The arrival of the electric vehicle is being faster than estimated. This growth requires a charging infrastructure that can cover the energy needs of electric mobility. To this end, it is necessary that the charging points be installed in the most suitable places to satisfy the coming demand. The optimal and efficient choice of the location of new charging sites will not only help to absorb more demand, but will also improve the economic prospect and facilitate the adoption of electric vehicles. Tesla is the fastest growing electric vehicle company in recent years, with over 500,000 EVs worldwide and some 35,000 in the UK, reporting real-time data on various vehicle parameters. This data is very advantageous for understanding the customer's charging needs from a geographical and demand point of view. This project therefore consists of the development of data tools that allow the precise location and size of new charging points in the UK. A first demand planning tool informs about the number of charging stalls required in a given region covered by an existing Superchargers. A second data tool, built from a Machine Learning model, will predict the number of monthly charging sessions that the new Supercharger will receive. To develop both tools, Tesla data has been examined from different sources describing the geographic characteristics of the charger, driver, and vehicle, and found a regression to an average monthly charge, plus a required number of stalls per region. The thesis is written for Tesla and uses the data sources available to the company. Several machine learning methods have been evaluate to confirm which is the most successful in this analysis. Also, other features are analysed such as, how the frequency of data collection affects prediction, and which characteristics most influence the demand for a new Supercharger. Important characteristics for the demand for a supercharger are related to traffic, number of nearest customers and the type of supercharger. The demand planning shows that the UK will need more than 200 new stalls to cover the demand of December 2021. In addition, the charging sessions prediction tool has an average error of 18% which will allow to optimize the distribution of new superchargers. Finally, this tool is used by the charging department which together with the knowledge of the project developer allows to make an optimal choice of the location of a new supercharger. / Elbilens ankomst går snabbare än beräknat. Denna tillväxt kräver en laddningsinfrastruktur som kan täcka energibehovet för elektrisk rörlighet. För detta ändamål är det nödvändigt att laddpunkterna installeras på de lämpligaste platserna för att tillgodose den kommande efterfrågan. Det optimala och effektiva valet av plats för nya laddningsplatser hjälper inte bara till att absorbera mer efterfrågan, utan kommer också att förbättra de ekonomiska utsikterna och underlätta införandet av elfordon. Tesla är det snabbast växande elfordonsföretaget de senaste åren, med över 500 000 elfordon över hela världen och cirka 35 000 i Storbritannien och rapporterar realtidsdata om olika fordonsparametrar. Dessa uppgifter är mycket fördelaktiga för att förstå kundens debiteringsbehov ur geografisk och efterfrågans synvinkel. Detta projekt består därför av utvecklingen av dataverktyg som möjliggör den exakta placeringen och storleken på nya laddpunkter i Storbritannien. Ett första planeringsverktyg för efterfrågan informerar om antalet laddningsstationer som krävs i en viss region täckt av befintliga Superchargers. Ett andra dataverktyg, byggt från en maskininlärningsmodell, kommer att förutsäga antalet månatliga laddningssessioner som den nya supercharger kommer att få. För att utveckla båda verktygen har Tesla-data undersökts från olika källor som beskriver de geografiska egenskaperna hos laddaren, föraren och fordonet, och fann en regression till en genomsnittlig månadsavgift plus ett nödvändigt antal bås per region. Avhandlingen är skriven för Tesla och använder de datakällor som företaget har tillgång till. Flera maskininlärningsmetoder har utvärderats för att bekräfta vilken som är den mest framgångsrika i denna analys. Dessutom analyseras andra funktioner som hur frekvensen för datainsamling påverkar förutsägelsen och vilka egenskaper som mest påverkar efterfrågan på en ny supercharger. Viktiga egenskaper för efterfrågan på en supercharger är relaterade till trafik, antalet närmaste kunder och typen av supercharger. Efterfrågan planering visar att Storbritannien kommer att behöva mer än 200 nya bås för att täcka efterfrågan i december 2021. Dessutom har laddningssessioner förutsägelse verktyg ett genomsnittligt fel på 18% som gör det möjligt att optimera distributionen av nya supercharger. Slutligen används detta verktyg av laddningsavdelningen som tillsammans med kunskapen från projektutvecklaren gör det möjligt att göra ett optimalt val av platsen för en ny supercharger.

