This study focuses on the rural areas of Bolivia. The village investigated is assumed to have 70 households and one school. Electrical supply will be covered with the help of solar powered Stirling engines. A Stirling engine is an engine with an external heat source, which could be fuel or biomass for example. The model calculates the electrical demand for two different cases. One low level demand and one high level demand. By studying the total electrical demand of the village, the model can calculate a sizing for the Stirling system. However, for the sizing to be more accurate, more research needs to be done with regards to the demand of the village and the incoming parameters of the model. / Den här studien fokuserar på landsbygden i Bolivia. En by som antas ha 70 hushåll och en skola är det som ligger till grund för studien. Byn ska försörjas med el med hjälp av soldrivna Stirling motorer. En Stirling motor är en motor som drivs med en extern värmekälla. Denna värmekälla kan vara exempelvis biomassa eller annan bränsle. Modellen som tas fram i projektet beräknar elektricitetsbehovet för byn för två nivåer, ett lågt elbehov och ett högt elbehov. Genom att studera det totala elbehovet över dagen kan modellen beräkna fram en storlek för Stirling systemet. För att ge mer noggranna svar, krävs dock att forskning utförs i byn som ska försörjas. Dessutom krävs en mer noggrann information om de ingående parametrarna i modellen.

Vid transport av temperaturkänsliga produkter krävs en förpackning som klarar av att hålla temperaturen inom ett visst intervall så att innehållet inte skadas. Omgivningstemperaturen kan variera mycket under en transport och det är viktigt att förpackning kan kyla passivt utan att påverkas för mycket av omgivningen. Ett typiskt användningsområde för denna typ av förpackningar är inom sjukvård för transport av läkemedel, organ och andra biologiska produkter. Problemet som denna rapport behandlar är att ta fram en sådan förpackning för hingstsperma som skulle kunna skickas med posten. Sperman behövde först kylas ned från rumstemperatur till 5°C under tio timmar innan den skulle hållas vid denna temperatur i ytterligare 24 timmar. För att lösa detta användes en kombination av isolering och fasomvandlingsmaterial vars egenskap att lagra energi gör att en konstant temperatur kan hållas under en längre tid. Med hjälp av värmeöverföringsberäkningar kunde sedan en uppskattning för temperaturförloppet under 34 timmar tas fram. Detta blev grunden till dimensioneringen av en prototyp som testades tre gånger under olika omständigheter. Resultatet från testerna gav en skillnad på ca ±2°C i lagrings temperatur mot målvärdet på 5°C och en kylningshastighet som var ca 1-3 timmar för snabb vilket gjorde att förpackningen inte uppnådde alla målen men den var tillräckligt liten för att kunna skickas med posten. Då kylningen inte sker snabbare än 20 minuter och vid temperaturer kring 5-8°C bör lådan enligt litteraturstudien klara sig i scenarion liknande det som testats. För att validera förpackningen krävs ytterligare tester för att se om förpackningen klarar t.ex. ett vinterscenario och för att beräkna fram rätt mängd packning. / To avoid damage during the transportation of temperature sensitive products a package that can hold the temperature within a certain range is required. The ambient temperature can vary greatly during a journey and it is important that the package can cool passively without being influenced too much by the environment. A typical application for this type of packages is in healthcare for the transportation of medicine, organs and other biological products. The problem that this report addresses is to develop such a package for stallion semen that can be sent with PostNord AB. The sperm needed to first be cooled from room temperature to 5°C during ten hours before it should be held at this temperature for another 24 hours. To solve this, a combination of insulation and phase change material, which has the capacity to store energy that enables a constant temperature to be maintained for a long time, was used. The temperature variations during a 34 hours span could then be estimated using heat transfer calculations. This became the base for the design of a prototype that was tested three times under different circumstances. The results from the tests yielded a difference of about ± 2°C storage temperature to the target value of 5°C and a cooling rate that was 1-3 hours too fast which means that the package did not achieve all the goals but the package was small enough to be sent with postal service. The cooling was slower than 20 minutes and the temperatures after that was around 5-8°C, which means that the package should according to the literature study cope in scenarios similar to the ones tested. To validate the package additional tests is required to know if the package can handle a winter scenario for example and to calculate the correct amount of packing.

