Advanced

Marknadsanalys av energilösning med solceller och batteri - Ett batteris påverkan på egenanvändningen av solel samt på systemets lönsamhet

Nilsson, Maja LU and Ekman, Cecilia LU (2019) FMIM01 20191
Environmental and Energy Systems Studies
Abstract (Swedish)
Sverige har som mål att, år 2040, ha ett helt förnybart elsystem. Idag utgör solceller ungefär 0.2 procent av den totala elproduktionen, men deras marknadsandel ökar hastigt, och antas ha potentialen att leverera 5-10 procent av elproduktionen år 2040. Till följd av den växande solcellsmarknaden har även energilagring, i form av batteri, blivit allt intressantare eftersom man med batterier kan öka nyttjandegraden av egenproducerad solel. Som en konsekvens av denna utveckling, är lönsamheten av batteri som komplement till solceller ett intressant alternativ. I detta arbete utförs en lönsamhetskalkyl av dels solceller och batteri, dels endast solceller, för tre marknadssegment: enskilt hushåll, flerbostadshus samt kontorsverksamhet.

... (More)
Sverige har som mål att, år 2040, ha ett helt förnybart elsystem. Idag utgör solceller ungefär 0.2 procent av den totala elproduktionen, men deras marknadsandel ökar hastigt, och antas ha potentialen att leverera 5-10 procent av elproduktionen år 2040. Till följd av den växande solcellsmarknaden har även energilagring, i form av batteri, blivit allt intressantare eftersom man med batterier kan öka nyttjandegraden av egenproducerad solel. Som en konsekvens av denna utveckling, är lönsamheten av batteri som komplement till solceller ett intressant alternativ. I detta arbete utförs en lönsamhetskalkyl av dels solceller och batteri, dels endast solceller, för tre marknadssegment: enskilt hushåll, flerbostadshus samt kontorsverksamhet.

Utöver denna analys, inventeras även aktuella batteritekniker på marknaden. Baserat på denna inventering, dras slutsatsen att batterier med litium-jonteknik är den batteriteknik vilket anses lämpligast och har störst potential, och därmed är den batteriteknik vilken lönsamhetsanalysen utgår ifrån. Som en del i analysen undersöks även hur lönsamheten påverkas då exempelvis solcells- och batteripris, elpris, ersättning för såld solel samt ändrade nivåer på ekonomiska styrmedel varierar. Resultatet visade att det är väldigt svårt att nå lönsamhet för installation av solceller i kombination med batteri. Endast ett fall för det enskilda hushållet blir lönsamt med batteri, och då endast i känslighetsanalysen med väldigt låg grundinvestering genom att det antas att reinvestering av batteri inte behövs. Däremot visar resultatet god lönsamhet för endast solcellsanläggningar.

Med ett energisystem med en större andel variabel förnybar elproduktion, där dessutom en viss utfasning av baskraft sker i form av kärnkraft, är det av stor vikt att undersöka hur framtida effektbrist kan avhjälpas och leveranssäkerhet kan bibehållas. Energilagring, i form av batteri, som komplement till solceller är en möjlig del i arbetet med att avhjälpa effektbrist, både på lokal och regional nivå. Detta eftersom att investera i batterier vars enda syfte är att avhjälpa effektbrist är för dyrt. (Less)
Popular Abstract
Sweden aims to have a completely renewable electricity system by 2040. Today, photovoltaics (PV) account for about 0.2 percent of total electricity production but are estimated to have a potential to deliver between 5 and 10 percent of total electricity production in 2040. The expansion of the PV market share has already started and is increasing rapidly. Because of the growing PV market, energy storage in the form of a battery, has become more interesting, since batteries as a complement to PV cells can increase the utilization rate of the electricity produced from the PV cells. Because of this development, the profitability of battery as a supplement to PV cells is an interesting analysis. Based on this, this master thesis calculates the... (More)
Sweden aims to have a completely renewable electricity system by 2040. Today, photovoltaics (PV) account for about 0.2 percent of total electricity production but are estimated to have a potential to deliver between 5 and 10 percent of total electricity production in 2040. The expansion of the PV market share has already started and is increasing rapidly. Because of the growing PV market, energy storage in the form of a battery, has become more interesting, since batteries as a complement to PV cells can increase the utilization rate of the electricity produced from the PV cells. Because of this development, the profitability of battery as a supplement to PV cells is an interesting analysis. Based on this, this master thesis calculates the economic viability of PV cells in a combination with a profitability calculation of an energy system with both PV cells and a battery, and PV cells alone, for three market segments: individual
households, multi-dwelling buildings and office buildings.