Målet med detta arbete är att undersöka om det finns ett pålitligt sätt att bibehålla dagens uppvärmningskvalitet och samtidigt minska klimatavtrycket ombord på Sjöfartshögskolans skolfartyg M/S Calmare Nyckel. Detta sker genom att jämföra tre olika uppvärmningslösningar som ersätter den nuvarande oljepannan. Driftkostnad för tre alternativa uppvärmningsmetoder jämförs och minskad CO2 presenteras. Dagens CO2 belastning för fartyget beräknas med hjälp av bunkerhistoriken och redovisas i ett diagram. Med hjälp av termografering söks de områden med störst värmeförluster och bäst potential för att öka energibesparing upp. Det alternativ med den billigaste årskostnaden blir en sjövattenvärmepump. Men på grund av att den behöver assisteras av den befintliga oljepannan för att klara effekttoppar dras slutsatsen att fjärrvärme är det lämpligaste alternativet.

The GREC is a new type of renewable heat engine that challenges the current dominating combustion engines. By using renewable energy the GREC offer a theoretical high efficiency, possibilities for large scalability and a high power output. The GREC could therefore be a step into a better future regarding energy production without consumption of fossil fuel. The report has the aim to further develop the fundamental technology and present a theoretical proof of concept of the GREC engine. This was performed by establishing a mathematical model in order to produce realistic results in terms of performance. As well as material analyzes and construction improvements of crucial parts for future physical models.The mathematical model was constructed with the help of the fundamental principals of the Carnot-engine. With this in mind the development of the mathematical model was formed by stating necessary thermodynamic assumptions, equations and simplifications that focused on the heat transfer within the engine. The material analysis focused on performing thermal and stress simulations on selected parts with sought out material properties that would benefit the efficiency for the GREC. With the use of a scaled Six Sigma quality approach future construction improvements could be pinpointed and thereby give guidance to future work. Results show that the GREC theoretically benefits performance-wise by being constructed in larger scales and with higher temperature differences between two heat reservoirs. Change of construction materials also show increased performance, for example using bakelite for isolation. The found construction improvements using Six Sigma across the physical model show that a path to a solution of the problem could be pinpointed. This will also contribute to GRECs development when solved.

Denna rapport undersöker olika ventilationssystem som förekommer i utgrävningsfasen av underjordiska oljelager med målet att ta reda på om det finns ett tillvägagångssätt som anses vara det bästa med avseende på funktion och ekonomi. Information om dessa ventilationslösningar har samlats genom sökning i olika databaser. Lösningarna har diskuterats, jämförts samt simulerats i programmet VentSim™. Jämförelse visar att bästa ventilationssystemet är med frånluft i separata ventilationsschakt placerade i mitten av lagringstunnlarna. Detta för att det ger kortast avstånd mellan föroreningskälla och utsug. En alternativ lösning är användning av oljeschakt som temporära ventilationsschakt. Denna metod visar på goda ventilationstider utan att behöva borra ett till schakt och är därför intressant för projekt med begränsad budget. / This report investigates the possible ventilation techniques used in the construction phase of underground storage caverns. The reason for this is to see if there is an approach that is the best solution regarding air quality and ventilation times for contaminants. Information about the previously used methods and solutions during the excavation phase has been gathered through searches in various data bases. These have been discussed, compared with each other, and simulated in VentSim™. Comparison shows the best ventilation technique is using exhaust ventilation through separately constructed ventilation shafts placed in the middle of each cavern. One alternative solution is the use of oil shafts as temporary ventilation shafts. This method shows good exhaust times without having to drill a shaft and is therefore interesting for projects with a limited budget.

No description available.

