Simuleringar har utförts med PVGIS 5 för detta arbetet. Det är ett enkelt
simuleringsprogram. PVGIS 5 har ett standardvärde på 14 % för systemförlusten. Men i verkligheten finns olika okända faktor som påverka förlusterna, vilken gör att
solelproduktion från simuleringen kanske skiljer sig från den verkliga på olika platser. Dimensionering av batterilager gjordes med en enkel modell, vilken är baserad på
differensen mellan solelproduktion och MDD:s effektbehov. Resultaten från modellen är bara för ideala förhållande. Detta betyder att inga beräkningar med ur- och uppladdningstid har tagits med och ingen hänsyn har tagits till förluster i växelriktare och batteriernas
För att förenkla montaget, underlätta service samt för att undvika överhettning måste batterierna sitta med visst avstånd mellan varandra. Detta innebär att den verkliga volymen blir större än den beräknade volymen. Detta ger att nettovolym har använts för Tesla
Powerwall2 när batteriernas volym har beräknats.
7
SLUTSATSER
Slutsatserna av detta arbete är att med befintliga teknik och enbart med solel från solceller på containern är avsaltningsanläggningen omöjlig att köra året runt off-grid. Den högsta
solelproduktionen från solceller på containern är 11 MWh i Gobabeb med en
modulverkningsgrad på 22,8 %, och den högsta drifttiden är 8 % per år i scenario 1. Scenario 3 uppnår företagets mål på vattenproduktionen. För att kan köra 100 % drifttid krävs en installerad effekt 141 kW i Gobabeb respektive 179 kW i Visby för scenario 3. Den minsta motsvarande modulytan blir 618 m2 i Gobabeb och 1 184 m2 i Visby med en
verkningsgrad på 22,8 %. Det blir inget extra utrymme med utrustningar som MDD, solceller och batterilager i containern.
Solinstrålningen är jämn i Gobabeb. Därför har Gobabeb valts för att dimensionera
batterilagret. När det gäller 50 % drift i scenario 3, behöver batterierna en kapacitet på minst 160 kWh för att köra avsaltningsmaskin off-grid i Gobabeb. Nettovolym med utrustningar som MDD, solceller och batterilager blir mindre än containerns volym, d.v.s att de får plats i containern.
Kostnaden per liter producerade renvatten är 0,2 kr för scenario 3 i Gobabeb med en
livslängd på 25 år för solcellsmodulerna. Detta är mer än sex gånger högre än vattenpriset på Gotland och i Gotland har mycket minder solelproduktion än i Gobabeb. Det innebär att det inte är en kostnadseffektiv lösning för Gotland i nuläget. Men kostnaden kan sjunka i
framtiden då normalt solceller och batterier bli billigare med tiden. För vattenbristområden så som Gobabeb kan det vara ett värdefullt sätt att lösa vattenbristen.
8
FÖRSLAG TILL FORTSATT ARBETE
I denna studie har PVGIS 5 använts för att simulera solcellsproduktionen. Det skulle vara intressant att se vilken resultatanvändning av PVsyst med samma input data skulle ge.
Resultaten söker om avsaltningsanläggningen körs off-grid. Det skulle vara intressant att se om system kopplas till elnät.
Kontrollera om det är möjligt göra mindre maskin med lägre effektbehov.
Kontrollera om rimligheten för att köra avsaltning med andra tekniker från solenergi eller andra energikällor utan solenergi.
9
REFERENSER
Anon. (2017). Solenergi i framtiden - Vattenfall. Retrieved from
https://corporate.vattenfall.se/om-energi/el-och- varmeproduktion/solenergi/solenergi-i-framtiden/
Batteryuniversity. (2017a). Global Battery Markets Information. Retrieved from
http://batteryuniversity.com/learn/article/global_battery_markets
Batteryuniversity. (2017b). How do lithium batteries work? Retrieved from
http://batteryuniversity.com/learn/article/lithium_based_batteries
Bondeson, S. (2018). Batterier och energilagring - Solel utan sol? . Retrieved from
https://savebysolar.se/batteri-energilagring-solceller/
Duffie, J. A., & Beckman, W. A. (2013). Solar Engineering of Thermal Processes: Wiley. Energimyndigheten. (2018). Solceller. Retrieved from
http://www.energimyndigheten.se/fornybart/solenergi/solceller/
Fao. (2005). Namibia. Geography, climate and population. Retrieved from
http://www.fao.org/nr/water/aquastat/countries_regions/nam/index.stm
Gotland, R. (2018). Taxa för region Gotlands allmänna vatten- och avloppsanläggning. Retrieved from https://www.gotland.se/48930
Häberlin, H. (2012). Solar Cells: Their Design Engineering and Operating Principles
Photovoltaics.
