PiteEnergi har anlagt ett nytt småskaligt fjärrvärmenät på Haraholmen utanför Piteå. Idag finns endast en kund på nätet, men då det i framtiden förväntas en exploatering av industrier förväntas det även fler kunder till nätet. Spillvärme från biodieselfabriken Sunpine förser fjärrvärmenätet med värme. PiteEnergi äger även en oljepanna på Haraholmen som förser en del lokaler och cisterner med värme. I nära anslutning till oljepannan finns det även fem stycken bergrum som tidigare har använts för lagring av eldningsolja och gasol. Dessa bergrum har tagits ur bruk och står i dagsläget vattenfyllda. Det här öppnar upp för idén om att lagra överskottsvärme i bergrum under sommaren för att sedan nyttja denna värme då värmebehov uppstår. En utredning av de tekniska och ekonomiska förutsättningarna för värmelagring i bergrum har utförts i det här arbetet. Inledningsvis utfördes en analys över den energimängd som är möjlig att lagra, detta gjordes genom att utföra en studie över bergrummens utformning och storlek samt över berggrundens termiska egenskaper. Vidare undersöktes värmeproduktionen och värmelastens variation över året för att utreda när och hur stora energimängder som är möjliga att lagra. Då den framtida värmelasten är okänd, sattes två olika scenarier upp för att utreda den maximala effekten i nätet vid ett optimalt användande av värmelager. I båda dessa scenarier ingick det även att ersätta den befintliga oljepannan. En CFD-analys över värmeförlusterna utfördes med programmet ANSYS, Fluent 18.0. Arbetet avgränsades till att enbart kolla på ett oljebergrum som rymmer 100 000 m3. En ekonomisk analys utfördes över investeringens lönsamhet dessutom gjordes en ekonomisk jämförelse med att investera i en pelletspanna.  Resultatet från simuleringen visar att värmeförlusterna stabiliserar sig efter 5 års lagringscykler med en verkningsgrad runt 85 %, sett till tillförd och bortförd energimängd i lagret. Resultaten från den ekonomiska analysen visar att en investering av ett värmelager har en ekonomisk bra potential med kort återbetalningstid på under 5 år.

One way to make a dehumidifier system more energy efficient is to attach a heat pump onto the dehumidifier. In this master thesis, a MATLAB-based computational model is developed to simulate the heat pump application. The aim for this model is to optimize various configurations of the heat pump, and to be used as a tool in theproduct development process. The computational model should also verify the measurements that have been made on the prototype for the heat pump application. The heat pump application is mathematically described by a set of equations. Together with a set of unknown model parameters, this creates an equation system. Theequation system is then solved numerically with Newton's method in multiple variables. The validation of the calculation model shows relatively small model errors between simulated and measured data. The exception is the model error of the condensing temperature of the refrigerant, where the model error is more than twice as big as the error in other simulated temperatures. This may be due to extrapolating of curve fitted data in order to calculate the total efficiency of the compressor. Another method to calculate the total efficiency of the compressor should therefore be considered in order to reduce the model error of the condensing temperature of the refrigerant. Simulations of the model also show that choosing the refrigerant R134a over R1234yf increases the heat pump coefficient of performance (COP) by an average of 12 %. The results have also shown that heat exchangers with 3 tube rows instead of 2 gives the heat pump an increased COP. This result could be utilized tocompensate for the reduced COP when R1234yf is the refrigerant of choice.