Under 2018 hade bostads- och servicesektorn en energianvändning på 147 TWh, vilket motsvarar un- gefär en tredjedel av Sveriges totala energianvändning. Idag har Sverige satt upp energi- och klimatmål som ska uppnås, där energianvändningen för år 2030 ska vara 50 % mer effektiv än den var under år 2005. För att detta ska uppnås så behöver bland annat bostadssektorn att effektiviseras. Examensarbetet har utförts i samarbete med företaget Holmen i Hallstavik genom en analys av deras äldre fastighetsområde bestående av ungefär 100 villor och flerfamiljshus. Analysen består av en kartläggning av fastighetsområdets förbrukningsnivåer, kostnader och hyror under åren 2018 och 2019. En fallstudie för byte av oljepannor har även utförts för att undersöka vad som skulle vara det mest energi- och kostnadseffektiva alternativet för uppvärmning av fastigheterna. Samt en analys har utförts av en fastighet i simuleringsprogrammet IDA ICE för att undersöka fastighetens kostnads- och energieffektiviseringspotential. En kartläggning över fastighetsområdet har utförts och visar en spridning på fastigheternas upp- värmningsbehov och en stor skillnad om fastigheterna har varm- eller kallhyra. Uppvärmning av fastigheterna och tappvarmvatten är den största utgiften och den med störst effektiviseringspoten- tial. Fallstudien byte av oljepannor visar att det mest kostnads- och energieffektiva alternativet var att byta till en luft-luftvärmepump och luft-vattenvärmepump. Analysen av fastigheten i IDA ICE simulerades en liknande energianvändning som idag och den åtgärd som hade störst energieffektivi- seringspotential var att tilläggsisolera fastighetens ytterväggar. / During 2018 the housing and service sector had an energy use of 147 TWh, which is approximately one third of Sweden’s total energy use. Today Sweden have energy and climate goals were the energy use for 2030 should be 50 % more efficient than it was in 2005. To achieve this goal the housing sector need to be more energy efficient. The degree project has been performed in collaboration with Holmen Paper in Hallstavik. An ana- lyse has been done of their older properties consisting of approximately 100 houses and apartment buildings. The analyse consist of a review of the consumptions, costs and rents during 2018 and 2019. It also consists of a case study for changing the oil boilers to something more energy- and cost efficient for heating the properties. An analysis has been done for one of the houses in the simulation programme IDA ICE to see the potential for the house to be more cost- and energy efficient. The mapping of the property area has been carried out and shows that the houses in the area have very different heating demands and its big difference depending on what kind of rent they have. The properties heating and domestic hot water demand is the largest expense and the one with the greatest efficiency potential. The case study of changing the oil boilers shows that the most cost- and energy-efficient alternative was to change to an air-air or air-water-heating pump. The analysis of the property in IDA ICE simulated a similar energy use as of today and the measure that had the greatest energy efficiency potential was to additionally insulate the property’s outer walls.

This master thesis is done within the Energy Systems Engineering program at Uppsala University and performed for Forsmarks Kraftgrupp, Vattenfall. Forsmark is a nuclear power plant that consists of three BWR units and is an important component for the Swedish power system. An important part of the system inside the nuclear power plant is the control rod drives, which controls the motion of the control rods inside the core to adjust the power production of the plant. Currrently the wear of the control rod drives has increased thus the economic costs due to the wear increases. The aim of this thesis is to analyse the current wear of the control rod drives at Forsmark 1 and Forsmark 2. Moreover the thesis presents possible reasons for the origin of the wear together with derived methods for possible identifications of wear in the control rod drives at an early stage, which is analysed in the simulation program MATLAB. Furthermore the report presents a new maintenance plan for the control rod drives at Forsmark 1 and Forsmark 2 based on the evaluation of the current wear together with knowledgement from other nuclear power plants regarding an optimal maintenance plan for the control rod drives.

