As the amount of data centers continues to increase, their electricity consumption and emissions are being reviewed. The current backup solution is a conventional diesel generator running on fossil fuels. As part of climate goals to reduce carbon emissions, renewable energy sources like fuel cells running on hydrogen are being considered. The following degree project aims to analyse the impact of replacing a fossil-powered backup power system with fuel cells as well as providing insights into which parameters affect the economic analysis the most. Current studies, reports and websites were used to gather a better understanding of fuel cell systems and their key components. The calculations were carried out using values obtained from literature which then were used for simulations in Excel. The results indicated a net profit for the proposed fuel cell system during the expected lifetime. A proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) functions very similarly to a diesel generator while reducing emissions. While the operating costs for the conceptual FC system are lower, the initial investment is much more expensive compared to the diesel system. Even though the economic investment yields a negative profit, large carbon dioxide savings are made. To give a better understanding of how different aspects impact the economics a sensitivity analysis was also carried out. While the current results show that the investment is not feasible, many of the parameters analysed in the sensitivity analysis indicate a more hopeful future forecast.

Det kalla klimatet i Sverige, framför allt i de norra delarna, ställer höga krav på uppvärmningen av byggnader och varmvatten. Att välja rätt värmesystem kan därför vara lönsamt, både ekonomiskt och miljömässigt. Fjärrvärmen är det vanligaste uppvärmningsmetoden i större byggnader, medan småhus ofta använder sig av värmepumpar. Studier har visat på att kombinationer av fjärrvärme och bergvärmepumpar kan ha ekonomiska fördelar. Det blir därmed intressant att undersöka vilken kombination av de två värmesystemen som är mest ekonomiskt fördelaktig. För att beräkna det har en beräkningsmodell skapats baserat på ett nybyggnadsprojekt i Umeå kallat Verkstan. Tanken är att beräkningsmodellen ska kunna beräkna vilken effektfördelning samt energitäckningsgrad som är mest gynnsam, vilket gjordes genom att beräkna minimum i ickelinjära uttryck. För att genomföra beräkningarna användes ett plugg in program i Excel kallat Solver. Livscykelkostnad samt payback tid användes för att beräkna uppvärmningssystemens lönsamhet. Där utöver undersöktes även den miljömässiga aspekten av de olika värmesystem som beräknats, vilket baserades på utsläpp kopplade till driften. Genom utsläppen av koldioxidekvivalenter till atmosfären inom el- och fjärrvärmeproduktionen beräknas och jämförs de årliga utsläppen för olika värmesystem.   Beräkningarna visade på tydliga ekonomiska fördelar med ett kombinerat system, vilket även finner stöd i litteraturen. Resultaten från beräkningsmodellen visade på att effekten hos den installerade bergvärmepumpen i Verkstan är lägre än optimalt, och en högre effekt skulle möjliggöra betydande besparingar, upp emot 1,2 miljoner kr. Den valda effekten innebär dock betydande besparingar jämfört med ett system bestående av enbart fjärrvärme. En känslighetsanalys genomfördes, vilket undersökte vilken påverkan förändringar på parametrar har på resultatet. Den visade att trots betydande påverkan på livscykelkostnaden var det kombinerade systemet ekonomiskt fördelaktigt. Osäkerhet i beräkningsmodellens möjlighet att uppskatta energitäckningsgrad innebär att vidare studier och konfirmering av modellen vore önskvärd. Ur en miljösynpunkt visade beräkningar på två skilda resultat beroende på om direkta eller indirekta utsläpp beräknades. I de fall då enbart direkta utsläpp från el- och fjärrvärmeproducenterna användes i beräkningarna visade resultatet på tydliga fördelar vid användandet av bergvärmepumpar. Användes i stället indirekta utsläpp i form av utsläppen kopplade till marginalel och marginalfjärrvärme vid beräkningarna visade resultaten på lägre utsläpp vid användning av fjärrvärme. En vidare diskussion kring vilka utsläpp en slutanvändare av el eller fjärrvärme är ansvarig för, samt de olika värmesystemens utsläpp sett till hela livstiden vore intressant för framtida undersökningar. / The cold climate in Sweden, especially in the northern parts, places high demands on the heating of buildings and hot water. Choosing the right heating system can therefore be profitable, both economically and environmentally. District heating is the most common heating method in larger buildings, while single-family homes often use heat pumps. Studies have shown that combinations of district heating and geothermal heat pumps can have economic benefits. It would thus be interesting to investigate which combination of the two heating systems is most economically advantageous. To calculate this, a calculation model was created based on a new construction project in Umeå called Verkstan. The idea is that the calculation model should be able to calculate which power distribution and energy coverage ratio is most favorable, which was done by calculating the minimum in non-linear expression. To perform the calculations, a plug-in program in Excel called Solver was used. Life cycle cost and payback time were used to calculate the profitability of heating systems. In addition, the environmental aspect of the various heating systems that were calculated was also examined, which was based on emissions linked to operations. Through the emissions of carbon dioxide equivalents to the atmosphere in electricity and district heating production, the annual emissions for different heating systems were calculated and compared.   