Varbergs kommun har som mål att minska energibehovet i deras byggnader med 20% fram till 2020, kommunens resultat kommer jämföras mot referensåret 2009. Syftet med denna rapport är att beskriva genomförandet och resultatet av en energikalkyl som levererats till Varbergs kommun. Projektet genomfördes på en förskola som ägs av Varbergs kommun. Förskolan är en större enplansvilla med kallvind, byggåret var 1991. Energikalkylen som levererats följer energimyndigheternas mall på energikartläggning [1] och innehåller en utredning av hur energin i byggnaden är fördelad samt energibesparingsåtgärder. Energibesparingsåtgärderna som visat goda resultat i energikalkylen har sedan fördelats i två budgetar, en låg budget som har en grundinvestering under 100 000 SEK och en med hög budget som har en grundinvestering under 1 000 000 SEK   Åtgärderna som innefattas i den låga budgeten kommer ge en möjlig energibesparing på totalt 11,5% årligen och en återbetalningstid på sex år. Energibehovet blir då 208 KWh/m2, år.     Åtgärderna som innefattas i den höga budgeten kommer ge en möjlig energibesparing på totalt 43,6% årligen och en återbetalningstid på ungefär 21 år. Energibehovet blir då 133 KWh/m2, år.   Energibesparingsåtgärder som inte gett något positivt resultat kommer också att beskrivas i denna rapport.

No description available.

BBrönjaskolan: På Brönjaskolan finns en problembild bland elever och lärare där det termiska inomhusklimatet anses vara obehaglig. Värmeutbredningen tycks vara ojämn och luftkvalitén upplevs som dålig. Syftet med examensarbetet är att utreda om det förekommer några problem, ta reda varför just dessa problem förekommer och även ta fram eventuella förbättringsåtgärder för att minska eller eliminera de upptäckta problemen. På Brönjaskolan utfördes lufttemperatur och koldioxidmätningar i tre klassrum, 91, 93 och 105. I klassrum 91 ansåg lärare att luftkvaliteten var dålig och i klassrum 93 och 105 ansåg elever att värmeutbredningen var ojämn d.v.s. kallt under vinterhalvåret men varmt under sommarhalvåret. Mätningar visade att i klassrum 105 var både lufttemperaturen och koldioxidhalten inom Arbetsmiljöverkets rekommendationer där lufttemperatur får variera mellan 20-24 °C och koldioxidhalt skall vara under 1000 ppm. Högsta lufttemperaturen uppmättes till 23,4 °C och lägsta lufttemperaturen uppmättes till 21,9 °C. Högsta koldioxidhalten uppmättes till 986 ppm. I klassrum 93 var den kallaste uppmätta lufttemperaturen kallare än rekommendationer från Arbetsmiljöverket. Den kallaste uppmätta temperaturen var 19,3 °C och den högsta uppmätta lufttemperaturen var 23,1 °C. Högsta uppmätta koldioxidhalten var i detta rum 724 ppm. I klassrum 91 fanns det en del mätvärden där koldioxidhalten pendlade kring 1000 ppm, högsta uppmätta koldioxidhalten låg på 1 005 ppm vilket är över Arbetsmiljöverkets rekommendationer.  Högsta och lägsta lufttemperaturen i detta klassrum var 22,8 °C respektive 20,6 °C. Rekommenderade åtgärder för att minska koldioxidhalten i klassrum 93 är att tömma klassrummet på elever vid raster, kontroll av VAV styrningen samt att tvätta och rengöra textildonet. Rekommenderade åtgärder för att öka lägsta temperaturen i klassrum 91 är att byta fönsterrutor, byta termostat och reglerventil på radiatorerna samt att öka effektuttaget på radiatorerna. Bredåker förskola: På Bredåker förskola skulle underlag för ett eventuellt byte av värmekälla tas fram. Nuvarande värmekällor för förskolan är pellets och olja. Bodens kommun har planer på att byta värmekälla, till antingen bergvärme eller jordvärme. Storlek, effekt, investeringskostnad och återbetalningstid skulle bestämmas för de respektive värmekällorna. Den nuvarande årliga energianvändningen från värmekällorna pellets och olja är 55 054 kWh per år där energin för tappvarmvattnet är inkluderat och står för en energimängd på 4381 kWh per år. Om bergvärme skulle implementeras skulle den årliga energianvändningen vara 16 810 kWh, d.v.s. en årlig energibesparing med 38 244 kWh och det skulle behövas två borrhål med djup på 229 meter. Skulle jordvärme implementeras skulle den årliga energianvändningen vara 16 810 kWh, d.v.s. en årlig energi besparing med 38 244 kWh per år och det skulle behövas en markyta på 1380 m2. Investeringskostnaden för bergvärmesystemet skulle uppgå till 217 600 kronor exklusive moms. Investeringskostnaden för ett jordvärmesystem skulle uppgå till 153 600 kronor exklusive moms. Återbetalningstiden för bergvärmesystemet skulle bli drygt 6 år, och återbetalningstiden för jordvärmesystemet skulle bli drygt 4 år. Jordvärme är mer kostandseffektvit än bergvärme, men jordvärme kan skapa ojämnheter i markytan samt att växligheten kan missgynnas på det område där slangarna är nedgrävda.

