Utbyggda solcellsanläggningar är en nyckelfaktor i omställningen till ett hållbart samhälle och i Sverige ska solenergins andel i energisystemet öka hundrafalt under 25 år, enligt Energimyndighetens målbild. Detta kommer att kräva avsevärda anpassningar i elsystemet, både när det gäller teknik, affärsmodeller och lagstiftning.

1900-talets lösningar kommer helt enkelt inte att fungera när vi går in i en helt ny situation där hundratusentals små elkällor ska kopplas ihop med elnätet – elkällor som dessutom varierar mycket med solinstrålningen. Till exempel kommer många husägare vilja köpa el vid vissa tidpunkter och sälja el vid andra, beroende på hur mycket deras egna solceller ger.

Några av utmaningarna är:

• Hur ska elsystemet styras för att undvika elbrist och överbelastning?
• Hur kan framtidens fastigheter och deras styrsystem anpassas för produktion och lagring av el?
• Hur ska elnätet prissättas och finansieras om många användare bara behöver det ibland eftersom de tidvis är självförsörjande?

Akademiska Hus och Chalmersfastigheter äger byggnaderna på Chalmers, där det pågår omfattande forskning för att hitta lösningar på utmaningarna. Nu satsar fastighetsägarna totalt 8 miljoner kronor på solceller som kommer att vässa forskningsmiljön ytterligare.

– För oss är solcellerna på Chalmers en del av lösningen för att reducera den köpta mängden energi, säger Per Löveryd, innovationssamordnare och energiingenjör på Akademiska Hus. Vi vill satsa på en teknik som många ser som en nyckelkomponent i framtidens koldioxidneutrala energisystem, och vi vill visa att det är lönsamt. Dessutom vill vi bidra till Chalmers forskningsmiljö kring fastighetsnära energiproduktion och till den testbädd som vårt elnät på området ger förutsättningar för.

Solcellerna kommer att täcka ungefär 4200 kvadratmeter tak på Chalmers campus Johanneberg – fördelat på åtta byggnader. Solcellskapaciteten blir 600 kilowatt, och den årliga elproduktionen 550 000 kilowattimmar.

Installationerna startar våren 2018. När de är färdiga mot slutet av 2019 kommer Chalmers campus Johanneberg att vara en av Sveriges solcellstätaste stadsdelar.

–Den här satsningen bidrar dels som en unik forskningsmiljö och dels till att lyfta fram Chalmers hållbarhetsfokus, säger Chalmers rektor Stefan Bengtsson. Vårt lokala elsystem på campus Johanneberg kommer att få en solelsandel som ligger närmare den andel man räknar med för framtidens elmarknad som helhet. Det ger nya konkreta möjligheter att studera hur en ökande andel solel kommer att påverka elsystemets infrastruktur, affärsmodeller och lagstiftning.

Redan idag pågår flera forskningsprojekt som kommer att dra nytta av solcellerna genom att använda dem som testbädd. Ett exempel är EU-projektet. Det ska koppla ihop alla byggnader på campus Johanneberg till ett lokalt energisystem där el, värme och kyla som produceras på campus kan lagras och överföras med hjälp av en virtuell energihandelsplats. Små lokala energisystem förväntas få allt större betydelse för fossilfri och kostnadseffektiv energiförsörjning i framtiden – liksom möjligheten att köpa och sälja el inom dem.

Mer om: Chalmers unika miljö för forskning om energisystem
Den nya solcellssatsningen blir en av flera faktorer som tillsammans skapar en miljö för energisystemforskning som saknar motstycke i Europa. Några andra faktorer är:

• Många befintliga och planerade projekt om olika aspekter av energisystemet (se exempel nedan).
• Chalmers kraftcentral. Kraftcentralen är en avancerad forskningsanläggning med inriktning på koldioxidinfångning och omvandling av biomassa. Den lockar forskare och industri från hela världen, och producerar fjärrvärme och kyla som täcker hela Chalmers behov. De första pannorna i Kraftcentralen byggdes redan 1947.
• Undantag från lagkraven om nätkoncession. Grundregeln är att alla som vill distribuera ut egenproducerad el måste göra det via Sveriges centrala elnät. Men verksamheter som sjukhus, skolor och universitet kan vara undantagna från dessa regler. På campus Johanneberg kan man därför flytta el mellan byggnader utan att till exempel energiskatt tillkommer. Detta innebär att man under större frihet kan utvärdera modeller för hur elnätet kan prissättas och hur effektiva lokala energisystem kan utformas.

Mer om: Projekt inom energisystemforskningen
Exempel på projekt som redan pågår och som direkt kommer att ges bättre förutsättningar genom solcellssatsningen:

• FED – Fossil Free Energy District.EU-projekt där man ska skapa en virtuell energimarknadsplats. Syftet är att lokalt kunna handla med el, vilket det kan finnas behov av i framtiden när det finns allt fler lokala elproducenter som har egna solceller. Syftet med projektet är också att utvärdera om man uppnå kostnadseffektiva energilösningar genom att jobba med ett helt distrikt snarare än med varje individuell fastighet.
• Interaktionen mellan lokala och storskaliga elnät. Att införa lokala elnät i stor skala (drivet av utbyggnad av solceller) kommer innebära utmaningar för funktion och prissättning av överliggande elnät. Forskningsprojektet utforskar hur man kan skapa en effektivare samverkan mellan lokala mikronät och storskaliga distributionsnät. Campus Johannebergs elnät används som studieobjekt.
• Bättre styrsystem av byggnader. Genom att studera hur solceller, fastigheters styrsystem och batterier samverkar undersöker forskarna hur man kan producera och lagra solel effektivt på lokal nivå.
• Iris – Integrated and Replicable solutions for co-creation in Sustainable cities. EU-projekt som bland annat ska utveckla nya lösningar för förnybar energi, hur den kan lagras och styras, samt hållbara transporter.

Mer om: Akademiska Hus och Chalmersfastigheters satsning på solceller
Med start våren 2018 och slutförande under 2019 ska solceller installeras på åtta tak på campus Johanneberg. Bland annat på Kårhuset, Kemihuset, Samhällsbyggnadshuset och Biblioteket.

Solcellerna i satsningen kommer att ge ungefär 600 kilowatt. Parallella projekt kommer dessutom att ge en solcellskapacitet på ytterligare minst 225 kilowatt. Tillsammans med de solceller som redan finns på campus kommer detta att innebära att ungefär 3 procent av elförbrukningen på campus Johanneberg täcks av solel när installationerna är klara. Motsvarande siffra för Sverige som helhet var cirka 0,14 procent år 2016.

Lejonparten av solcellerna på området kommer att vara konventionella solceller av kristallint kisel.

Planer finns även för att senare installera solceller på campus Lindholmen.

Solcellssatsningen kommer att ingå i programmet Five star campus, som bland annat samordnar användningen av Chalmers campus som testbäddar inom forskningen.



Källa: Chalmers