Vi blir fler och fler människor som delar på vår planet, och vi tär alltmer på de sinande naturresurser som finns tillgängliga. En fortsatt utveckling i denna riktning måste förhindras och ett steg åt rätt håll är att minska påfrestningarna av de naturresurser vi har. Genom att minska slit- och slängkonsumtionen, återvinna mer och återanvända förbrukade varor kan vi nå framsteg. Just återanvändning behandlas i detta kandidatexamensarbete, där syftet är att undersöka huruvida vinflaskor kan återanvändas som glasfönster. Inledningen av rapporten består av litteraturstudier som tar upp och beskriver värmeöverföringsfenomen som egenkonvektion, samt sätter in arbetet i ett perspektiv av hållbar utveckling. Ett av huvudmålen med arbetet är den praktiska tillämpning och därför har vi gjutit egna fönster med inmurade vinflaskor. Med hjälp av dessa vinflaskfönster har vi mätt både lux- och temperaturvärden, vilka används i beräkningar av ljusinsläpp och värmeöverföring genom fönstren. För värmeöverföringsberäkningarna har diverse formler rörande ledning och konvektion använts. I arbetet undersöktes två olika varianter av glasflaskor, hela glasflaskor samt avkapade glasflaskor. Efter litteraturstudier, experiment och beräkningar drogs slutsatsen att de hela glasflaskorna gav både högre ljusinsläpp och mindre värmeförluster.

Examensarbetets syfte var att undersöka hur en byggnadsutformning påverkar den specifika energianvändningen. Det gjordes genom att simulera olika modeller av en förskola i IDA ICE. Underlaget för studien var förskolan Teleskopet som befann sig i stadsdelen Tavleliden i Umeå som  illustrerades av modeller  i IDA ICE för att sedan göra  energibalansberäkningar. Fyra modeller med olika formfaktorer byggdes i IDA  ICE. Ett enplanshus, ett tvåplanshus, ett treplanshus och ett fyrplanshus simulerades för att sedan bestämma hur formfaktor i förhållande till den specifika energianvändningen varierade. Modellerna som simulerades i IDA ICE behövde ha identiska brukarindata för att bara formfaktor skulle ändras. Således användes Boverkets föreskrifter om ändring av verkets föreskrifteroch allmänna råd (2016:12) om fastställande av byggnadens energianvändning vid normalt brukande och ett normalår(BEN 2),Boverkets föreskrifter om ändring i boverkets byggregler (2011:6) -föreskrifter och allmänna råd; bfs 2020:4(BBR 29) och Umeå tekniska anvisningar från Umeå Kommun fastighet. Generellt sett visade det sig att enplanshus hade högre formfaktor jämfört med de andra modellerna. Studien visade att från en formfaktor på 2.4 till en formfaktor på 0.9 minskade den specifika energianvändningen med 4.9[kWh/ m2 ,år]. Från samma studie kunde man också visa att om man ökade persontätheten från [0.33 pers/m2 ,Atemp] till [0.55 pers/m2 ,Atemp]  kunde man spara  5.3[kWh/ m2 ,år] på den specifika  energianvändningen. Sammanfattningsvis är val av byggnadsutformning och persontäthet viktigt för att avgöra energiprestanda på byggnaden. Studien visar att ju lägre formfaktor samt högre persontätheten i en och samma byggnad påverkar byggnadens energianvändning med en total minskning på 5.3[kWh/ m2 ,år]. / The purpose of the thesis project was to investigate how a building design affects it specific energy use. This was done by simulating different models of one preschool in IDA ICE. The basis for the study was the preschool Teleskopet which was located in the district Tavleliden in Umeå which was illustrated by models in IDA ICE and then make energy balance calculations. Four models with different form factors were built in IDA ICE. A single-storey house, a two-storey house, a three-storey house and a four-storey house were simulated to then determine the form factor in relation to the specific energy use varied. The models simulated in IDA ICE needed to have identical user data so that the form factor would change. The National Board of Housing, Building and Planning’s regulations on changing the board of directors were used, regulations and general guidelines (2016: 12) on the determination of the building energy use during normal use and a normal year (BEN 2), the National Board of Housing, Building and Planning’s regulations on changes in the National Board of Housing, Building and Planning’s building regulations (2011: 6) regulations and general guidelines; bfs 2020: 4 (BBR 29) and Umeå technical instructions from Umeå Municipality property were taken into consideration. In general, it turned out that single-storey houses had a higher form factor compared to those other models.The study showed that from a form factor of 2.4 to a form factor of 0.9 it reduced the specific energy consumption by 4.9[ kWh/m2,year ]. The same study also showed that if one increased the person density from [ 0.33pers/m2,Atemp ] to [ 0.5pers/m2,Atemp ] resulted in a decrease of 5.3[ kWh/m2,year ] on the specific energy use. In conclusion,the choice of building design and person density is important to determine the energy performance of the building. The study showed that the lower the form factor and the higher the density of persons in one and the same building were had an effect to the building’s energy use by one total reduction of 5.3 [ kWh/m2,year ].