Rapporten avser att undersöka om det finns möjlighet att installera en ång-ackumulator på ångcentralen på Akzo Nobel Stockviksamt att dimensionera ackumulatorn. Ackumulatorns syfte är att jämna ut ångproduktionen då det finns ett intermittent behov av ånga hos ångcentralens kunder. Inom site Stockvik finns internt bränsle i form av CO-gas och vätgas att tillgå för förbränning i ångcentralens pannor, att använda internt bränsle är både en ekonomisk och miljömässig fördel. Vid stora ånguttag räcker inte interna bräns-len till och olja måste användas som stödbränsle. En ackumulator kan ackumu-lera ånga för att ersätta de tillfällen där olja måste eldas.  Energikartläggning visar att de två största förbrukarna av ånga även står för störst momentana uttag av ånga vilket medför ett behov av stödeldning med olja i panna 3. Detta visar på ett utrymme för en ackumulator i systemet. Ackumulatorn kan placeras i närhet till ångcentralen vilket minskar energiför-luster. Tre ackumulatorer har tagits fram utifrån en bedömning av genomsnittlig överskottseffekt, ackumulatorerna har totala volymerna 29, 70 samt 112m3. Stora mängder data från processen finns sparat i system hos Akzo Nobel, detta har nyttjats för att jämföra de olika ackumulatorerna mot produktionen 2015 och 2016. Lönsamheten är densamma oberoende på val av ackumulator men investerings-kostnaden stiger med ökad volym. Snabbast återbetalningstid 4,4 år, har en ack-umulator av 29 m3.Miljömässiga fördelar oberoende på val av ackumulator är minskad oljeanvändning med ca 350 m3/år vilket medför sänkt koldioxidutsläpp / This report aims to examine if it is possible to install an accumulator for steam-accumulation at the steam plantof Akzo Nobel Stockvik and to calculate its dimensions. The accumulator’spurpose is to level out the steam production when there is intermittent usage of steam at different steamconsumers. Within site Stockvik it is possible to use internal fuels such as CO-gas and hy-drogengas for steam production, the use of internal fuel is both environmental and economically positive.When large steam demands occurit is not sufficient to only use internal fuels and oil has to be used to produce steam as backup to meet the steam demand.An accumulator can be used to store steam at low steam demand and use at high demand instead of producing steam with oil as fuel. An energy audit shows that the two major consumers also has very varying needs of steamwhich results in a need to use oil as backup fuel in boiler 3.This shows that there is a need of an accumulator in the system. The accumulator can be installed close to the steam plant which reduces the energy losses. Three accumulators havebeen calculated from an average effect of boiler 3. The accumulators havea total volume of 29, 70 and 112 m3. Large quantities of data from the steam process are digitally stored atAkzo Nobel, this data have been used to compare the different accumulators to the actual steam production 2015 and 2016. The profit of installing a steam accumulator is independent of the accumulator size but the cost of installing the accumulator increases with larger volume.The shortest payback period 4,4 years is when choosing the smallest accumulator, 29 m3.Environmental benefitsareachieved by a reduction of oil usage by350 m3/year whichreduces the CO2emissions by 1000 tons/yearand SO2emissions by 1,3 tons/year

This project describes the design and assembly of the power electronic and control system for variable speed control of a micro scale hydro power station in Sweden. The turbine is a new type of integrated turbine-generator unit, called Turbo, designed by prof. Urban Lundin at Uppsala University. Power electronic components was dimensioned, purchased and assembled. The projects purpose is to create an installation for testing and evaluation of Turbo and the main goal was to determine Turbos optimal rotational speed. A commercial 20 kW solar power inverter from Fronius was used and it was controlled using LabVIEW and communicating through the serial protocol Modbus. To control the rotational speed of the generator a PI-regulator with negative feedback was used and controlled from LabVIEW. Test results shows a functioning system where the inverter is to slow to work in an optimal way. This is likely due to the fact that solar power inverters doesn't have to regulate as fast as inverters designed for hydro- and windpower. When testing the integrated turbine generator on site it didn't rotate and final tests could therefore not be completed. This might be because of a bearing that is not properly designed and further research on the area must therefore be completed before determining the optimal rotational speed.