The calculations showed clear economic benefits of a combined system, which also finds support in literature. The results from the calculation model showed that the power of the installed ground source heat pump in Verkstan was lower than optimal, and a higher power would enable significant savings, up to SEK 1.2 million. However, the selected effect means significant savings compared to a system consisting only of district heating. A sensitivity analysis was performed, which examined the effect of changes in parameters on the result. It showed that despite the significant impact on the life cycle cost, the combined system was economically advantageous. Uncertainty about the calculation model's ability to estimate the energy coverage ratio means that further studies and confirmation of the model would be desirable. From an environmental point of view, calculations showed two different results depending on whether direct or indirect emissions were calculated. In cases where only direct emissions from electricity and district heating producers were used in the calculations, the results showed clear advantages in the use of geothermal heat pumps. If indirect emissions were used instead, in the form of emissions linked to marginal electricity and marginal district heating in the calculations, the results showed lower emissions when using district heating. A further discussion about which emissions an end user of electricity or district heating is responsible for, as well as the emissions of the various heating systems for the entire lifetime would be interesting for future investigations.

LKAB är ett företag som satsar på att minimera sin klimatpåverkan bland annat genom att elektrifiering och energieffektivisering av deras anläggningar. Centralgaraget på Malmberget är en fastighet byggd 1958 som huserar en rad olika fordon så som bilar och bussar men även har verkstäder och kontor.  Syftet med arbetet har varit att ge underlag åt LKAB för möjliga investeringar i åtgärder för energieffektivisering och förbättring av inomhusklimat. Genom att först bygga en energimodell av byggnaden och sedan simulera olika förslag samt att beräkna dessa ekonomiskt kunde underlaget skapas.  Med givna data från LKAB för fjärrvärmeförbrukningen mellan åren 2018 och 2023 togs ett min-, medel- och maxvärde på års- och månadsbasis. Intervallet blev 292 −574 𝑀𝑊ℎ/å𝑟 och medelvärdet 412 𝑀𝑊ℎ/å𝑟. Basfallet som gjordes för att efterlikna verkligheten hade en simulerad fjärrvärmeförbrukning på 540 𝑀𝑊ℎ/å𝑟. Förbrukningen för de simulerade förslagen kan delas upp i tre grupper. Den första gruppen är de med variabel flödesventilation (VAV) i hallarna och verkstäderna samt en simulering med VAV i hela byggnaden som fick värdena 395 𝑀𝑊ℎ/å𝑟 respektive 386 𝑀𝑊/å𝑟ℎ. Andra gruppen var byte av fönster till ett genomsnittligt värmegenomgångstal på 𝑈 = 0,9 𝑊𝑚2𝐾  och tillägget av markiser vilka hade 532 𝑀𝑊ℎ/å𝑟 för byte av fönster och 527 𝑀𝑊ℎ för tillägget av markiser. Sista gruppen var simuleringarna med golvvärme i garaget med effekten per kvadratmeter 20 ,40  samt 40 i kombination med befintliga fläktaggregat. Dessa hade en förbrukning på 550 𝑀𝑊ℎ/å𝑟, 580 𝑀𝑊ℎ/å𝑟 samt 586 𝑀𝑊ℎ/å𝑟. Elförbrukningen kunde grupperas likadant som för fjärrvärmeförbrukningen där värdet var 99 𝑀𝑊ℎ/å𝑟 för Basfallet och en variation mellan 59 − 99 𝑀𝑊ℎ/å𝑟 för resten av simuleringarna. Enligt offert från Frico AB var besparingen i 𝑀𝑊ℎ/å𝑟 mellan 10,6 − 16,2 𝑀𝑊ℎ/å𝑟 per aggregat beroende på vilken hall som de var installerade i. Elkedjans solcellskalkylator gav en elproduktion på 43𝑀𝑊ℎ/å𝑟 Inomhusklimatet evaluerades efter Fangers modell där PPD värdet varierade mellan 18 − 23% där simuleringarna med Markiser och VAV i hela byggnaden hade bäst värden och byte av fönster det dåligaste.  Baserat på resultaten simulerades två kombinationsförslag där den ena hade VAV i hallarna och markiser medan det andra också hade golvvärme. Dessa hade fjärrvärmeförbrukningen och PPD värde 410 𝑀𝑊ℎ/å𝑟 och 19% respektive 440 𝑀𝑊ℎ/å𝑟 och 17%. Elförbrukningen var 46 𝑀𝑊ℎ/å𝑟 respektive 61 𝑀𝑊ℎ/å𝑟. De ekonomiska kalkylerna visade att luftridåerna hade en återbetalningstid på 10 −15 år och en internränta mellan 1 − 13%. Samtliga förslag förutom solpaneler och fönsterbyte var positiva investeringar med en återbetalningstid mellan 1,3 − 8 år och en internränta mellan 9 − 51%. Rekommendationen till LKAB blev att investera i luftridåer i fyra utav hallarna samt att implementera VAV i hallarna, lägga till markiser och börja använda golvvärmen. Energiförbrukningen för detta fall ger en minskning på 153 𝑀𝑊ℎ/å𝑟 relativt Basfallet exklusive luftridåerna och har det bästa inomhusklimatet. Återbetalningstiden för detta är 1,6 år med en internränta på 14%. Detta fall ger en både det bästa inomhusklimatet samt en relativt stor energibesparing.

