The accelerating transition towards renewable energy presents an opportunity to create sustainable urban environments. Growing concerns about energy security and resilience are driving a shift towards decentralised, small-scale electricity generation closer to end users, particularly in urban areas. These end users can act as prosumers, a term that combines the roles of producers and consumers of renewable energy. In this context, advancements in photovoltaic systems, along with increasing electricity demand, underscore the potential of renewable energy to transform urban spaces sustainably.

In this thesis, it is investigated how small-scale photovoltaic systems can be sensitively and effectively integrated into cultural heritage districts. These environments face the dual challenge of meeting sustainability goals while safeguarding material and intangible heritage values. The study addresses two key research questions: (1) How can participatory design methods be created to address barriers and facilitators when prosumers, as key stakeholders, are included in the processes for urban energy transition within cultural heritage districts? And (2) what are the barriers and facilitators of urban energy transition in such contexts? 

The integrated framework conceptualises heritage districts as complex socio-technical systems in which diverse stakeholder values, institutional frameworks, and material constraints interact. The research explores how participatory processes can mediate between competing objectives, technological innovation, aesthetic coherence, and cultural continuity, while enabling equitable decision-making and contextually adapted design outcomes.

Methodologically, the study employs a qualitative abductive analysis research project centred on three case studies in Sweden: Porsön in Luleå, Öjeby Church Town in Piteå (both in Norrbotten), and Södertorg (the South City Square) in Visby, Gotland. These sites were selected for their solar potential, heritage contexts, and varying conditions. Across these cases, a series of participatory design workshops were conducted to engage potential prosumers, local authorities, heritage professionals, and energy experts in co-designing photovoltaic interventions. Through dialogue and design experimentation, the research tested and refined participatory methods for heritage contexts.

The results reveal that involving residents and local actors early in the design process enhances better social acceptance and contextual appropriateness. At the same time, expert input remains essential to ensure technical feasibility and aesthetic quality. Furthermore, energy transition can act as a catalyst for urban renewal, strengthening the attractiveness, accessibility, and sustainability.

The research contributes, both theoretically and practically, to the fields of sustainable urbanism, heritage conservation, and participatory design research. It establishes that a normative, value-driven participatory design approach, situated within a communicative and complex systemic perspective, can bridge the gap between conservation and innovation. 

The study shows that advanced participatory design in urban living labs facilitates the design processes. Future efforts could include qualitative assessments and quantitative analyses of energy performance to develop a guideline manual for decision-makers and planners. Finally, the thesis calls for revising existing policies, regulations, and heritage management instruments to support context-sensitive renewable energy integration.

Omställningen till förnybar energi kan ge möjligheter att forma framtida hållbara städer. Ökade krav på energisäkerhet och resiliens driver en utveckling mot en decentraliserad och småskalig elproduktion närmare slutanvändare, särskilt i stadsmiljöer. Dessa slutanvändare kan agera som prosumenter, ett begrepp som kombinerar producenter och konsumenter av förnybar energi. I detta sammanhang utgör en ökad elanvändning samt den tekniska utvecklingen inom solcellssystem en betydande potential.

Denna avhandling utforskar hur deltagande design kan stödja aktörer i att gemensamt genomföra en varsam och ändamålsenlig integration av solcellssystem i kulturmiljöområden. Dessa miljöer står inför en dubbel utmaning: att uppfylla samtida krav på hållbarhet och livskvalitet samtidigt som materiella och immateriella kulturvärden bevaras. Forskningsproblemet behandlar hur energiomställningen kan förenas med en varsam och kontextuellt anpassad integrering av solceller i byggda miljöer, genom deltagande designprocesser som beaktar lokala värden, kulturhistoriska kvaliteter och intressenters perspektiv.

I studien utvecklas ett integrerat ramverk där kulturarvsdistrikt förstås som komplexa sociotekniska system, inom vilka olika aktörers värderingar, institutionella ramar och materiella förutsättningar samverkar dynamiskt. Mot denna bakgrund analyseras hur deltagande och kommunikativa processer kan mediera mellan delvis motstridiga mål såsom teknisk innovation, estetisk utformning och kulturell kontinuitet, samtidigt som demokratiska beslutsprocesser och kontextanpassade gestaltningslösningar möjliggörs.

Metodologiskt bygger studien på en abduktiv, kvalitativ forskningsansats med tre fallstudier: Porsön i Luleå, Öjebyns kyrkstad i Piteå (Norrbotten) samt Södertorg i Visby (Gotland). Dessa platser har valts utifrån deras höga solenergipotential, skilda kulturhistoriska sammanhang samt varierande sociala och institutionella förutsättningar. Inom ramen för respektive fall genomfördes en serie workshops i deltagande design där boende gemensamt utvecklade och prövade möjliga solcellsintegrationer. Separata workshops med kommunala företrädare, kulturmiljöexperter och energispecialister genomfördes också.  

Resultaten visar att tidig involvering av framtida prosumenter och lokala aktörer i en samskapande process stärker den sociala acceptansen och bidrar till mer kontextuellt förankrade lösningar. Samtidigt framträder betydelsen av expertkunskap för att säkerställa teknisk genomförbarhet och arkitektonisk kvalitet. Fallstudierna visar vidare att energiomställningsinitiativ kan fungera som katalysatorer för bredare stadsförnyelseprocesser genom att öka attraktionskraften, tillgängligheten och den långsiktiga hållbarheten i kulturarvdistrikt.

Avhandlingen bidrar såväl teoretiskt som praktiskt till forskningsfältet kulturarvsstudier. Den visar att en normativt grundad värdeorienterad deltagande- och samskapandeansats, förankrad i ett kommunikativt och komplexitetsteoretiskt perspektiv, kan överbrygga motsättningen mellan bevarande och innovation.

Baserat på studien rekommenderas en fortsatt utveckling av deltagande design inom ramen för urbana testbäddar. Ett förslag är att etablera en virtuell testbädd där olika scenarier för solcellsintegration kan simuleras, utvärderas och förfinas i samverkan med olika aktörsgrupper. Framtida forskning bör kombinera olika kvalitativa metoder för att studera gestaltningsmässiga och sociala effekter tillsammans med kvantitativa analyser av energiprestanda, med målet att utveckla en handbok med riktlinjer för beslutsfattare, planerare och prosumenter.

Avslutningsvis argumenterar avhandlingen för behovet av att vidareutveckla befintliga policyer, regelverk och kulturmiljöbevarande för att möjliggöra en kontextkänslig integrering av förnybar energi. Att skapa en sådan samordning mellan energiomställning och kulturmiljövård utgör inte enbart en teknisk utmaning, utan även ett normativt och etiskt åtagande för hållbara urbana framtider.