To handle a great demand for biomass, alternative biomasses beyond stem wood are being introduced into the solid fuel combustion market, fuels with generally higher (>0,5 wt-%) ash content and different fuel ash compositions compared to stem wood, such as forest residue, bark, grass and straw. Unfortunately, combustion of these alternative fuels often causes more ash related problems such as fouling, slagging and higher particle emissions compared to combustion of stem wood. Many research studies have been conducted regarding ash melting and ash sintering in biomass combustion. However, literature discussing slagging of biomass ash is rather scarce, especially relating to fixed bed combustion. The majority of the biomass fuels available on the market today are phosphorus-poor and this thesis emanates from those. The overall objective was to obtain knowledge of slag formation in fixed-bed combustion of phosphorus-poor biomass, based on bench- and full-scale experiments, chemical analysis of produced ash fractions, chemical equilibrium calculations, viscosity estimations and statistical evaluations.   This thesis investigates slagging of [phosphorus-poor] biomass in fixed bed combustion. 85 fuels and 10 different burner/boiler technologies were utilized. The results in this thesis highlight the importance of the ash forming elements Si, Ca, K and Alin the slag formation process in fixed bed combustion of phosphorus-poor biomass. Increased Ca/Si ratios in the fuel reduce slag formation due to formation of more temperature stable phases, i.e. Ca/Mg-oxides and/or formation of carbonate melts with lower viscosity (not sticky) that are less prone to forming slag. A high Al/Si ratio increases the possibility of forming solid and thermally stable K−Al silicates that can reduce slag formation.   The fraction of ash melt, along with viscosity, are critical for slag formation and these parameters vary between different fuels. Four classes were defined according to their slagging potential; 1) No slag: fuel composition and the bottom ash contains low Si and K contents and higher Ca content. Fuel examples: non-contaminated stem- and pulpwood/energy wood, 2) Minor slagging tendency: fuel compositions show increased Si compared to non-slagging fuels and the bottom ash contains lower Ca, but increased Si content and approximately unchanged K content compared to the former category. Fuel examples: stem wood, bark and logging residue with increased Si-content due to light contamination. 3) Moderate slagging tendency: fuel composition contains further increased Si content. Increased share of formed silicate melt and higher viscosity (more sticky) compared to minor slagging fuels. Fuel examples: mostly contaminated woody fuels and grass and straws with relatively high amount of Ca. and 4) Major slagging tendency: Fuel composition contains high Si and K content. Sticky K-silicates causes major increase in slagging tendency. Fuel examples: different types of grass and straw fuels.   The burner/boiler technology can affect whether slagging will induce major problems in the burner or not. However, long residence times and high temperatures for the combustion residues in the hot part of the fuel bed are technical prerequisite for increased slag formation.   This thesis developed two qualitative fuel indices for predicting slagging in fixed bed combustion of phosphorus-poor biofuels – one index for fraction of fuel ash that forms slag and one index for sintering category of the formed slag. Both novel indices deliver acceptable results and are more reliable than previous indices found in the literature. Importantly, the fraction of fuel ash that forms slag index outperforms the sintering category for qualitative prediction of the problematic slagging potential of a certain fuel. Additional work is needed to further widen the compositional range as well as to fine tune the indices’ boundaries.