Surveillance of countries' borders is of greatest interest to monitor to detect enemies. Saab's radar aircraft has air, ground and sea surveillance capabilities and is characterized by the large radar that attaches to the fuselage of the aircraft. When designing future aircraft and unmanned vehicles, weight and energy efficiency are sensitive parameters to consider. The weight of aircraft and its equipment has an important impact on, among other things, fuel consumption and thus how long they can stay in the air. In addition, all mission equipment must be provided with cooling to avoid overheating. The aim of this study has been to analyze and evaluate existing refrigeration systems in some of Saab's radar aircraft during various operational scenarios and also review alternative designs for future vehicles and carbon dioxide as future cooling media. The refrigeration systems Environmental Control System and Mission Air Cooling System ensure that cabin and cockpit areas are tempered and pressurized and that all heat generated in the equipment is transported away and out to the surrounding atmosphere as a heat sink. The Environmental Control System uses ambient air as media. Compressed air is drained from engines or an auxiliary power unit and supplies the refrigeration system with air. The Mission Air Cooling System is a conventional refrigeration machine with R134a as the refrigerant. The existing cooling circuit absorbs heat in the evaporator which is placed in the air distribution where the air circulates and cools the equipment. The refrigerant then transports the heat to the surrounding atmosphere. Carbon dioxide as a refrigerant has been used since the 19th century. With the ongoing phasing out of conventional refrigerants, R134a included, carbon dioxide is starting to become relevant again. Despite carbon dioxide's good heat transfer properties, there is a major challenge regarding the high-pressure conditions, which places demands on the components of the refrigeration system. Carbon dioxide can reduce pressure losses and dimensions of components and pipelines as well as reduce installation weight. The performance of the refrigeration systems has been evaluated based on their coefficient of performance and how much energy from the engine corresponds to the amount of fuel that the refrigeration systems require. Pressure, temperature and enthalpy conditions were developed in a simulation program, alternatively previous calculation templates were reused to calculate heat transfers and work in each refrigeration system. In addition, the installation weights of the refrigeration systems in relation to each other were provided in order to be able to analyze these against other parameters, such as performance and complexity, for future aircraft and unmanned vehicles. An alternative construction in the Mission Air Cooling System was investigated where the air distribution is excluded and instead the cooling circuit is led all the way to the devices. The evaporator thus functions as a cooling plate. The calculations for a carbon dioxide machine were carried out using research articles. For the Environmental Control System, it turned out that the design of the air intake together with the air velocity profile in some cases generates low mass flows, which causes abnormal heat exchanges and temperature conditions in the cabin and cockpit. The Mission Air Cooling System had better performance in terms of coefficient of performance but has a long chain of energy conversions required for the electricity supply which contributes to energy losses. Calculations carried out for a carbon dioxide machine resulted in the compressor's displacement being able to be reduced by 89\%. Finally, based on the analyses and calculations carried out, a section is presented that explains which parameters should be considered for future designs for unmanned vehicles, as well as a figure that can be seen as an example of a system structure. The system structure is a conventional refrigeration machine with carbon dioxide as the refrigerant. Based on the analyses made regarding the installation weight and the performance of the refrigeration systems, it is likely that the presented system structure also contributes to the lowest weight and is an example of a refrigeration system in future aircraft and vehicles.