In addition to this analysis, current battery technologies on the market are also inventoried. Based on this inventory, it is concluded that batteries with lithium-ion technology are considered most suitable and has the greatest potential, and thus it is this battery technology that the profitability analysis is based on. As part of the analysis, it is also examined how profitability is affected by, for example PV- and battery prices, electricity prices, compensation for sold electricity and changed economic policy instruments. The result showed that it is very difficult to achieve profitability with an energy system with PV cells and battery combined. Investment in battery was viable in one case for the individual household, and only with very low investment by assuming that reinvestment of a battery is not needed. However, the result shows good profitability for PV cells only.

With an energy system with a larger share of variable renewable electricity generation, where in addition, phasing out of some base power occur in terms of nuclear power, it is of great importance to examine in which ways future power shortages can be remedied and delivery of electricity can be maintained. Energy storage, in terms of battery for PV cells, is a possible part of a solution in the work of remedying power shortages, both at local and regional level. Why batteries used with PV cells are a possible part of a solution to power shortages instead of batteries with the sole purpose of remedying power shortages, are due to the high price of batteries. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Nilsson, Maja LU and Ekman, Cecilia LU
supervisor
organization
alternative title
Market analysis of energy systems with PV cells and battery - The impact of a battery on the utilization rate of produced electricity and on the system's profitability
course
FMIM01 20191
year
type
H3 - Professional qualifications (4 Years - )
subject
keywords
Solceller, batteri, lönsamhet, egenanvändning, elnät, effektbrist
report number
ISRN LUTFD2/TFEM—19/5142—SE+(1-95)
ISSN
1102-3651
language
Swedish
id
8982894
date added to LUP
2019-06-13 14:24:39
date last changed
2019-06-14 03:45:22
@misc{8982894,
  abstract     = {Sverige har som mål att, år 2040, ha ett helt förnybart elsystem. Idag utgör solceller ungefär 0.2 procent av den totala elproduktionen, men deras marknadsandel ökar hastigt, och antas ha potentialen att leverera 5-10 procent av elproduktionen år 2040. Till följd av den växande solcellsmarknaden har även energilagring, i form av batteri, blivit allt intressantare eftersom man med batterier kan öka nyttjandegraden av egenproducerad solel. Som en konsekvens av denna utveckling, är lönsamheten av batteri som komplement till solceller ett intressant alternativ. I detta arbete utförs en lönsamhetskalkyl av dels solceller och batteri, dels endast solceller, för tre marknadssegment: enskilt hushåll, flerbostadshus samt kontorsverksamhet.

Utöver denna analys, inventeras även aktuella batteritekniker på marknaden. Baserat på denna inventering, dras slutsatsen att batterier med litium-jonteknik är den batteriteknik vilket anses lämpligast och har störst potential, och därmed är den batteriteknik vilken lönsamhetsanalysen utgår ifrån. Som en del i analysen undersöks även hur lönsamheten påverkas då exempelvis solcells- och batteripris, elpris, ersättning för såld solel samt ändrade nivåer på ekonomiska styrmedel varierar. Resultatet visade att det är väldigt svårt att nå lönsamhet för installation av solceller i kombination med batteri. Endast ett fall för det enskilda hushållet blir lönsamt med batteri, och då endast i känslighetsanalysen med väldigt låg grundinvestering genom att det antas att reinvestering av batteri inte behövs. Däremot visar resultatet god lönsamhet för endast solcellsanläggningar.

Med ett energisystem med en större andel variabel förnybar elproduktion, där dessutom en viss utfasning av baskraft sker i form av kärnkraft, är det av stor vikt att undersöka hur framtida effektbrist kan avhjälpas och leveranssäkerhet kan bibehållas. Energilagring, i form av batteri, som komplement till solceller är en möjlig del i arbetet med att avhjälpa effektbrist, både på lokal och regional nivå. Detta eftersom att investera i batterier vars enda syfte är att avhjälpa effektbrist är för dyrt.},
  author       = {Nilsson, Maja and Ekman, Cecilia},
  issn         = {1102-3651},
  keyword      = {Solceller,batteri,lönsamhet,egenanvändning,elnät,effektbrist},
  language     = {swe},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Marknadsanalys av energilösning med solceller och batteri - Ett batteris påverkan på egenanvändningen av solel samt på systemets lönsamhet},
  year         = {2019},
}