One possible way of solving future energy shortages is by the optimization of our current energy consumption. These optimizations must span all possible fields of consumption. In the mechanical field radial piston hydraulic motors may show some margin of improvement. The radial piston hydraulic motor is driven by a pressure difference in hydraulic oil. These motors are commonly found in heavy industrial equipments such as drills and conveyor belts. The advantage with these motors in comparison with electric motors is the high torque and ability to absorb shock loads that may cause damage to electrical motors. The effectiveness of these motors are determined both by the motor and by the drive system as a whole consisting of hydraulic pump driven by a electric motor, hydraulic hoses, motor and possible external coolers. If the effectiveness of the motor is low the whole drive system will be affected thus amplifying the total losses. The losses in the motor can be both mechanical and derived to the viscosity of the oil. One region in the motor where there are viscous losses are in the housing. The housing is filled with oil, that both aids in the cooling and acts as a lubricant for the motor. Pistons and rollers are some of the components found in the housing. These components rotates around the centre line axis while having a pulsating radial motion following a cam ring. This rotating and pulsating motion will push oil in and out of a volume between two consecutive pistons and rollers. This will create viscous losses and regions with a enhanced risk of cavitation. This study investigates if the flow of oil in the housing can be simulated accurately. The study also examine what are the main problems regarding the flow of oil in the housing and the factors affecting the size of the viscous losses. The study also examines the correlation between viscosity and viscous losses. Finally two different optimizations with the intention of decreasing the viscous losses are compared. The study found that the majority of the viscous losses in the housing can be derived to the flow of hydraulic oil in and out of the volume between two consecutive pistons and rollers. The oil will pass a sharp edge around the cylinder block and a narrow passage under the spacing between the cylinder rows in a two cam ring configured motor. This will create regions with a enhanced velocity and risk of cavitation. The stroke of the motor will greatly affect the effectiveness of the motor especially at a high rotational speed. The viscous losses will be transformed into internal energy, heat, thus increasing the temperature of the oil. A increased temperature will decrease the viscosity and the viscous losses. The viscous losses will vary with 17 % if the viscosity is varied between 20 and 100 cSt. The developed model is not sufficient to determine the viscous losses accurately since the geometry had to be considerably simplified, but can act as a way of comparing different optimizations of the motor. The viscous losses can be decreased with 25 % in the CCe motor at 150 rpm by milling material of the cylinder block between the piston holes. This is an expensive optimization and needs to be justified from a cost-benefit perspective.

Controlling thermal environments today is a complex subject and even more so when thetemperatures are cryogenic. The aim of this thesis is to investigate the crycooler GryoTelGT from Sunpower Inc under di erent conditions such as with or without insulation.The materials that will be used as insulation are Ni and Al foil. The insulation willbe assembled using di erent confgurations to test the eÿciency of these when used inconjunction with the cryocooler.Multiple formations of foil were assembled ranging between 5-10 layers, using lids madefrom Ni and Al foil as well as 3D-printed PLA plastic. Tests were conducted with thecryocooler operating at di erent power levels and through use of a thermal load.This thesis provides results from the tests made with di erent foil confgurations andvaried power levels on the thermal load and the CryoTel cryocooler. The thesis concludesthat Ni and Al foil has a minor but consistent e ect on the temperature of the cold tipin this setting and that the largest contributing factor was the power level of the CryoTelcooler during operation as well as the operating temperature of the CryoTel body.