The thesis is structured as a result report, with each part of the findings divided into separate sections. The project's aim is to investigate the potential of replacing Umeå Energi AB's mobile diesel generators with mobile battery storage as backup power during situations wheredisconnection from the power grid is necessary. The research question has been addressed by conducting a comparative analysis between a reference product of mobile battery storage and Umeå Energi AB's diesel generators. The analysis covered various aspects, including emissions of carbon dioxide equivalents, economic factors based on purchase, operation, and maintenance costs, as well as a life cycle cost analysis. In addition to the analysis of backup power, the potential for mobile battery storage to generate passive income by offering support services in the form of frequency regulation to the power grid was also investigated. To answer these questions, historical operational data from existing diesel generators used for backup power by Umeå Energi was utilized, along with historical revenues from the FCR-D support service over the past year. Data regarding fuel costs, energy costs, emission factors, and other essential information was collected from internet and literature sources. The results indicate that mobile battery storage is an alternative to mobile diesel generators for backup power, though only for a limited time period depending on specific energy needs. The analysis also demonstrates that using battery storage as an alternative to diesel reduces carbon dioxide equivalent emissions by up to 85%, while operating costs are reduced by 90.3%. The life cycle cost analysis shows that battery storage generates a positive return of over 620,000 SEK over a 10-year life cycle with included support services, despite the relatively high purchase cost of 3 MSEK. In contrast, the diesel generator results in an expenditure of 1.73 MSEK over the time period, excluding any potential residual value. Additionally, battery storage has the potential to contribute to a reduction of up to 31 tons of CO2e over its life cycle. While the potential economic and environmental benefits of battery storage are evident, the analysis also explains the current usage history of diesel generators. Mobile battery storage has the potential to be an alternative to diesel generators, but a drawback is the limited energy capacity, making it less reliable compared to the diesel generator. / Examensarbetet är skrivet som en resultatrapport där varje delresultat är indelade i separata sektioner.Projektets syfte är att undersöka möjligheten att ersätta Umeå Energi AB:s mobila dieselgeneratorer med mobil batterilagring som reservkraft under situationer där frånkoppling från elnätet är nödvändigt. Tekniska, ekonomiska och miljömässiga möjligheter har undersökts genom en jämförandeanalys mellan en referensprodukt av mobil batterilagring och Umeå Energi AB:s dieselgeneratorer. Analysen omfattar en bedömning av batteriets energimängd under förutsättningar att det kan transporteras med BE-körkort, inklusive utsläpp av koldioxidekvivalenter, ekonomiska faktorer baserade på inköp, drift och underhållskostnader samt en livscykelkostnadsanalys. Utöver analysen av reservkraft, har även potentialen för mobil batterilagring att generera passiva intäkter genom att erbjuda stödtjänster i form av frekvensreglering till elnätet undersökts. För att besvara dessa frågor har historisk driftinformation från befintliga dieselgeneratorer för reservkraft hos Umeå Energi använts, tillsammans med historiska intäkter för stödtjänsten FCRD under det senaste året. Data angående bränslekostnader, energikostnader, emissionsfaktorer och annan väsentlig information har samlats in från internet och litteraturkällor. Resultaten visar att mobil batterilagring är ett alternativ till mobila dieselgeneratorer som reservkraft, men detta gäller endast under en begränsad tidsperiod som beror på det specifika energibehovet. Analysen påvisar också att vid användning av batterilagring som alternativ till diesel minskar utsläppen av koldioxidekvivalenter med upp till 85 %, samtidigt som driftskostnaderna reduceras med 90,3 %. Livscykelkostnadsanalysen visar att batterilagringen genererar en positiv avkastning på över 620 000 SEK över en livscykel på 10 år med inkluderade stödtjänster, trots batterilagringens förhållandevis dyra inköpskostnad på 3 MSEK. Motsvarande resultat för dieselgeneratorn under samma livscykel påvisar en utgift på 1,73 MSEK. Dessutom har batterilagringen potential att bidra till en reducering av koldioxidekvivalenter med upp till 31,5 tonCO2e under en livscykel. Samtidigt som de potentiella ekonomiska och miljömässiga fördelarna med batterilagringen är uppenbara, belyser analysen även den nuvarande användningshistoriken för dieselgeneratorer. Mobil batterilagring har potential till att vara ett alternativ till dieselgeneratorer, dock är en nackdel den begränsade energikapaciteten vilket gör den mindre tillförlitlig i förhållande till dieselgeneratorn.