Hafez, A. Z., Soliman, A., El-Metwally, K. A., & Ismail, I. M. (2016). Solar parabolic dish Stirling engine system design, simulation, and thermal analysis. Energy Conversion
and Management, 126, 60-75. doi:https://doi.org/10.1016/j.enconman.2016.07.067
Ipowersa. (2018). Off grid solar system calculator. Retrieved from
http://ipowersa.co.za/shop/index.php/system-payback-and-design-calculators/off- grid-solar-system-calculator/
Ise.fraunhofer.de. (2018). PHOTOVOLTAICS REPORT. Retrieved from
https://www.ise.fraunhofer.de/content/dam/ise/de/documents/publications/studies /Photovoltaics-Report.pdf
Malmsten, J. (2015). Solceller på tak, Möjligheter och fallgropar. Retrieved from
http://belok.se/download/genomforda_projekt/Solceller%20p%C3%A5%20tak_han dbok.pdf
Merei, G., Berger, C., & Sauer, D. U. (2013). Optimization of an off-grid hybrid PV–Wind– Diesel system with different battery technologies using genetic algorithm. Solar
Energy, 97, 460-473. doi:https://doi.org/10.1016/j.solener.2013.08.016
Mtsab.nu. (2018). Water in a box. Retrieved from http://www.mtsab.nu/sv-SE/water-in-a- box-30296596
Perlman, H. (1993). Where is Earth’s water? Retrieved from
http://water.usgs.gov/edu/earthwherewater.html
PVGIS. (2015). Solar radiation Africa, Europe and Asia. Retrieved from
http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/
PVGIS. (2017a). Getting started with PVGIS. Retrieved from
http://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_static/en/intro.html
PVGIS. (2017b). Overview of PVGIS data sources and calculation methods. Retrieved from
http://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_static/methods.html
PVGIS. (2018). Photovoltaic Geographical Information System (Version 5). Retrieved from
http://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/tools.html#PVP
SMHI. (2007). Solstrålning. Retrieved from
https://www.smhi.se/kunskapsbanken/meteorologi/solstralning-1.4186
SMHI. (2017a). Normal globalstrålning under ett år. Retrieved from
https://www.smhi.se/klimatdata/meteorologi/stralning/normal-globalstralning- under-ett-ar-1.2927
SMHI. (2017b). Risk för vattenbrist. Retrieved from https://www.smhi.se/vadret/vadret-i- sverige/risk-for-vattenbrist
SMHI. (2018). Torka i framtiden. Retrieved from
https://www.smhi.se/kunskapsbanken/hydrologi/torka-1.111075
. Solar Cells: Their Design Engineering and Operating Principles. Photovoltaics. SolarPACES. (2017). How CSP Works: Tower, Trough, Fresnel or Dish - SolarPACES.
Retrieved from http://www.solarpaces.org/how-csp-works/
SolEl-Programmet. (2015). Installationsguide nätanslutna solcellsanläggningar. Retrieved from https://www.svensksolenergi.se/upload/pdf/installationsguidesolceller07.pdf
Solensenergi. (2018). Solceller- solens Energi. Retrieved from
http://solensenergi.se/solensenergi/teknik/solpaneler/
Stridh, B. (2016). Statistik över solcells-installationer i Sverige - 2. Modulverkningsgrad Retrieved from http://bengtsvillablogg.info/2012/11/02/statistik-over-solcells- installationer-i-sverige-2-modulverkningsgrad/
Stridh, B. (2017a). Energilagring. Mälardalens högskola.
Stridh, B. (2017b). Solceller - svar på vanliga frågor. Retrieved from
http://bengtsvillablogg.info/2013/02/10/solceller-svar-pa-vanliga-fragor/
SunPower. (2016). X-Series Solar Panels. Retrieved from https://us.sunpower.com/solar- panels-technology/x-series-solar-panels/
Svensksolenergi. (2015). Fakta om solenergi. Retrieved from
https://www.svensksolenergi.se/fakta-om-solenergi
Sylwan, I. (2018) Energianvändning för Millennium Desalination Device/Interviewer: M.
Wu. Mälardalens högskola.
Tesla. (2018). Powerwall. Retrieved from https://www.tesla.com/sv_SE/powerwall
WaterAid. (2018). Världsvattendagen 2018 Retrieved from
https://www.wateraid.org/se/varldsvattendagen-2018
Wen, G. (2018). Solar Radiation. Retrieved from
https://atmospheres.gsfc.nasa.gov/climate/index.php?section=136
Weniger, J., Tjaden, T., & Quaschning, V. (2014). Sizing of Residential PV Battery Systems.
Energy Procedia, 46, 78-87. doi:https://doi.org/10.1016/j.egypro.2014.01.160
Wri. (2015). Ranking the World’s Most Water-Stressed Countries in 2040. Retrieved from
http://www.wri.org/blog/2015/08/ranking-world%E2%80%99s-most-water- stressed-countries-2040