Island har perfekta förutsättningar för att utvinna geotermisk energi. Det är beläget på den mittatlantiskaryggen mellan två aktiva plattor som interagerar med den hotspot som ligger under Island. Formandet av jordskorpan i området är komplex, hotspoten och manteln produce- rar tillsammans stora mängder magma som har gjort att jordskorpan har blivit mer mäktig oceanskorpan. Dessa parametrar gör Island till ett land med unika dynamiska system som ger de bästa förutsättning- arna för att kunna utvinna samt förse sin befolkning med geotermisk energi.  I denna studie är det främst två vulkaner som undersöks, Krafla och Hengill som ligger på norra respektive sydvästra Island. Vid dessa platser har man tagit flera borrprover där man fått reda på sammansättningen av magman. Sammansättningen har gjort det möjligt att utföra flera olika teoretiska modeller för att ta reda på mag- makamrars betydelse för energiutvinning. Syftet med detta projekt är att ta reda på temperaturerna i magmakamrarna och vid vilket djup dessa ligger på. Detta görs för att få reda på värmekällans egenskaper som då också hör ihop med ener- giutvinning. Här undersöks också hydrologiska flödesriktningar från de båda vulkanerna till deras geotermiska anläggningar i samma område. Utifrån magmans sammansättning tillämpades en modell i Excel för få fram djupet ner magmakamrarna för båda vulkanerna. Den hydrologiska 2D-modellen gjordes i programmet Hydrotherm som utvecklades av U.S Geological Survey där främst två ekvationer användes, Darcy’s lag samt ekvationen för termisk energitransport. Den sista modellen visade värmeflödet i de båda vulkanerna.  Resultatet visar att Hengill har en magmakammare vid djup på 0,735 km och att medeltemperaturen är 1227°C. Vid Krafla ligger magmakammaren på ett djup av 15 km och medeltemperaturen är 1161°C. Värmeflödet är nästan 3 gånger större vid Hengill än vid Krafla och flödesriktingen av värmen upp mot ytan skiljde sig mellan de båda vulkanerna. Vid Krafla stiger värmen nästan helt vertikalt mot ytan men vid Hengill kan man istället se att värmeflödet visar en mer utåtriktad böjd rörelse mot ytan. Den här typen av information är det som avgör vart man placerar de planerade kraftverken för maximal utvinning.

Hungary’s share of renewable energy in 2010 was 7.9 %, and their renewable energy goal for 2020 is 14.65 %. Geothermal energy is one option that could help to achieve the goal, since Hungary has favorable bedrock, the temperature gradient is above average and thepermeability is high. Today Hungary is importing just over half of its primary energy supply. Because of political conflicts between nations Hungary wants to expand its own production of energy. One of the major investments implemented was to build the largest geothermal heating plant in central Europe, located in Miskolc. This degree theses aims is to raise the capacity factor for this heating plant. To achieve this objective, a survey of how grain dryers and absorption chillers could increase the heat load in the summer has been performed. With grain dryers that only dries wheat, the capacity factor for the geothermal heating plant in Miskolc increased by 2.6 % and by 4.4 % for the absorption chiller. Although surveys have been carried out for a specific case the idea can be implemented in other heating plants. Keywords: Capacity factor, geothermal energy, wheat dryers and absorptions chiller.