Syftet med detta arbete var att dimensionera lämplig kylmaskin för en tillbyggnad av en ytterligare ishall bredvid befintlig ishall. Ishallarna som studerades var på LF-Arena i Piteå Kommun. Utöver dimensioneringen utvärderades möjligheter för värmeåtervinning från kylmaskinen. Kylmaskinens livscykelkostnad (LCC), återbetalningstid och miljöbesparing utvärderades också. Arbetet undersökte två olika alternativ av kylmaskiner, det första alternativet var en ammoniak- (NH3) kylmaskin och det andra alternativet var en koldioxid- (CO2) kylmaskin.   Dimensioneringen av den nya kylmaskinen gjordes med information om den befintliga kylmaskinen och antaganden för den nya ispisten. Information om den nya kylmaskinen uppmättes med hjälp av mätutrustning anpassade för kylsystem. Värmebehoven för anläggningen var: Lokalvärme, tappvarmvatten, tining av is i smältgrop, fyllning av ismaskin, köldskydd, avfuktning och markvärme till fotbollsplanen. De olika värmebehoven utvärderades och beaktades i utformningen av det nya kylsystemet.   Resultatet visade att kyleffektbehovet för de båda ispisterna blev sammanlagt 700 kW. Det visade sig att CO2-aggregatet var det bästa alternativet för att spara maximalt med energi. I detta fall kunde värmeåtervinning från CO2-kylmaskinen tillgodose hela ishallens hög- samt lågvärdiga värmebehov. För att nyttja värmeåtervinning till markvärme för fotbollsplanen var NH3-kylmaskinen ett bättre alternativ, den kunde tillgodose 93% av värmen i detta fall. CO2-aggregatet kunde tillgodose 78% av värmebehovet till markvärmen. Ur både ett ekonomiskt- och miljömässigt perspektiv var CO2-aggregatet ett bättre alternativ med en LCC och återbetalningstid på 15,5 Mkr och 4,4 år. Beroende på hur stor del av elanvändningen som är lokalproducerad så kunde miljöutsläppen minskas med 3 – 14,7 ton CO2e per år i detta fall jämfört med NH3-aggregatet som kunde minska miljöutsläppen upp till 13,8 ton CO2e. / The purpose of this work was to dimension an appropriate refrigeration system for an extension of an additional ice rink next to the existing one. The ice rinks studied were located at LF-Arena in Piteå Municipality. In addition to dimensioning, opportunities for heat recovery from the refrigeration system were evaluated. The life cycle cost (LCC), payback period, and environmental savings of the refrigeration system were also assessed. The work examined two different options of refrigeration systems, the first option being an ammonia (NH3) refrigeration system and the second option being a carbon dioxide (CO2) refrigeration system.   The dimensioning of the new refrigeration system was done with information about the existing system and assumptions for the new ice surface. Information about the new refrigeration unit was measured using equipment adapted for refrigeration systems. The heat requirements for the facility included: space heating, domestic hot water, ice melting in the pit, filling of the ice machine, frost protection, dehumidification, and ground heating for the football field. The different heat requirements were evaluated and considered in the design of the new refrigeration system.   The results showed that a cooling capacity of 700 kW for both ice rinks combined was needed. It was found that the CO2-system was the best option for maximizing energy savings. In this case, heat recovery from the CO2 refrigeration system could meet the entire high- and low-grade heat demand of the ice rink. To utilize heat recovery for ground heating for the football field, the NH3 refrigeration system was a better option, as it could meet 93% of the heat demand in this case. The CO2-system could meet 78% of the heat demand for ground heating. From both an economic and environmental perspective, the CO2-system was a better option with an LCC and payback period of 15.5 million SEK and 4.4 years, respectively. Depending on the proportion of locally produced electricity consumption, emissions could be reduced by 3 to 14.7 tons of CO2e per year in this case compared to the NH3 unit, which could reduce emissions by up to 13.8 tons of CO2e.