Stockholm har inför 2050 satt upp ett mål om att bli koldioxidfritt. I strävan mot detta söker man utvinna energi med förnybara metoder och ett alternativ för elproduktion inom stadskärnan skulle kunna vara solceller. Solceller är en teknik som genom sammanfogande av halvledarmaterial och den fotoelektrisk effekt genererar el ur solinstrålning. Avhandlingen studerar dagens solceller, med verkningsgrader uppemot 20 % och deras potential att täcka den mindre del av Stockholms elbehov som idag härstammar från fossila bränslen. Genom att se till en uppskattad befintlig takyta i Stockholms kommun och jämföra den med ytan som baserat på solcellernas potential behövs för att täcka behovet, konstateras att endast en liten del av detta kommer kunna täckas. För att solceller skall vara aktuella inom storskalig elproduktion, krävs att de är ekonomiskt lönsamma och att det i dagens läge är praktiskt genomförbart att montera dem inom stadskärnan. För att studera detta utförs en detaljerad fallstudie av en fastighet på Kungsholmen i Stockholm med en tillhörande ekonomisk kalkyl innehållande payoff och nuvärde. Det visar sig tydligt att projektet är väl genomförbart och investeringskalkylen returnerar positiva nuvärden och kortare paybacktider inom rimliga variabelvärden. / The county of Stockholm has for environmental goals put up to become independent of fossil fuels, diminishing the release of carbon-dioxide into the atmosphere to a minimum. In order to do so measures are taken to explore new technologies in electrical energy accumulation and one of the alternatives is solar energy that could be exploited within the city of Stockholm. Solar energy is extracted from panels containing a semi-conductive material (usually silicone) and relies on the photovoltaic effect to generate electrical power from sun irradiation. This report studies solar energy of today and with panel efficiencies up toward 20 % evaluates their potential to cover the electrical energy need that residues from fossil fuels as of today. By examining the area needed to cover the electric use and comparing it to estimates on available and favorable rooftop area within Stockholm. Conclusively, only a small part of the consumption can be satisfied by solar energy. For solar power to take market shares within energy accumulation it’s deemed important that the technology is economically favorable and readily available. These factors are examined through a case study of a potential PV power plant on a specific building in Stockholm at Kungsholmen. The case study contains a full technical simulation along with an economic analysis based on present value calculations and a payback evaluation. Solar power is deemed technically and economically favorable as of today.

This study addresses the possibilities and profits of taking advantages of price differences on the electricity market by using a electrical energy storage system (EES) in Germany. The analysis of which technique that is chosen for the purpose is made from two views, one that reflects only over the 4 technical aspects explained in the study and the second one is based on the German market demands where an analysis of the electricity price for 2013 is made. As we know we are moving towards a more sustainable society and with its path, problems will appear. One of the problems is well connected to the technique studied in this paper. The phase out of nuclear power that Germany is currently going through will have big impacts on how electricity will be produced in the future. Some of the electricity production will probably be generated by wind and solar power that will provide problems. With its incontrollable production of electricity and the electricity market as we know, the price differences of the electricity market will truly be greater than today and is more described by (Walsh, 2013; Caste, 2013). These differences in prices can be taken advantage of with an application of EES and not just be made into profit but help the electricity system to balance the production and consumption of the electricity in Germany.  Germany with its high elevations in landscape and electricity prices that do not vary rapidly has the perfect condition for an application of PHES system. That is one of 5 studied techniques in this report.  