Detta examensarbete i Energiteknik, vilket har utförts i uppdrag av energibolaget PiteEnergi, ämnar undersöka vilken potential lantbruksbyggnader har i fråga om elproduktion genom solceller. Projektering av solcellsanläggningar för nio lantbruk har utförts i Piteå kommun, varav samtliga är kunder till PiteEnergi. Projekteringen har inkluderat besök hos nio lantbrukare varav mätningar har utförts av takytor och byggnader där solcellsanläggningar planerats. Genom mätdata har uppritning av systemet skett via Kraftpojkarna i Västerås projekteringsprogram, materialkalkylatorn. Vidare har simulering genomförts med simuleringsprogrammet SolarEdge för att ta reda på den mängd el som anläggningarna förväntas producera. Utifrån projekteringen har investeringskalkyler upprättats för att beräkna vilka investeringar och återbetalningstider det rör sig om för varje enskilt prospekt. De resultat som tagits fram ska efter slutfört arbete redovisas för de lantbrukare som medverkat i arbetet tillsammans med rapporten i sin helhet. Mycket av den undersökta datan tyder på att det är mer lönsamt att investera i en större solcellsanläggning då dessa ger aningen kortare återbetalningstid, även om grundinvesteringen blir större och ökar linjärt med märkeffekten. De flesta anläggningar i arbetet har en återbetalningstid av ungefär 14 år exklusive investeringsstöd och ca 10 år inklusive investeringsstöd. Detta med de elpriser och priser för elcertifikat som antagits för beräkningarna. Den förväntade energin från solcellerna kan tillgodose flera lantbruks årliga energianvändning. Gällande solcellsanläggningens förväntade effekt når den aldrig märkeffekt i simuleringarna och detta beror bland annat på byggnadernas väderstreck, taklutning och solinstrålning. Slutsatser att dra från arbetet är bland annat att solceller är en god investering i Piteå kommun, inte enbart ur miljösynpunkt, utan på grund av dess långa förväntade livslängd även en bra investering då återbetalningstiden ligger kring 30–50 % av dess livslängd och systempriser fortsätter att sjunka i kostnad. Svårt att dra generella slutsatser mellan de olika prospekten när de skiljer sig mycket i både taklutning, azimut och märkeffekt. Förslag till fortsatt arbete är att utvärdera nätområdet för PiteEnergi för att ta reda på hur stor belastning som elnätet klarar av och hur elnätet i framtiden behöver utvecklas och eventuellt byggas ut för att klara av efterfrågan av solceller på marknaden. / This thesis in energy engineering, on behalf of the energy company PiteEnergi, aim to investigate the potential of solar cell plants for agricultural buildings. Projection of solar cell plants for nine farms have been executed in Piteå municipality, all of which are customers of PiteEnergi. Visits to all nine farms, have been carried out to plan for solar plants where measurements have been made of roof surfaces and buildings. Through measurement data, the system has been reviewed by a design program called” The material calculator”, belonging to the Company Kraftpojkarna, a supplier to PiteEnergi. Furthermore, simulations have been carried out with the simulation program, SolarEdge, to find out the amount of electricity that the plants are expected to produce annually. Based on the design and material needed for installation, investment calculations have been made to calculate which investments and repayment times each individual prospectus has. The results obtained are to be presented, together with this paper, to the farmers who have participated in this thesis, when the project is finished. The main results indicate that it’s more profitable to invest in a larger solar cell plant, as these provide a slightly lower repayment time, even though the initial investment is larger and increases linearly with the installed effect. Most projected solar cell plants in this thesis, have a repayment period of around 14 years without investment support and approximately 10 years including investment support. This with the electricity prices and prices for electricity certificates assumed for the calculations. The expected energy from the solar cells can satisfy several agricultural annual uses of energy. The expected effect of the solar cell system never reaches installed effect in the simulations, and is due to among things like the weather, slope and solar insolation. Conclusions to be made from this work is that solar cell plants are a good investment in Piteå municipality. It’s not only environmentally friendly, but, due to its long-life expectancy, it’s also considered to be a good investment since the repayment period is 30–50 % of its longevity and system prices are continuing to drop. It’s difficult to draw general conclusions between the different prospects when they differ widely in both slope, azimuth, and installed effect. Proposals for further work are to evaluate the network area of PiteEnergi to find out how much power the power grid can handle and how, in the future, it needs to be developed and possibly expanded to meet the demand for photovoltaic cells and solar cell plants.