Elvägar kan vara en lösning för att ställa om till ett hållbarare transportsystem. Med elvägar kan elfordon laddas med el medan de åker på vägen. Det finns flera olika tekniker för elvägar som är under utveckling, och det finns flera demonstrationsanläggningar i Sverige. Elways AB har utvecklat en teknik som fungerar för både lastbilar och personbilar. I denna rapport har en beräkningsmodell för återbetalningstiden utarbetats, och förslag har getts på hur stor andel elväg som ska täcka en sträcka. En stor andel elväg på en sträcka innebär en större investeringskostnad för elvägen medan batterierna i fordonen kan vara små. Motsatt förhållande gäller vid liten andel elväg. Syftet med denna rapport är främst att ge underlag för att avgöra optimal andel elväg på en sträcka, baserat på lönsamhetsberäkningarna. Relevanta ekvationer har tagits fram genom litteraturstudier, resonemang och härledningar. En viktig parameter är batteriernas livslängd, och en modell har använts som beräknar det beroende på användning. Beräkningarna innehåller ett antal osäkra parametrar, varför resultatet för flera olika scenarier presenteras. Fler känslighetsanalyser visas dessutom i bilaga. 4 huvudsakliga slutsatser kan dras utifrån resultatet: Det kan räcka att täcka cirka 30–35% av utvalda sträckor med elväg, med jämna intervall. Lönsamheten blir god, och investeringskostnaden blir förhållandevis låg, vilket underlättar i ett tidigt utbyggnadsskede när osäkerheterna kring tekniker och lönsamheten är stora. När sedan erfarenheterna och antalet användare ökar och osäkerheterna minskar, kan elvägarna byggas ut, både med fler sträckor och större andel på de befintliga sträckorna. Med en lägre hastighetsbegränsning på sträckan räcker det med ännu mindre andel elväg och återbetalningstiden förkortas. Med personbilar medräknade blir lönsamheten signifikant bättre än när endast lastbilar räknas med. Detta gäller åtminstone vid högre andel elväg.

Elsystemet måste vara i balans mellan den el som produceras och den el som konsumeras, i varje sekund året om, för att undvika effektbrist. Risken för obalans i elsystemet ökar dock, delvis på grund av en ökad andel förnybar och intermittent elproduktion. Energilager kan vara avgörande i att balansera produktion och konsumtion, genom att spara energi när det finns överskott och använda den när behovet är större. Energilager möjliggör även att energisystem kan kopplas bort från nätet och verka i så kallade off-grid system. Ett sådant system kan exempelvis bestå av solceller som tillgodoser elproduktion, batterier som möjliggör energilaging på kort sikt, upp till dygn, och vätgaslagring som möjliggör energilagring på längre sikt, över säsonger.  I detta arbete utformades ett tvådelat syfte. Dels syftade det till att undersöka hur olika energilagringstekniker som är kompatibla med solel presterar i förhållande till varandra, dels syftade det till att utforma ett dimensioneringsverktyg för off-grid system med solceller, batterier och vätgaslagring. Med hjälp av verktyget skulle dessutom verkliga verksamheter undersökas.  Insamlad data från flertalet olika studier lade grunden till en mjuk multikriterieanalys som utvärderar 11 olika energilagringstekniker, utifrån en femgradig normativ skala. Dessa mekaniska, elektriska, elektrokemiska och kemiska tekniker utvärderades utifrån 17 olika tekniska, ekonomiska och miljömässiga kriterier. Dimensioneringsverktyget utformades i Microsoft Excel och baseras på produktionsdata från solceller, som erhålls från två standardfall. Genom inmatning av elkonsumtionsdata och optimal solcellsyta genererar verktyget rekommenderade storlekar på batteri och vätgastank. Detta genom att verktyget beräknar alla energiflöden inom systemet på timbasis. Den optimala solcellsytan behöver beräknas fram genom iterativt användning av verktyget, tills inköpt vätgas elimineras. Med hjälp av verktyget undersöktes ett lantbruk, ett gårdshotell och en verkstad utifrån historisk konsumtionsdata. Resultatet från multikriterieanalysen visar att de undersökta energilagringsteknikerna har för- och nackdelar, där ingen teknik utmärker sig som bäst eller sämst i samtliga kriterier. Pumpvattenkraft, tryckluft och vätgassystem har hög effekt- och energilagringskapacitet. Svänghjul, superkondensatorer och SMES har hög round-trip efficiency, effekttäthet och cykelkapacitet. Batterier fick flest medelbetyg, där de undersökta var bly-syra, litiumjon, natriumsvavel, vandain redox och zink-brom. Arbetet har även resulterat i ett användarvänligt dimensioneringsverktyg. Tillämpning av verktyget visar att de undersökta verksamheterna kräver mer elproduktion från solceller än vad den tillgängliga takytan tillåter, för att kunna verka off-grid. Resultatet visar också på behov av stora batterier och vätgastankar, vilket leder till stora kostnader. Då konsumtionsdata från lantbruket modifieras för att exkludera avvikande toppar behövs däremot inte hela takytan, utan mindre system kan erhållas.  