With the application of just a plant with a power of 2MW that can store twice as fast as generating electricity, profits can rise up to 80’000 € over a year. And with the possible savings of up to 10‘000‘000’000 € with the simple model made in the study, the advantages of electrical energy storage systems are proved. / Dagens elpris varierar med dygnet men också med årstiderna. Dessa skillnader i pris skapar möjlighet för vinster men måste också ses som ett problem då dessa skillnader kan vara större i framtiden på grund av en ökad andel förnyelsebara energikällor i produktionsmixen som är svårreglerbara. I denna rapport nämns fem olika typer av tekniker som är gjorda för lagring av elektrisk energi. Den första tekniken som nämns är CAES som är en teknik som bygger på att lagra energi i komprimerad luft. Denna teknik är lämpad för regional lagring, där dess styrka befinner sig i denna höga lagringskapacitet och höga verkningsgrad. Det som begränsar denna teknik är främst dess förmåga att inte kunna lagra och producera el snabbt i kombination med att den är starkt geografiskt anknuten till punkter där det finns gas som behövs i turbinen vid genereringen av elektricitet. Den andra typen av tekniken som nämns är PHES, som bygger på att man lagrar den elektriska energin som potentiell energi i vatten. För att återskapa elektrisk energin släpper man vattnet genom en turbin som i sin tur skapar elektricitet med hjälp av en generator. Denna tekniks fördelar är dess höga kapacitet och billig anläggningskostnad sett till dess kapacitet. Dess nackdelar är att den inte kan lagra och generera energi lika fort som andra tekniker kan men man kan anpassa generatorn och pumpen i systemet för att tillämpa tekniken efter marknadens behov. Den tredje typen av teknik som nämns i studien är batteriet. Denna typ av teknik har fått nytt liv på senare tid på grund av att den har ett flertal tillämpningsområden i det nya energieffektiva samhället som vi bygger upp. Dess användning i t.ex. elbilar har lett till intensiv forskning på området. Dessa synergier har lett till att man ser Lion batterier som ett perfekt komplement till större EES system i framtiden då batterier kan generar och lagra energi på sekunder men också för att de har en otroligt hög verkningsgrad. Det som håller tillbaka tekniken från att bryta igenom är dess kostnad. Den fjärde tekniken som nämns i studien är FEES. Denna teknik bygger på att lagra elektriska energin som kinetisk energi i ett svänghjul. Teknikens styrkor är bland annat att den kan lagra energi snabbt, men också för att tekniken är billig. Men svänghjulet kan inte lagra energi under längre perioder eftersom förlusterna är höga medan energin är lagrad i svänghjulet trots optimala förhållanden. Den sista tekniken som nämns i studien är TEES, som bygger på lagring i form av termisk energi. Denna teknik är en relativt outvecklad och inte så relevant för denna studie.  Resultaten i studien visar på att PHES är den bästa tekniken för Tyskland sett till de två olika typerna av analyser som gjorts, dels från vad Tysklands elmarknad har för behöv men också vad som rent tekniskt är bäst. Sett till de 4 aspekterna som är studerade. Med en applicering av en 2 MW anläggning som kan lagra energi dubbelt så snabbt som den producerar kan vinster uppgå upp till 80’000 €. Men den enkla modell som gjorts på slutet av studien av elmarknaden visar det sig att vinster på 10’000’000’000€ kan göras, vilket visar på potentialen som elektriska ellagringsystem har.

Förnybara energikällor som vindkraft och solenergi är numera väletablerade energikällor i stora delar av världen. Stor tillväxt av förnybara energikällor vars elproduktion inte kan förutses då den är beroende av vädret gör energilagring till en viktig komponent inom elsystem. Under starka vindar kan ett vindkraftverk överproducera el. Det innebär att kraftverket producerar mer el än vad som går att sälja på elmarknaden och man tvingas ge bort elen. Under andra perioder då det nästan inte blåser alls kan elpriserna stiga enormt eftersom det blir brist på el. Utvecklingen av storskalig energilagring som kan lagra energi då generationen är större än efterfrågan har därför stor betydelse för integrationen av förnybara energikällor i energisystem. Energilagring används i nuläget främst på nationell nivå för att ta tillvara på energi som annars hade gått till spillo. På grund av de stundtals extrema prisvariationerna för elen kan det även tänkas vara aktuellt att applicera dessa energilagringstekniker på slutanvändarnivå som företag och kanske till och med privatpersoner. Det skulle innebära att slutanvändaren köper och lagrar energi när elen är billig och använder den då elpriset stigit för att göra besparingar. Energilagring för slutanvändaren behandlas i denna rapport. Detta är ett projekt inom hållbar energiteknik där uppgiften handlar om att utreda om det är ekonomiskt lönsamt för slutanvändare i Finland att använda en energilagringsanläggning i syfte att spara pengar. Energilagring med pumpad vattenkraft (PHES - Pumped Hydro Energy Storage) är den klart mest etablerade och mogna tekniken för storskalig intradaglig energilagring. Tekniken har hög effektivitet och jämförelsevis låga kostnader. Finland anses ha de geografiska förutsättningarna som krävs för PHES. Möjliga elkostnadsbesparingar och investeringskostnaden undersöks för olika konfigurationer av PHES