Världens energianvändning är en central del i rådande klimatförändringar och smarta tekniklösningar tillsammans med nya beteendemönster är våra bästa verktyg för att minimera vår påverkan på planeten, däribland mest omtalat användningen av fossila bränslen. Detta arbete har utförts i samarbete med Caverion på beställning av Alimak group AB i Skellefteå, med syfte att undersöka gångbarheten i ett byte av värmekälla på en av Alimaks fastigheter, ifrån oljeeldning till fjärrvärme. Målet för arbetet har varit att ta fram ett konkret åtgärdsförslag, med tillhörande ekonomisk analys av lönsamheten i framlagt förslag. Genom undersökningar i form av litteraturstudier, beräkningar och platsbesök fastslogs fastighetens huvudsakliga effektbehov och ett helt nytt värmesystem dimensionerades. Energianvändningen beräknades varpå de teoretiska driftkostnaderna kunde tas fram och jämföras mellan dagslägets värmesystem samt med det förslagna åtgärdspaketet och dess kostnader. Resultatet blev ett komplett åtgärdsförslag där en investering på ungefär 555 Tkr innebär att fjärrvärme installeras på fastigheten och ett helt nytt värmedistributionssystem etableras. Tanken är att använda moderna fläktluftvärmare för att cirkulera rumsluften och värma upp den så att effektbehovet tillgodogörs med godtycklig marginal mot de osäkerheter som finns beräkningarna inbördes. Det föreslagna värmesystemet utmynnar i väsentligt minskade driftkostnader som betyder en årlig besparing på 380 Tkr med det nya värmesystemet och 480 Tkr om även ventilationen byggs om enligt Caverions förslag samtidigt. Vidare erhålls även en minskad klimatpåverkan av cirka 244 ton koldioxid per år. Utöver dessa huvudsakliga fördelar med förslaget så erhålls också en helt ny nivå av driftsäkerhet, reglerbarhet och översikt av anläggningen som i dagsläget inte finns. Med modern teknik kan hela värmesystemet styras centralt och automatiskt, samt kopplas ihop med förslaget ventilationssystem för en helt automatiserad drift av anläggningen. / The current energy usage worldwide is playing a central part in polluting the atmosphere and accelerating climate change. Intelligent technical solutions coupled with new behavioral patterns are our best tools to battle climate change and minimize our impact on the planet. Amongst these innovations and changes to our lifestyle, a central part is our usage of fossil fuels, of which usage is being restricted by governments worldwide, commonly via taxes. This forces us to reinvent ourselves and search for other options where we can, to minimize both our costs and our emissions of greenhouse gases.   Alimak in Skellefteå is currently finding themselves in a similar situation, and therefore requested a proposal for a new heating system on one of their properties to be delivered by Caverion via this report. The task at hand was to investigate the viability of changing out their current heating sources, three oil-furnaces to a new district heating powered system, and come up with a concrete proposal for a solution, and evaluate the economical profitability. Through a broad study of literature on the subject and several trips to the property to examine it, the heating power required to maintain an arbitrary indoor climate was calculated, with respect to the buildings shell, ventilation and infiltration. With this accomplished an entirely new heating system could be dimensioned to fit the property based on the given conditions. With this all done, the buildings annual energy consumption could be calculated and from that the theoretical operational costs emerged, to be compared with the oil-furnaces of today. The results of it all, is a proposal for a complete new heating package including fan-heaters, piping, control system and district heating substation. Amounting to an investment of 555 000 SEK, the system is deemed adequate to maintain a comfortable climate and circulate the warm air throughout the entirety of the rooms wherein the heaters are placed, and provide a sufficient margin of power given the uncertainties within the calculations. The investment turns out to lower the operational costs significantly, and an estimated 380-480 000 SEK will be saved annually depending on which of the options are chosen. Furthermore since this means that none of the oil-furnaces will remain, all the carbon dioxide emissions associated with heating the building are eliminated, previously amounting to a rough 244 tons annually in previous years. Needless to say this is a phenomenal gain for the environment. In addition to these main advantages of the proposal, there is also the completely enhanced level of operational reliability, controllability and overview of the plant that has previously not been available. With modern technology, the entire heating system can be controlled centrally and automatically and together with the proposed ventilation system the entire operation of building can be run fully automatically.

