This thesis evaluates the techno-economic impact of integrating photovoltaic-thermal (PVT) collectors into a ground source heat pump (GSHP) system installed in a single-family house (SFH) located in Stockholm, Sweden. The house, with a heated floor area of 140 m², has been operating with a 250 m borehole for ten years before the proposed integration. The primary objective is to assess how PVT integration affects seasonal performance (SPF4+), borehole thermal regeneration, and total life-cycle cost (TLCC), considering variations in borehole depth and collector area. A 20-year simulation was conducted using TRNSYS 18, based on an adapted model by Sommerfeldt and Madani, later modified by Beltran et al. to include different empirical coefficients for PVT collector’s types. Output data were processed with a preformatted Excel tool. A Python-based borehole model using g-functions (developed by Geoenergy group from Bengt Dahlgren company) was applied for detailed thermal response analysis. PVT collectors were introduced in year 11, and scenarios included four PVT technologies (ST, BC-AL-20, FT, BCPP) evaluated at a constant area of 30 m². Further analysis focused on BC-AL-20 and ST collectors, assessing performance at depths of 150–250 m and for different collector areas. Results indicate that PVT integration can recover the SPF4+ lost in the first decade and achieve up to 103% annual borehole regeneration. However, in all scenarios involving PVTs, the TLCC increases by up to 32% with 30m², highlighting the economic trade-off of thermal regeneration. In contrast, PV-only systems reduced TLCC by 6.6%, offering the best economic outcome, albeit without improving borehole thermal balance. Therefore, a 150m borehole, delayed PVT installation and a future reassessment are recommended.

Denna avhandling utvärderar den tekno-ekonomiska påverkan av att integrera fotovoltaisktermiska (PVT) solfångare i ett bergvärmepumpsystem (GSHP) installerat i en enfamiljsvilla (SFH)belägen i Stockholm, Sverige. Huset, med en uppvärmd golvarea på 140 m², har drivits med ett250m djupt borrhål under tio år före den föreslagna integrationen. Det primära målet är attanalysera hur PVT-integration påverkar den säsongsbundna prestandan (SPF4+), termiskregeneration i borrhålet samt den totala livscykelkostnaden (TLCC), med hänsyn till variationer i borrhålsdjup och solfångararea. En 20-årig simulering genomfördes i TRNSYS 18, baserad på en anpassad modell utvecklad av Sommerfeldt och Madani, senare modifierad av Beltran et al. för att inkludera olika empiriska koefficienter för olika typer av PVT-solfångare. Utdata bearbetades med ett förformat Excelverktyg. En Python-baserad borrhålsmodell med g-funktioner (utvecklad av Geoenergy-gruppen på Bengt Dahlgren) användes för en detaljerad analys av den termiska responsen. PVT-solfångare introducerades år 11, och scenarierna inkluderade fyra PVT-teknologier (ST, BC-AL-20, FT, BC-PP) som utvärderades vid en konstant area på 30m². Vidare analyser fokuserade på BC-AL-20 och ST solfångare, där prestanda utvärderades vid borrhålsdjup på 150–250 m och med 4–15 solfångarenheter. Resultaten visar att PVT-integration kan återställa den SPF4+ som förlorats under det första decenniet och uppnå upp till 103 % årlig borrhålsregeneration. I samtliga scenarier med PVT ökade dock TLCC med upp till 32 % vid 30m², vilket belyser den ekonomiska avvägningen mellan kostnad och termisk regeneration. Däremot minskade PV-system utan termisk integration TLCC med 6.6%, vilket gav det bästa ekonomiska utfallet, men utan att förbättra borrhålets termiska balans. Därför rekommenderas ett 150m borrhål, fördröjd installation av PVT samt en framtida omprövning.