anläggningar. Resultatet är att variationerna i elpriser på den finska elmarknaden de senaste åren inte har varit tillräckliga för att besparingarna som kan göras ska väga upp för investeringskostnaden. / Renewable energy sources such as wind are now well-established energy sources in many parts of the world. Large growth of unpredictable renewable energy generation that is dependent on weather makes energy storage an important component in the electrical system. During strong winds, a wind turbine may overproduce electricity. This means that the facility produces more electricity than can be sold on the electricity market. During other periods with large demand winds turbines might not be able to produce at all and electricity prices rise enormously as there is a shortage of electricity. The development of large-scale energy storage that can store energy when generation is greater than demand is therefore of great importance for the integration of many renewable energy sources. Energy storage currently used mainly at national level in order to take advantage of the energy that would otherwise go to waste. Because of the at times extreme volatility of electricity prices it could conceivably be profitable for end users such as companies and perhaps even individuals to use energy storage technologies. This would mean that the end user buys and stores energy when electricity is cheap and later use it when the price of electricity has risen and thereby make savings in money spent on electricity. Energy storage applied for end users is treated in this report. This is a project in sustainable energy technologies where the task is to investigate whether it is economically viable for end users in Finland to invest in and use an energy storage facility in order to save money. Energy storage with pumped hydro (PHES - Pumped Hydro Energy Storage) is identified as the most established and mature technology for large-scale intra-day energy storage. It is characterized by high efficiency and relatively low costs. Finland is considered to have the geographical requirements for the technology to be used.   Possible electricity cost savings and investment costs are examined for various configurations of a PHES plants. The result shows that the variation in electricity prices in the Finnish electricity market in recent years have not been sufficient for the possible savings to cover the cost of the investment

Mining sustainability implies the idea of extracting non-renewable resources from the Earth at maximum extent and minimum environmental impact. Any mine has a certain economic mining depth beyond which the production cost for ton of product will be greater than the income generated due to increasing operational costs. Considerable contribution to operational cost is generated by the energy consumption for dewatering, ventilation and man & material hoisting. Dewatering cost is often considered among the most critical and governing factors that decide the economic mining depth of an underground mine, especially if it is located in a wet climatic zone. Reduction of energy expenditure and cost for dewatering leads to increase of economic mining depth, consequently expanding the resource extraction and ensuring the growing sustainability of the mining industry.  This study focuses on the dewatering system in Bogala graphite mine, a medium-depth underground mine located in the wet region of Sri Lanka. The methodological approach proposed in this work aims to optimize the energy utilization for dewatering and can be adapted to any general underground mine dewatering system. An Energy System Analysis targeted the critical elements of the dewatering system identified during the literature survey and verified by field studies carried out onsite. The main objective of a dewatering system is to drive up the water which accumulates underground to the surface with the use of combination of pumps. Selecting a more effective combination together with the application of more efficient pumps is one potential option for optimizing the dewatering energy consumption. Another option is to control underground water accumulation by suppressing the origin of underground water in the particular mine; however, the economical viability of implementing control measures to suppress water origin and accumulation should be carefully analysed since the cost of such implementation would sometimes be unrecoverable throughout the mine’s life.     This report evaluates several possible engineering applications to control the root-causes of underground water accumulation & recirculation while improving energy efficiency of water conveyance taking into consideration the viability under technical, financial and environmental constraints in order to optimize the energy utilization of the dewatering system in Bogala mines.