År 1995 investerade kooperativet Hammarövind i ett av de modernaste största vindkraftverken på marknaden, Wind World 3700 med effekten 500 kW.  Verket togs i drift den 13 december år 1995 ute på Boholmen i Hammarö därav namnet Lucia af Boholmen.  Nu 21 år senare börjar vindkraftverket nå sitt slut och när planer för avvecklingen av vindkraftverket börjar tas fram fanns det intresse inom kooperativet att veta vindkraftverkets miljöpåverkan från vaggan till graven, en livscykelanalys. Den undersökningen utförs i detta arbete.   En LCA undersöker en produkts miljöpåverkan från när råvaran utvinns, tillverkning av produkten, användning och till slut hur produkten behandlas efter att livslängden har tagit slut. LCA är inget nytt inom vindkraft utan det finns ett stort antal LCA gjorda både av äldre kW verk till modernare MW vindkraftverk. Det finns en god uppfattning kring LCA resultatet för vindkraftverk, att det enbart tar ett antal månader för verket att producera den mängd energi som går åt i konstruktionsfasen och driftfasen, att koldioxidekvivalentutsläppen ligger runt 20 g/kWh.  Sedan skiljer sig olika LCA ifrån varandra beroende på olika vindkraftverks effekter, geografiska aspekter, olika antagande som har gjorts och inkonsekventa data för att nämna några orsaker. Det har visats sig att dessa LCA har en brist i och med att avvecklingsfasen av vindkraftverken inte undersöks. Anledningen till detta är att det saknas erfarenhet och intresset för detta moment är lågt då storskalig nermontering av vindkraftverk inte förväntas påbörjas förrän om 10 år. Men om hållbara metoder för att ta hand om vindkraftverken inte undersöks och utvecklas kommer detta att bli ett stort problem i framtiden då avfallsmängderna förväntas öka lavinartat och vindkraftverken bild som en grön energikälla kan ta skada. Syftet med detta arbete är att utreda hur olika avvecklingsmetoder för vindkraftverket Lucia af Boholmen påverkar resultatet för LCA.  De olika avvecklingsmetoderna som undersöktes var återvinning, fortsatt produktion på samma plats och flytt till annat land för fortsatt produktion. Resultatet visade att utan avvecklingsfasen tar det lite mer än 14 månader för vindkraftverket att producera den mängd energi som går åt i konstruktion och driftfasen av vindkraftverket. Intensiteten för energi hamnade på 0,063 kWh/kWh och koldioxidekvivalentutsläppen 20,52 g/kWh. Återvinning av vindkraft ger en energivinst mellan 157 och 193 MWh beroende på hur vindkraftbladen behandlas och de koldioxidekvivalentutsläpp som undviks ligger mellan 57,5 och 59,4 ton. Om vindkraftverket renoveras och fortsätter producera på samma plats upp till 10 år kan intensiteten för energi sänkas till 0,0368 kWh/kWh en sänkning med 41 % och koldioxidekvivalent till 12,4 g/kWh en sänkning med 39 %. Dock är chansen att få en ekonomisk lönsamhet med dagens elpris väldigt låg. Om vindkraftverket flyttas till ett annat land där stödsystem ingår kan en ekonomisk lönsamhet uppnås samtidigt som en stor miljövinst erhålls.