I studien har värmeförlusterna i VVC-systemet för flerbostadshus studerats. Bakgrunden byggde på att många montörer upplevde att teknisk isolering blir bortprioriterat i byggprojekten. Som argument till att inte prioritera den tekniska isoleringen använd uttrycket ”värmen kommer fastigheten tillgodo”, där de menar att värmeförlusterna i varmvattenrören utnyttjas av fastigheten på annat sätt. Syftet med detta examensarbete har varit att undersöka hur den tekniska isoleringen påverkar varmvattenförlusterna samt att kartlägga vart värmeförlusterna sker och om värmeförlusterna kommer huset tillgodo. För att uppnå målen har egna mätningar i två flerbostadshus gjorts samt mätdata erhållits från ytterligare två fastigheter. De egna mätningarna pågick under två veckor där framledning- och returledningstemperatur i varmvattencirkulationen mättes. Den ena fastigheten hade äldre isolering medan den andre hade genomgått renovering där samtliga rörledningar bytts ut och där modern isolering används. Förutsättningarna för de olika fastigheterna studerades så som rörtjocklek, isoleringstyp, isoleringstjocklek samt omgivningstemperatur. För de andra två fastigheterna erhölls framledning- och returledningstemperatur i varmvattencirkulationen under åren 2012 och 2013. Studien visade att förlusterna i VVC-systemet inte påverkas av årstiden utan var konstanta över året. Fastigheterna med äldre isolering hade stora värmeförluster i förhållande till distributionsrörens längd. Även i fastigheten med modern isolering upptäcktes stora brister i monteringen av isoleringen varvid värmeförlusterna blev större än förväntat. Båda fastigheterna som mättes hade en returtemperatur som var under den rekommenderar temperatur enligt BBR, som är. 55°C vilket medför en hälsorisk på grund av ex tillväxt av legionella i rörsystemet. Värmeförlusterna visade sig vara stora i källarkorridorer och där värmen la sig längst med taket och gav ett dåligt uppvärmningstillskott till källarkorridoren. De vertikala rörschakten var igenmurade vilket gjorde det svårt att undersöka värmeförlusterna. Det kunde även observeras hur varmvattenrören värmer upp kallvattenröret. Vilket medför en ökar resursanvändning av vattnet då användaren måste spola kranen längre för att erhålla kallt kallvatten eller varmt varmvatten. Slutsatsen av studien är att värmeförlusterna från varmvattencirkulationen inte utnyttjas av byggnaden på ett bra sätt. Värmeförlusterna är okontrollerade vilket ökar risken för överhettning för vissa utrymmen. Dessutom kan rörschakt och källare hållas lägre än boendetemperaturen och under sommarmånaderna finns dessutom inget uppvärmningsbehov. Det finns stor potential att investera i tjockare rörisolering vid stambyte och vid nybyggnation. Bara skillnaden mellan de fastigheter som undersöktes i denna studie visar att förlusterna varierar mellan 450 och 1960 kWh per lägenhet och år. Skulle Fastighet 1 renovera sitt VVC-system kan en besparing på 33 800 SEK göras och en återbetalning sker inom ett halvår. Studien bekräftade att ett välisolerat VVC-system kommer resultera i bättre komfort för användaren, lägre värmeförluster och lägre kostnader för systemet.

Denna studie undersöker vilka drivkrafter som kan motivera hushåll att införskaffa solcellsanläggningar på hustaken för att producera egen el. Solcellspaneler ihopkopplade till ett system benämns ofta som PV-system(Photovoltaic system) och ger hushåll en möjlighet att minska elräkningen och möjligtvis få en ersättning för den el som inte konsumeras. Hur ersättningen för överskottselen ska utformas är inte beslutat i Sverige, frågan har debatterats under arbetets gång och har förmodligen stor påverkan till vilken drivkraft som kan bli dominerande. I andra länder med en mer mogen solcellsutbyggnad så har ekonomiska stöd i form av ersättningar identifierats som en drivande faktor, frågan är om svenska hushåll förväntar sig liknande styrmedel eller om alternativa motiv för tekniken finns. Sett till hur priserna för PV-system har utvecklats i Sverige men även Europa så kan en skillnad ses. Många Europeiska länder har uppnått en mer mogen marknad där installationskostnaden och priset för systemen är lägre än för Sverige. Priserna verkar stagnera mer men det finns fortfarande utrymme för att de svenska systemen kan minska i kostnad då marknaden fortfarande är relativt liten. Därmed finns en möjlighet att grundinvesteringen kan minska mer och ge incitament för tekniken. För att undersöka drivkrafterna för PV-system hos svenska hushåll så har en enkätundersökning konstruerats. Postenkäten skickades ut till 600 hushåll som alla var kunder till Karlstads Elnät AB, svarsfrekvensen var över förväntan och 254 enkäter blev besvarade. Från enkätsvaren så analyserades uppgifterna för att ge en överblick om åsikter för teknologin samt för att försöka se om en kategorisering av hushållen kunde utföras. Från resultaten så kan en positiv inställning till PV-system ses, trots de få installerade systemen i området så har många förtroende för teknologin och vill veta mer. Kännedom om att någon i bekantskapen har ett installerat system verkar nå ut långt, men en kunskapsöverföring kan inte ses hos de som känner någon med ett installerat system. Den dominerande drivkraften för att ta till sig PV-system var i undersökningen ekonomisk motiv. Få av respondenterna upplevde att de hade god kunskap, många såg bristande kunskap om tekniken och vilka ersättningar som gäller som tydliga barriärer för att installera ett PV-system. Ett stort intresse fanns hos respondenterna i undersökningen för att få mer information om systemet och dess villkor, av kommunikationskanalerna så föredrogs broschyrer och möjligheten att läsa om teknologin via hemsidor. Enligt kategoriseringarna av hushållen som genomfördes så sågs att drivkrafterna sällan ändrade sig, den potentiella marknad som finns för PV-system kräver ett tydligare incitament för att realiseras.