En byggnad med hög termisk massa kan lagra värme i byggstommen som senare avges tillbaka till boendemiljön när temperaturen sjunker. Detta har en dämpande effekt på temperaturvariationer, vilket minskar uppvärmningssystemets toppbelastningar. Simuleringar har gjorts för att undersöka den termiska massans effekt på uppvärmningsbehovet för en rad olika varianter på ett småhus med varierande termisk massa och isolering. Termiska massan resulterade i att byggnadernas energibehov minskade med strax över 1 %. Effektbesparing är något högre, omkring 5 %. Med en timbaserat elprissättning finns möjligheten att minska uppvärmningskostnaderna genom att undvika att värma bostaden när elpriset är som högst. Genom en analys av dygnsmedelelprisvariationer kunde den potentiella besparingen vid olika uppvärmningsavbrott uppskattas till 7,5 % om uppvärmningen sker enbart under dygnets 12 billigaste timmar. Dessa besparingar förutsätter att bostaden klarar uppehåll i uppvärmningen utan att inomhustemperaturen varierar för mycket. Simuleringar utfördes för att undersöka hur kraftiga temperaturvariationer det blir vid olika långa uppvärmningsuppehåll för två av varianterna på småhusen, med tidskonstanter på 2,3 respektive 7,7 dygn. Simuleringen visade att temperaturen sjönk med 3,5 °C under ett 3 timmar långt uppvärmningsavbrott i ett lätt hus under 2002 års kallaste vecka, vilket kan jämföras med ett tungt hus vars temperatur sjönk med 3 °C efter lika lång tid. Simuleringen jämfördes med handberäkningar som visade att temperaturen inte sjunker lika snabbt som i simuleringarna. Under en vecka med ännu kallare förhållande har det lätta husets inomhustemperatur sjunkit med 1 °C efter 3 timmar, och i det tunga huset har temperaturen endast sjunkit med 1 °C under 12 timmar. / A building with high thermal mass can store heat in the building that will later be released back into the living environment when the temperature drops. This has a moderating effect on temperature variations, which reduces heating system peak loads. Simulations have been conducted to investigate the thermal mass effect on the heating requirements for a variety of variants of a single-family home with varied thermal mass and insulation. Thermal mass resulted in a decrease of the energy needs of buildings by just over 1 %. Power saving is somewhat higher, around 5 %. With an hourly electricity price setting it is possible to reduce heating costs by avoiding heating the building when electricity prices are highest. Through an analysis of the daily average electricity price variations the potential savings at different heating interruption could be estimated to 7.5 % if the heating takes place only during the 12 cheapest hours of the day. This assumes that the indoor temperature does not vary too much with interrupted heating. Simulations were performed to investigate how severe the temperature variation becomes at different lengths of heating interruption for two of the variants of the single-family home, with time constants of 2.3 and 7.7 days. These showed that the temperature decreased by 3.5 °C during a 3 hour long heating interruption of a light weight house in the coldest week of 2002. This compares with a heavy weight house whose temperature dropped by 3 °C for the same length of time. The simulation was compared with hand calculations showing that the temperature does not drop as fast as in the simulations. During a week with even colder circumstance the light weight house's indoor temperature decreased by 1 °C for 3 hours in the heavy weight house, the temperature only dropped by 1 °C for 12 hours.