För drygt två år sedan började Laura och Erik Vidje att bygga sitt eget hus i utkanten av Umeå. Det här byggprojektet skulle senare visa sig bli ett unikt och uppmärksammat projekt med många involverade och intresserade parter. Byggprojektet involverade en hel fastighet med bostad, gäststuga, garage, jordkällare och solcellsanläggning, och Laura och Erik skulle själva utföra så mycket av arbetet som gick. Vad som gjorde den här fastigheten unik var valet att utforma den efter kraven för passivhus och samtidigt använda sig av okonventionella och återvinningsbara byggnadsmaterial, bland annat var isoleringsmaterialet tänkt att bestå av halm och golvplattan av återvunnet foamglas. Även konstruktionen skulle bli väldigt genomtänkt, där stora fönster placeras mot söder med ett långt taköverhäng som skyddar mot hög solinstrålning på sommar men optimerar instrålningen på vintern. Väggarnas konstruktion var tänkt att bli nästan en meter tjock för att isolera väl och hela byggnaden klimatskärm skulle bli oerhört tät för att minimera värmeförluster, men den mest påtagligt ovanliga egenskapen med bostaden var att den skulle bli rundformad. I dagsläget har stora delar av fastigheten färdigställts, men innan vissa tekniska installationer utförs ville paret Vidje ta reda på vad fastigheten förväntas ha för behov, främst elenergimässigt och hur den kommer att prestera i förhållande till officiella krav. Detta visade sig endast bli positivt för dem då hela fastigheten uppskattas ha ett elenergibehov motsvarande ungefär 23,1 kWh/m2 och år vilket nästan är två tredjedelar av schablonvärdet för endast hushållsenergin. Även BBR-kravet för primärenergital visade sig ligga mer än dubbelt så högt som fastighetens beräknade primärenergital, vilket bevisar den högt planerade kvalitén och hur genomtänkt byggprojektet är. Det fanns även ett intresse att ta reda på vad det finns för nya tekniker inom hållbara hushåll och om dessa kommer att vara möjliga att implementera i deras hushåll. Bland annat var solcellerna kombinerade med ett hemmabatteri en viktig fråga för paret Vidje. De vill kunna använda så mycket av deras egna producerade solel som möjligt. Vad det här arbetet kom fram till var att den inplanerade solcellsanläggningen på 5 kWp (kilowattpeak) skulle lyckas täcka ca 70% av fastighetens årliga elbehov men att inte mer än max hälften av den producerade solelen skulle kunna användas av dem själva. Resten skulle säljas ut på elnätet eller sparas i ett eventuellt hemmabatteri. Vad som blev uppenbart efter batteriets lönsamhetsberäkningar var att med dagens elpriser kommer det alltid vara mer ekonomiskt lönsamt att sälja solcellernas överskottsel ut på nätet. Ekonomisk lönsamhet var ett återkommande tema, inte minst för just solcellerna och hemmabatteriet. För solcellerna låg fokuset på om det skulle bli mer lönsamt att hyra anläggningen eller att köpa den. I slutändan visade det sig inte vara en oerhörd ekonomisk skillnad mellan de två alternativ utan den avgörande aspekten kommer antagligen att vara bekvämligheten av att genomföra edera alternativ. 3 Solcellerna visade sig täcka en stor del av detta arbete då man även ville ta reda på hur stort klimatavtryck den planerade anläggningen kommer att ha jämfört med alternativet att använda elektricitet från Umeå Energis elnät. Resultatet från denna undersökning var nog det mest överraskande av alla resultat. På grund av att en stor del av världens solceller tillverkas i länder med höga växthusgasutsläpp samt kräver mycket energi för att tillverkas så innebär det att solcellers klimatavtryck är det högsta bland förnybara energikällor. Då Umeå Energi har övergått till 100% förnybar elproduktion med andra energislag än solkraft, visade det sig att under solcellernas livstid på 25 år skulle solcellsanläggningens klimatavtryck vara mer än dubbelt så högt än om elen hade tagits från nätet. Paret Vidje ville också veta mer om nyutvecklade energirelaterade tekniker, däribland V2G, självförsörjande hushåll, vätgaslagring, likströmsnät och elbilsladdning, för att kunna avgöra om någon av dessa kommer vara möjliga att integrera med deras fastighet inom en snar framtid. V2G, Vehicle-to-Grid, är fortfarande för outvecklat för att det skall vara möjligt för en privatperson att kunna använda sig av det. Självförsörjning är helt klart möjligt i dagsläget, men den enda väl fungerande metoden verkar vara vätgaslagring och det är fortfarande en teknik som är oetablerad på marknaden och därmed även väldigt dyr. Att ställa om sitt hushåll till ett likströmsnät är en intressant trend som en del kunniga personer har börjat göra de senaste åren, men det verkar dock vara just det, någonting som endast en kunnig och intresserad person i området kan klara av att genomföra i dagsläget. Det finns ingen etablerad teknik för att enkelt kunna ställa om ett hushåll till att använda likström i sina vägguttag. Eftersom paret Vidje planerar att införskaffa en elbil så var de väldigt nyfikna angående hur det kan gå till att ladda sin elbil hemma. Den mest kritiska frågan var om en laddbox var ett krav. Vad arbetet kom fram till var väldigt enkelt, laddbox är tekniskt sett inget krav, men att använda ett vanligt 230 V vägguttag som standard är en dålig och nästintill farlig metod. Det är dessutom en oerhört ineffektiv metod då vägguttag avger väldigt låga effekter och därmed skulle innebära ohållbart långa laddningstider. En laddbox på 11 kW verkar vara det bästa alternativet just nu för att ladda en elbil i hemmet. Snabbladdare på över 22 kW finns tillgängliga men är mer kostsamma och tillför endast kortare laddtid som egentligen inte är nödvändig för de flesta hushåll. / About two years ago Laura and Erik Vidje began building their very own home just outside the city of Umeå. This building project would later turn out to become a unique and well noticed project with many involved and interested parties. The