Några slutsatser som kan dras från multikriterieanalysen är att vid val av lämplig energilagringsteknik bör hänsyn tas till var tekniken ska implementeras, samt att det kan vara fördelaktigt att kombinera flera olika tekniker för att kombinera deras respektive fördelar. Några slutsatser från användningen av dimensioneringsverktyget är att det krävs ökad elproduktion, minskad elkonsumtion, förbättrad round-trip efficiency på systemet samt lägre kostnader för att dessa system ska bli lönsamma att implementera i liknande befintliga verksamheter. / The electricity system must be balanced between the produced electricity and the consumed electricity, every second of the year, in order to avoid power shortage. However, the risk of imbalance in the electricity system is increasing, partly due to an increased share of electricity production from renewable and intermittent sources. Energy storage can be crucial in balancing production and consumption, by saving energy when there is a surplus and using it when the demand is higher. Furthermore, the use of energy storage enables energy systems to be disconnected from the grid and operate in so-called off-grid systems. Such a system can, for example, consist of photovoltaic (PV) cells that produces the electricity, batteries that enable energy storage short term up to a day, and hydrogen storage that facilitates energy storage in the longer term across seasons.  In this project, a two-parted aim was formed. Partly, it aimed to investigate how different energy storage technologies that are compatible with PV cells perform in relation to each other and partly, it aimed to create a sizing tool for off-grid systems with PV cells, batteries, and hydrogen storage. Moreover, different existing facilities would be investigated with the tool.  Collected data from several different studies formed the foundation for a soft multi-criteria analysis that evaluates 11 different energy storage technologies, based on a five-point normative scale. These mechanical, electrical, electrochemical, and chemical energy storage technologies were evaluated based on 17 different technical, economic, and environmental criteria.  The sizing tool was created in Microsoft Excel and is based on production data from PV cells, obtained from two standard cases. By inserting electricity consumption data and optimal roof area with PV cells, the tool generates recommended sizes on battery and hydrogen tank. The tool obtains this by calculating all energy flows hourly within the system. The optimal PV-cell area needs to be calculated through iterative use of the tool, until purchased hydrogen is eliminated. With help from the tool, an agricultural farm, a farmhouse hotel, and a truck repair shop were investigated based on historical consumption data.  The multi-criteria analysis result shows that the investigated energy storage technologies have advantages and disadvantages, where no particular technology stands out as the best or the worst in every criterion. Pumped hydro energy storage, compressed air energy storage, and hydrogen storage have high power and energy storage capacity. Flywheels, supercapacitors, and SMES have high round-trip efficiency, power density, and cycling capability. Batteries received the most number of average ratings, where the investigated batteries were lead-acid, lithium-ion, sodium-sulfur, vanadium redox, and zinc-bromine.  The project has also resulted in a user-friendly sizing tool. Usage of the tool shows that the investigated facilities require more electricity production from PV cells compared to what the available roof area allows, to operate off-grid. Further, the result shows the need for large batteries and hydrogen tanks, which causes high costs. However, when the consumption data from the agricultural farm is modified to exclude deviant peaks, the entire roof area is not needed and thus a smaller system can be obtained.  Some conclusions that can be drawn from the multi-criteria analysis are that when choosing appropriate energy storage technology, it is important to consider where the technology should be implemented. It could also be beneficial to combine several different technologies to combine their advantages, respectively. Some conclusions from using the sizing tool are that increased electricity production, reduced electricity consumption, improved round-trip efficiency of the system, and lower costs are required for these systems to be profitable to implement in similar existing facilities.