Each year, millions of people flee their homes due to political conflicts, fearing the risk of being persecuted. As well, mounting environmental issues engenders an increasing stream of people-displacement. Humanitarian organisations have for decades acted in order to help people of concern in refugee situations. For them, it is vital to be able to provide quick relief and must therefore be mobilized via suppliers and distribution channels with needed goods for humanitarian care in case of an emergency. Gustav Innovation in collaboration with the Royal Institute of Technology in Stockholm (KTH) and the authors of this document, is developing a field cooking stove called FirePipe which is both quick and easy to distribute, as well as sustainable financially, environmentally and humanitarily in provisional settlesments. The following document treats the development of a Quality Function Deployment (QFD) evaluating the most important characteristics of such a stove in order to create an as succesful product as possible. It also contains a competitive analysis to illuminate FirePipe’s strengths and weaknessess in relation to similar products. According to the QFD analysis the most important Quality Characteristic to focus on in future engineering work is the reduction of the fuel mass consumption of FirePipe. Other important paramterers are the ability to save time using FirePipe as well as reducing harmful emissions. If the target values for these features can be met, FirePipe will be a qualitatively consistent alternative to the existing market that particularly will deliver great opportunities for easy cost-effective logistics. / Varje år flyr miljontals människor sina hem på grund av politisk oro, med rädsla för förföljelse. Samtidigt med ökande miljöproblem, ökar risken att naturkatastrofer kommer tvinga människor på flykt. Hjälporganisationer har länge arbetat för att hjälpa människor i sådana kritiska situationer, exempelvis i flyktingläger. För dem är det viktigt att snabbt kunna mobilisera och erbjuda hjälp i nödlägen med hjälp av leverantörer och distributionskanaler för de saker som behövs vid humanitär omvårdnad. Gustav Innovation utvecklar i samarbete med Kungliga Tekniska Högskolan (KTH) och författarna till denna rapport, fältspisen FirePipe som är både snabb och lätt att distribuera, likväl hållbar ekonomiskt, miljömässigt och humanitärt i provisoriska bosättningar. Följande rapport behandlar genomförandet av en kundcentrerad kvalitetsutveckling, en så kallad Quality Function Deployment (QFD), I denna undersöks och utvärderas de viktigaste egenskaperna för en sådan spis som ett steg i att kunna utveckla en så framgångsrik produkt som möjligt. QFD innehåller även en konkurrentjämförelse som belyser FirePipe’s styrkor och svagheter jämfört med liknande produkter. QFD resultatet visar att den viktigaste tekniska delen av FirePipe, vilken därmed är det som framtida arbete bör fokusera på, är att minimera dess bränsleanvändning. Andra viktiga aspekter är möjligheten att spara tid genom att använda FirePipe samt minskningen av skadliga utsläpp. Om målvärdena för dessa funktioner kan uppfyllas kommer FirePipe att erbjuda ett kvalitetsmässigt stabilt alternativ till den existerande marknaden som framför allt ger stora möjligheter för en enkel och kostnadseffektiv logistik.

Idag är det mycket kostsamt att byta ut fjärrvärmerör. Med traditionella metoder innebär det, förutom stora material- och personalkostnader, att övriga samhället drabbas i form av lång­variga störningar i trafik och stadsbild. Genom att renovera rören istället för att byta ut dem hoppas nätägare kunna genomföra förnyelsearbetet såväl snabbare som billigare samt med minimal åverkan på miljön. Relining är ett samlingsnamn för förnyelse av rör inifrån. Relining har använts vid renovering av avloppsrör under längre tid och sedan ett par decennier även vid renovering av rör för dricksvatten till fastigheter. Hittills har relining inte använts för att renovera fjärrvärmerör. Fjärrvärmerör har, till skillnad från exempelvis avloppsrör, särskilda krav vad gäller både tryck och temperatur. Rådande förhållanden i fjärrvärmenätet och begränsningar i tillgängliga material har hittills helt hindrat marknaden från renovering av fjärrvärmerör. Under 2013 genomfördes ett försök där såväl relining­företag som kunder konstaterade att det nu finns tekniker och material med potential för att kunna hantera de temperatur- och tryck­förändringar som är aktuella i fjärrvärmenätet. Det finns fortfarande flera outredda aspekter kring området renovering av fjärrvärmerör. Eftersom det saknas kommersiella produkter på marknaden, saknas flera parametrar för att beräkna lönsamheten i investeringar i rörförnyelse genom relining. En av aspekterna är eventuella skillnader i värmeförluster mellan relinade rör och helt nylagda. Dessa skillnader kan påverka de rörliga kostnaderna för fjärrvärmeleverantörerna. Denna rapport gör anspråk på att presentera en uppskattning av storleken på de skillnader i värmeförluster som uppkommer i samband med att fjärrvärmerör