollen och fågelträck sällan läggs i så tjocka lager att det gör någon skillnad på produktionen. Oftast är det så liten skillnad på elproduktion att man inte tjänar på att anlita någon som avlägsnar snön eller rengör. Trots att påverkan från

förlusterna är små har det inkluderats i simuleringen för att försöka få ett så exakt resultat som möjligt.

Inputvärden till SAM

Utöver klimatdatan behölls ytterligare data konstanta under simuleringarna. Dessa inkluderade tekniska och ekonomiska antaganden kring systemet. De elpriser som användes är ett snitt från de senaste åren (Tabell 2).

Tabell 2 visar inputs i SAM.

Input Värde Enhet Referens

Årlig DC degradering 0,3 % per år (Jordan & Kurtz, 2013) Total installationskostnad 10 kr/W (Lindahl m.fl., 2020) Fasta drift- och

underhållskostnader

100 kr/kW per år (Sommerfeldt, 2019)

Livstid växelriktare 15 år (Pettersson &

Energimyndigheten, 2019)

System livstid 30 år (Pettersson &

Energimyndigheten, 2019)

Real diskonteringsränta 6 % -

Inflation 2 % (SCB, u.å.)

Kostnad för el 0,7 kr/kWh -

Säljpris el 0,3 kr/kWh -

Andra ekonomiska värden som togs i beaktning var att vid ett solcellssystem större än 500 kW inkluderades en energiskatt på 33,1 öre/kWh (Finansdepartementet, u.å.). I kostnad för el ingår fasta kostnader, energikostnad och energiskatt och denna data har hämtats från Dahl.

En uppskattning har gjorts utifrån tidigare års väderdata för Stockholm, Arlanda kring hur stora förluster orsakade av snö och smuts det förväntas vara under ett år (Tabell 3).

Tabell 3: Uppskattningar kring förluster orsakade av snö och smuts angivet i procent.

Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec

40% 30% 10% 5% 5% 5% 5% 5% 5% 5% 5% 10%

Val av tekniska KPI

För att utvärdera de tekniska aspekterna av solcellssystemet har följande KPI valts: Solar fraction (SF), Self-sufficiency (SS) och CO2 minskning. Dessa KPI:er syftar till att utvärdera andelen el som kommer från solceller. Även om det totala elbehovet under ett år är mycket högre än elproduktionen, fördelas det inte jämnt över dygnet. Ofta blir produktionen högre än

elbehovet mitt på dagen när solen lyser som starkast. På natten kan det fortfarande finnas ett elbehov men ingen sol vilket gör att solcellssystemet inte täcker förbrukningen (Figur 8). SF och SS ger en bild av hur den här fördelningen ser ut.

Figur 8 visar solcellsproduktionen av el (kW) över dygnet där SC=egenkonsumtion av solel, OP=överproduktion av solel, Grid=elbehov täckt av elnätet.

SF är värdet på den totala produktionen el utvunnen från solcellerna dividerat med det totala elbehovet. SF motsvarar ekvation 2. Desto närmare värdet för solfraktionen är 1, desto större del av elkonsumtionen motsvaras av el producerad av solcellerna. Ekvationen som användes såg ut som följande:

𝑆𝐹 =𝐸_{𝑠𝑐,𝑡} + 𝐸_{𝑜𝑝,𝑡} 𝐸_{𝑠𝑐,𝑡}+ 𝐸_𝑔,𝑡 Ekvation 2.

där Esc,t står för den solel som används, Eop,t står för överproduktionen av solel och Eg,t står för elbehovet som täcks av elnätet (Figur 8).

SS är värdet på hur stor del av det totala elbehovet som täcks av elen producerad av solcellerna.

SS motsvarar ekvation 3. Desto närmare värdet på self-sufficiency är 1, desto större del av elkonsumtionen täcks av el från solceller. Formeln som användes såg ut såhär:

𝑆𝑆 = ∑ [ 𝐸_{𝑠𝑐,𝑡} 𝐸_{𝑠𝑐,𝑡+𝐸𝑔,𝑡}]

ℎ 8760

ℎ=1

Ekvation 3.

där Esc,t står för den solel som används och Eg,t står för elbehovet som täcks av elnätet (Figur 8).

Minskning av koldioxidutsläpp är ett annat KPI som valts. Enligt Nordling m.fl. (2016) är utsläppsfaktorn från den nordiska elmixen ungefär 125 g CO2/kWh. Utsläppsfaktorn från solceller är cirka 40 g CO2/kWh (Roauz, 2017). Minskningen av koldioxidutsläpp räknades ut med ekvation 4.

𝐶𝑂_{2,𝑚𝑖𝑛}= (𝐸_{𝑠𝑐,𝑡}+ 𝐸_{𝑜𝑝,𝑡}) ∙ 𝐶𝑂_{2,𝑑𝑖𝑓𝑓} Ekvation 4.

där Esc,t står för den solel som används och Eop,t står för överproduktionen av solel. CO2,min står för den totala koldioxidminskningen och CO2,diff står för differensen mellan hur många gram koldioxid elmixen i elnätet i norden släpper ut och hur många gram solceller släpper ut, vilket motsvarar 85 g CO2/kWh.