Buildings in the commercial sector in Sweden accounts for around 12 % of the final energy consumption of the whole country. Utilizing energy efficient methods for heating, cooling and ventilation without compromising the indoor environment is therefore important. The incentives for energy conserving techniques are not only related to cost but also to lower the environmental impact. The cooling demand is highest during summer and to meet the demand indirect or direct cooling methods could be utilized. Night cooling is an indirect method and operating a night cooling system could be an option to lower the cooling demand. Utilizing night cooling means that the building is ventilated with cold air during nighttime, when the outdoor air temperature is lower than the indoor air temperature. The thermal mass of the building and equipment is therefore cooled down and could then act as a heat sink during daytime. The night cooling system is controlled with several conditions that needs to be fulfilled to allow the system to activate. Several previous studies and experiments have concluded that utilizing night cooling results in energy and cost savings, but some studies have established the opposite. Discomfort in the indoor environment has also been reported when operating night cooling systems in colder climates. Since the prediction of the performance also depends on several parameters the decision to install a night cooling system is not obvious. This study investigates two existing buildings in Hammarby sjöstad, Stockholm with night cooling systems installed. The aim of the study is to establish if night cooling should be utilized in the two facilities and discus if the obtained results are relevant for night cooling systems in general. To determine the performance of the systems the energy demand, the energy cost, the indoor environment, and the environmental impact will be analyzed. The method in the study has been to create building models of the two buildings in a building simulation performance software called IDA ICE. The initial information of the two buildings had different levels of detail. Information about one of the buildings was well documented from previous projects, while the information about the other building was limited. The missing information was compensated with standardized values provided from research on existing buildings in Sweden. In IDA ICE the buildings’ information and details was then imported to create the building models. A parametric study was then performed to test the effect of the night cooling. The results from the parametric study concluded that operating night cooling during more hours resulted in an energy decrease compared to when no night cooling was utilized. Operating night cooling with this condition also resulted in increased fan energy of the air handling units. The total energy cost was mostly decreased when night cooling was utilized, but the environmental impact became higher. On the other hand, the indoor environment was improved with night cooling systems installed. / Fastigheter inom den kommersiella sektorn, i Sverige, står för omkring 12 % av den slutgiltiga totala energianvändningen för hela landet. Användandet av energieffektiva metoder för kyla, uppvärmning och ventilation utan att kompromissa på inomhusklimatet är därför viktigt. Incitamenten för att använda energieffektivare metoder är inte bara relaterat till kostnaden utan också att sänka miljöpåverkan. Kylbehovet är som högst under sommaren, och indirekta eller direkta metoder för kylning kan användas för att möta behovet. Nattkyla är en indirekt metod och kan vara ett alternativ för att sänka den totala energianvändningen för en fastighet. Nattkyla är en energibesparingsmetod där en byggnad ventileras med kall luft under natten när utomhustemperaturen är lägre än inomhustemperaturen. Detta kyler ner byggnadens konstruktion som sedan kan sänka kylbehovet under dygnets varmare timmar. Nattkylningssystemen styrs mot flera olika villkor som skall vara uppfyllda innan systemen aktiveras. Ett antal tidigare studier och experiment har konstaterat att användandet av nattkyla har resulterat i energi - och kostnadsbesparingar, medan andra studier har påvisat motsatsen. Försämrat inomhusklimat har också rapporterats i fall där nattkyla används. Eftersom nattkylningssystemen beror av många olika parametrar för att prestera lönsamt är valet att använda sig av metod inte uppenbar. Detta projekt undersöker två existerande byggnader som ligger i Hammarby sjöstad i Stockholm där nattkyla är installerat. Syftet med projektet är att fastställa om de två fastigheterna ska använda sig av nattkyla och att diskutera om de slutsatserna gäller generellt. För att fastställa prestandan av nattkylningssystemen kommer systemens energibehov, energikostnad och miljöpåverkan att analyseras. Metoden i projektet har varit att skapa simuleringsmodeller av de två byggnaderna i ett simuleringsverktygsprogram som heter IDA ICE. Tidigare information om byggnaderna hade varierad detaljnivå. Den ena byggnaden hade mer detaljerad information från tidigare projekt, medan informationen om den andra byggnaden var begränsad. Avsaknad information blev ersatt med standardiserade värden som är framtagna ur studier på ett stort antal existerande byggnader i Sverige. I IDA ICE skapades sedan byggnadsmodellerna baserat på den tillgängliga informationen och de standardiserade värdena. En parameterstudie utfördes sedan för att testa effekten av nattkyla. Resultaten av parameterstudien påvisade att användandet av nattkyla under fler timmar resulterade i en energibesparing jämfört med om ingen nattkyla användes. Användandet av nattkyla under samma villkor resulterade i att energibehovet för ventilationsaggregatens fläktar ökade. Den totala energikostnaden var i stort sett reducerad under användandet av nattkyla, medan den totala miljöpåverkan ökade. Samtidigt blev inomhusklimatet förbättrat med nattkyla installerat.