The purpose of this thesis is to generate a deeper understanding of the representation of hydropower in long-term models. This is done by mapping and modelling (cascading) hydropower in Sweden with the Open Source energy MOdelling SYStem (OSeMOSYS). The first part of the thesis builds on a literature review and provides an introduction to hydropower in Sweden. The second part focuses on implementing the storage equations in OSeMOSYS. These are applied by modelling hydropower at various levels of detail to evaluate the result when the depth of detail of the storage modelling is increased. First, a model of Sweden without hydropower storage is modelled. Then, two models were set up which include storage; one with one hydropower storage for all of Sweden, one with nine rivers with storage. Finally, two models considering cascading hydropower with storage were developed; where the first is an expansion of the model with one storage for all of Sweden and the second model examine two rivers more thorough. The remain-ing power system is represented in a stylised fashion, compliant with prevailing long-term energy modelling techniques. The implications of the different levels of detail are compared and discussed. The comparisons show that it is important to consider the lev-el of detail when looking at the short-term effects of long-term energy models.

Electricity access is undeniably linked to equity and economic development especially among the rural communities. Clean cooking energy and safe drinking water are also essential for their socio-economic progress. When addressed in an integrated manner, interventions on these systems could have a wider impact. In this context, this study explores the feasibility and potential impacts of a polygeneration system that provides electricity, cooking gas and clean water to a rural village in India. Developed through a case study methodology, this thesis examines the potential of local resources for power generation and cooking. The system considers the use of electricity for water purification. With the help of a socio-economic survey and a field visit, the demand of electricity in the village is calculated. Based on the results from the resource estimation and demand survey, a polygeneration system with solar and biogas technologies has been designed using the techno-economic optimization software HOMER. The study also estimates ability and willingness to pay of the rural households for electricity. The willingness to pay estimate was based on a bidding game approach, and the influence of price and availability of existing fuels was also analyzed. Based on the existing socio- economic status and attitudes of the local population towards electricity use, potential impacts of polygeneration system on the lives of the villagers have been identified. The analysis concluded that a polygeneration system based on solar PV and biogas technologies is ideal for the village. The project has the potential to supply biogas to 60 % of the households. The levelized cost of electricity from such a system is calculated to be $/kWh 0.262, about five times higher than electricity paid by users connected to the national grid. Yet, the system provides an opportunity to bring energy and clean water services to the village where grid extension is unfeasible due to the particular topography of the region. With access to uninterrupted electricity, cleaner cooking fuels and clean water, the villagers are estimated to primarily benefit in terms of health, education, income generation, safety, entertainment, and comfort.

This paper describes the process of developing a product for the solar industry. It is the story of starting a business in the solar market by designing a product, manufacturing the product and growing sales to over $1 million USD in 2011 and 2012. The author is describing the actual details of a manufacturing company that produces solar racking systems in the USA. The author founded the company in 2009 and left the company at the end of 2012. The document describes the changing landscape of the racking sector of the US PV market, and makes the case for industry standards in solar module dimensions. The range of current sizes of solar modules is described. The inconsistency in sizes creates additional overhead for manufacturers to accommodate different sized parts to hold the different solar panels. A uniform standard size would result in cost reductions for the end customers.

The main goal of this project is to calculate the maximum theoretical efficiencies of a solar hydrogen generation plant and also to carry out economic analysis of the solar and chemical plants. The final combined results would comprise the optimized values of the annual hydrogen production with respect to the overall costs. Another area of investigation is the effect of temperature and partial pressure of oxygen in the reduction of the chemical reactor. This will lead to the optimal values of temperature and oxygen partial pressure, hence determining maximal hydrogen production. The redox pairs under study are Cerium IV oxide CeO2, Zinc in the form ZnO/Zn , Ferrites as Fe3O4/FeO and Tungsten as WO3/W.