renoveras istället för att bytas ut. Värmeförlusterna beräknades för flera olika fall, där olika representativa förhållanden för dagens fjärrvärmenät antas råda. Denna studie har kommit fram till att värmeförlusterna för relinade rör kan vara markant större, i de fall som de isolerande lagren runt det gamla röret degenererat. Om isoleringen består av blöt mineral­ull, finns det risk att förlusterna uppgår till mer än de dubbla vid relining jämfört med de vid rörbyte. Samtidigt visar beräkningarna att relining av rör som ligger i en oskadd rörkulvert medför mycket små skillnader i värmeförluster. Skicket, i vilket nätet befinner sig bör spela en roll i framtida investerings­kalkyler för förnyelse av fjärr­värme­nätet. Dålig kännedom om skicket på det befintliga fjärrvärmenätet kan leda till fel val av metod för förnyelse av nätet. I form av ökade värmeförluster kan det innebära betydande kostnader för fjärrvärmeleverantörer. / The replacement of old pipes for district heating is signified by high expenses. Traditionally, this includes major costs in terms of personnel and resources, but also in terms of collateral costs such as disruptions in traffic and the urban surroundings. By restoring the old pipes, instead of replacing them, the network owners hope to be able to carry out the renewal of the network pipes faster, at reduced costs and with less damage to the environment. Relining is pipe renewal. Relining has been used when restoring sewage pipes for several decades and, for the last twenty years, also when restoring drinking water pipes. Until now, district heating pipes have not been subject to relining. District heating pipes, unlike sewage pipes, are exposed to tough conditions in terms of both pressure and temperature. The conditions in the district heating pipe system and the limitations in the available materials have until now hindered the market for restoring these pipes. During 2013, a study was conducted on relining with a composition of modern plastics and fiber materials. The outcome of that study was that relining companies as well as potential customers noted that modern techniques and materials have the potential of managing the changes in temperature and pressure that the pipes in the district heating system are exposed to. There are still several unanalyzed aspects of restoring district heating pipes. Because of the lack of commercial products in the field, multiple parameters are missing for calculating the profitability of investments in pipe renewal through relining. One of the aspects is the potential differences in heat loss between relined old pipes and new modern pipes. These differences may affect the variable costs for the distributors of district heating. This study aims to present an estimate of the magnitude of the differences in heat loss caused by relining as a substitute to replacement of old pipes. The heat loss was calculated for a case study with multiple cases, where different circumstances apply in the system. The study concludes that the heat loss from relined pipes may be prominently larger in cases where the insulating materials around the pipe have degenerated. If the insulation consists of wet mineral wool, there is a risk of doubling the heat loss from a relined pipe in comparison with the heat loss from a new pipe. Also, the calculations show that relining of pipes, embedded in an undamaged culvert, contribute very small differences in the heat loss. The condition of the pipe network should be subject to consideration when making investment calculations for renewal of the district heating system. Insufficient knowledge of the condition of the pipes may lead to application of a lesser method for renewal of the system. In terms of heat loss, it may cause major costs for distributors of district heating.

Som en följd av Stockholms stads satsning mot att bli en fossilbränslefri stad senast år 2050 har Norra Djurgårdsstaden utvecklats som ett miljöprofilområde. Detta innebär att området ska bli en världsledande stadsdel inom miljöutveckling. En del i denna utveckling omfattar att fastigheterna i Norra Djurgårdsstaden ska minimera sin energianvändning och till viss del även bli självförsörjande av elektricitet. Fastigheternas tak ska optimeras för solceller gällande orientering, lutning och storlek. Denna rapport omfattar en fallstudie där de fem fastigheter som är belägna i kvarter Hornslandet i Norra Djurgårdsstadens byggetapp Norra 2 undersöks och utvärderas. Syftet med rapporten är att undersöka möjligheterna för en implementering av solceller på fastigheterna i kvarter Hornslandet samt utvärdera hur lönsamt det skulle vara för fastigheternas byggherre, Stockholmshem, att fastigheterna är delvis självförsörjande. Rapporten syftar även till att utvärdera om en implementering av solceller bidrar till att uppfylla de mål för energianvändningen som Stockholm stad satt upp för Norra Djurgårdsstaden. Rapporten har ingen beställare men är ämnad för Stockholms stad och byggherren Stockholmshem i syfte att öka kunskapen om hur en implementering av solceller