building project involved an entire estate with a residence, guest house, cold storage cellar and a PV (photovoltaic) system, and Laura and Erik were planning on doing as work as possible by themselves. What made this estate so unique was the choice of designing it according to the passive house requirements and at the same time be using unconventional and recyclable building materials, among other things was that the isolating material was going to be entirely made up of straw and the base plate would be made of recycled foam glass. The construction was going to be very well thought through, with large window facing south and a long roof overhang that will protect against insolation during summer but optimizes the insolation during winter. The walls would be built almost one meter thick to make great isolation and the entire building envelope were going to be extremely dense to minimize heat loss, but the most obvious unique attribute about the residence were going to be its round shape. By today the estate is nearly finished, but before a few technical instalments is executed the Vidje couple wanted to know what energy related needs the estate will have and how it will perform relative to official requirements. This specifically turned out to be only positive for them because the estate is now estimated to have a total need of electricity at about 23,1 kWh/m2 Atemp and year, which is almost one third lower than the standard value only for household energy. Also, the BBR-requirement for EPpet (primärenergital) turned out to be more than twice as high as the actual EPpet for the estate, which proves how well thought out the building project is and its high quality. In addition to this there were an interest in learning about knew technologies within sustainable housing and whether it was possible to implement these to their home. An important question to the Vidje couple was the possibilities regarding the PV system combined with a battery storage system. They would want to use as much of their own solar electricity as possible. What this project found out was that the 5 kWp (kilowattpeak) PV system would be able to cover around 70% of the estates yearly electricity needs, but that they would only be able to personally use no more than half of all that produced electricity. The rest would have to be sold and transferred out on the grid or possibly be saved in a battery storage unit. What became obvious while calculating the profitability of a battery storage system was that, with today’s electricity pricing, to sell the surplus PV production out on the grid will always be the most economically profitable option. Economic profitability was a reoccurring theme, especially for the PV- and battery storage system. Most of the focus regarding the PV system was between the options of renting it or buying it. In the end it turned out not to be a very significant difference 5 between the two options, the most decisive aspect when choosing will most likely be the difference of overall comfortability between the two. Analysing the PV system became a larger part of this project than expected when another request was to figure out how big of a climate impact the system would have compared to if the same amount of electricity was used from Umeå Energis grid. This analysis came up with probably one of the most interesting results of this entire project. Because PV panels require a lot of energy to produce and a large proportion of all panels in the world are produced in countries with a high carbon footprint, it means that PV systems has one of the worst climate impacts of all renewable energy sources. According to Umeå Energi 100% of their electricity are produced from renewable sources where solar power is not one of them. Because of this it turned out that during the 25-year lifespan of the PV system it would have more than twice the climate impact rather than if the electricity came from the power grid. The Vidje couple also wanted to know more about newly developed technologies related to energy, among things like V2G, self-sustaining homes, hydrogen energy storage, direct current grids and electric vehicle charging, to be able to establish whether any of these would be possible to integrate with their home in the near future. V2G, Vehicle-to- Grid, is still very much under development and therefore are not available for any person to use. Self-sustainability is definitely possible with today’s standards, but the only method that seems to work well enough is hydrogen energy storage which is still not very well established on the market and therefore also very expensive. Readjusting your home to work with a direct current grid is an interesting trend that some knowledgeable people have been doing lately, but it seems to be just that, something only a person who is interested and knowledgeable in the area are capable to perform at this stage. There are now established technique for easily changing your home to be able to run on direct current. Because the Vidje couple are planning on getting an electric car it made them curious about what options there were to be able to charge it at home. The most critical question was if a charging box is a requirement or not. The answer is pretty simple, a charging box is technically not a requirement, but using a 230 V power outlet as standard is a very bad and sometimes even considered as dangerous. It is also a very inefficient method because regular outlets can only put out a relatively low power charge and therefore would mean unreasonably long charging times. An 11 kW charger box seems to be the best option right now be able to charge your electric car at home. Quick chargers above 22 kW to exist but are usually expensive and only lowers the charging time a little bit which for most households are quite unnecessary.

No description available.

No description available.