skulle kunna hjälpa till att uppnå de uppsatta målen för Norra Djurgårdsstaden etapp Norra 2. De mål som rapporten tagit hänsyn till omfattar två specifika mål som Stockholms stad har satt upp gällande fastigheternas energianvändning. Dessa omfattar att energianvändningen (köpt energi, Atemp, exklusive hushållsel) i fastigheterna i etapp Norra 2 inte ska överstiga 55 kWh/m2 och år (Stockholms stad, 2014h) samt att varje fastighet ska generera minst 30 % av sin egen förbrukade fastighetsel (Stockholms stad, 2014d). Det förstnämnda målet har i denna rapport antagits uppfyllt medan det andra målet, senare i denna rapport kallat ”30%-målet”, har utvärderats grundligt för att kunna ta reda på om en installation av solceller kan möjliggöra att detta uppfylls. Studiens resultat har tagits fram genom att en simulering av solinstrålningen över Hornslandet genomförts med hjälp av programvaran PVGIS. Denna simulering har sedan legat till grund för en utvärdering av om fastigheterna kommer klara av att producera den mängd elektricitet som krävs för att uppnå målet på 30 % av sin fastighetsel. En undersökning av hur stor del av fastigheternas takareor som solceller behöver implementeras på för att uppnå målet har också genomförts och utvärderats. Även byggherren Stockholmshems lönsamhet med implementeringen av solceller har beräknats. Det resultat som denna studie kommit fram till är att om fastigheternas solcellsanläggningar dimensioneras med en överkapacitet på 15 % så kommer de klara av att producera den mängd elektricitet som krävs för att uppnå målet, att 30 % av fastighetselen ska produceras av fastigheten själv. Detta kommer innebära att fastigheterna kommer bidra till att Stockholm stad närmar sig sitt mål om att vara fossilbränslefritt år 2050. Investeringen kommer dock inte vara lönsam för byggherren så vida inte avkastningskravet ligger på maximalt 2,73 %. / As a result of Stockholm stad’s effort to become a fossil fuel free city by 2050, Stockholm Royal Seaport has been developed as an environmental area. This means that the area is supposed to become a worldwide leader within the area of environmental development. Part of this development includes that the properties in Stockholm Royal Seaport will minimize their energy consumption and, to some extent, become self-sufficient in electricity production. The roofs of the properties will be optimized for photovoltaic systems according to orientation, slope and size. This thesis includes a case study where five properties located in the neighborhood Hornslandet will be examined and evaluated. Hornslandet is part of the Royal Seaports construction phase “Norra 2”. The thesis aims to examine the possibilities for an implementation of photovoltaic systems on the properties in Hornslandet and evaluate how profitable it would be for the developer, Stockholmshem, to build properties that to some extent are self-sufficient. The thesis also aims to evaluate whether an implementation of photovoltaic systems will contribute to fulfill the goals that Stockholms stad has developed for the Royal Seaport. The case study has no customer but is intended for Stockholms stad and the developer Stockholmshem in order to increase their knowledge about how and if an implementation of photovoltaic systems may be able to contribute to an achievement of the objectives. The objectives that this thesis has evaluated include two specific objectives that Stockholms stad has developed for the buildings’ energy consumption. These include that consumption for the buildings in construction phase Norra 2 shall not exceed 55kWh/m2 and year (Stockholms stad, 2014h) and that every building shall produce at least 30 % of its consumed building electricity (Stockholms stad, 2014d). This thesis has assumed that the first goal mentioned above is accomplished and then evaluated to which extent the second goal can be accomplished by installing photovoltaic systems on the buildings. The results from this case study have been compiled by simulating the solar radiation over Hornslandet with the software PVGIS. The simulation was later fundamental for the evaluation of the objectives and mainly concerns the goal that every building shall produce at least 30 % of its consumed building electricity. An evaluation of the area needed to implement photovoltaic systems to reach the objectives has also been carried out. The profitability of the implementation, seen from Stockholmshem’s point of view, has also been calculated. The result of this thesis concludes that the properties will, if the buildings are designed for a surplus capacity of 15 %, overall be able to produce the amount of electricity required to achieve the objective that 30 % of the building’s electricity shall be produced by the property itself. This means that installing photovoltaic systems on the rooftops of the properties will contribute to Stockholms stads approach of the goal to be a fossil fuel free city by 2050. The investment will however not be profitable for the developer as long as the cost of capital isn’t 2,73 % or less.