Med en ökande energiåtgång i världen krävs en omställning av energisystemet, med energieffektiva lösningar så att all energi används till sin fulla potential. Urbaniseringen har inneburit ett fokus på städer med stora system för samproduktion, menäven i mindre samhällen är hållbara energilösningar en viktig del i samhällsplaneringen. För sådana tillämpningar kan geotermiska energikällor i samband medvärmepumpar vara en viktig del för att täcka uppvärmningsbehovet för exempelvis bostadssektorn. En värmepump skapar både värme och kyla samtidigt, och när uppvärmningsbehovet täcks kan den kyla som skapas användas till andra ändamål, och på så sätt utnyttja systemets fulla potential. Detta examensarbete har genomförts som en fallstudie, och undersöker möjligheten att komplettera ett bergvärmepumpssystem med markvärmeslingor för kylning av en isplan. I arbetet undersöks under vilka förutsättningar som konceptet är praktiskt genomförbart för Innertavle bygdegård med en 600 m2 stor intilliggande grusplan, som på vintern används som isplan. Detta undersöks med hjälp av simuleringar av markvärmesystemet i Comsol Multiphysics® v.5.3a. Även en dimensionering av borrhålet utförs. Examensarbetet har genomförts i samarbete med Sweco Systems och Energilösningar Norrland. Resultaten av studien visar att för kylning av isplanen krävs en köldbärartemperatur på minst -6 till -4°C och över 150 W/m2 effektuttag ur markytan. Med husets effekt klarar systemet av att kyla en plan på mellan 30 och 60 m2. Om systemet optimeras för kylning av isplanen klarar en temperatur på -4 till -2°C, samt en effekt på strax över 50 W/m2, av samma uppgift. Vid en modifiering av drifttiden kan kylbehovet för det optimerade systemet klara av att kyla en 100m2 stor isplan. Borrhålet beräknas behöva en aktiv borrhålslängd på 390 - 415 m beroende på borrhålets diameter. Av resultaten från studien kan slutsatsen dras att ett kombinerat system med bergvärmepump och kylning av isplan i nuläget inte kan rekommenderas för det undersökta fallet. / With an ever increasing energy consumption in the world, there is a dire need for a conversion of the worlds energy systems, where energy efficient solutions and using the maximum potential of the energy sources are paramount. Urbanization has led to an increased focus on large cities, with bigger systems for joint production. However, smaller cities and communities also require sustainable energy solutions. In these conditions, geothermal heat pumps has a great potential to cover the need for heating in the residential sector. A heat pump can provide heating and cooling at the same time, and when the heating requirement is being fulfilled the cooling can be used for other purposes, and as such use more of the systems available potential. This thesis work has implemented a case-study approach, and evaluates the possibility of adding shallow horizontal ground heat collector pipes to a vertical ground heat exchanger system, with the purpose of cooling an outdoor ice rink. The thesis explores what conditions are required to successfully apply the concept to the existing property Innertavle bygdegård, with a 600 m2 large adjacent field which in the winter time is used as an ice rink. The method used in the thesis is simulating the shallow horizontal ground system in Comsol Multiphysics®v.5.3a. In addition to this, a dimensioning of the borehole heat exchanger is performed. The thesis work has been performed in association with Sweco Systems for Energilösningar Norrland.The results of the study show that cooling of the ice rink requires a refrigerant with a minimum temperature of -4 to -6°C, and a heat extraction of more than 150 W/m2 from the ground. Using the available heat load from the house the system can keep an ice rink of between 30 and 60 m2 under freezing temperature. If the system is optimized for cooling of the ice rink the refrigerant only has to be -4 to-2°C, and the cooling load just over 50 W/m2, to sufficiently cool the ice surface. In addition, a modification of the operating time can reduce the cooling need so that the optimized system can cool a ice surface the size of 100 m2. The borehole is calculated to require an active length of 390 - 415 m depending on the diameter of the borehole. The conclusion of the results is that a combined system with a ground source heat pump with simultaneous cooling of an ice rink not can be recommended for the examined case.

Sub-volcanic intrusions can form an extensive network of sills, dikes and other intrusion types that make up a plumbing system beneath volcanoes. Such intrusions are the heat source for high-temperature geothermal systems in volcanic areas and therefore, it is of great importance to study them in relation to geothermal exploration and production. In this thesis a part of the plumbing system of Breiðuvík caldera, an eroded central volcano in northeastern Iceland, is studied. A set of magmatic intrusions showing a great range in size and shapes, is exposed in Leirfjall, a mountain composed of the eroded caldera infill of the Breiðuvík volcanic system. Data from these intrusions and their host rock is used as the foundation for numerical modeling using finite element method (FEM) constructed in this thesis. The numerical modeling assumes heat transfer in porous media including conduction and convection where fluid flow is governed by the Darcy‘s law. The aims of it is to compare the cooling times of different intrusions and the temperature distribution caused by intrusions of different sizes and shapes. To obtain input parameters for the numerical modeling, a thermometry study based on the mineral chemistry of the magmatic intrusions in Leirfjall is conducted and the thermal and physical properties of the sedimentary host rock are estimated, while literature values are used for basaltic lava and hyaloclastite host rocks for comparison. The results of the numerical modeling suggest that higher maximum values of increased temperature are reached above one thick intrusions compared to multiple thinner intrusions. When comparing dikes and sills, the dikes raise the maximum temperature of the host rock more than the sills, while the sills raise the average temperature above the intrusions more than dikes. Results of the estimated heat transfer from an arrangement of intrusions similar to what is observed in Leirfjall suggests that a significant increase in maximum increased temperature caused by the intrusions would be short-lived, while the average increase would still be constant over a longer time. Despite of the simplified structure of the numerical models it is the hope that they will provide inspiring data for further research and contribute to a better understanding of the relationship between the shallow magmatic intrusions and geothermal systems. / Vulkaner är en viktig energikälla i många länder runt om i världen. Geotermisk vätska och ånga av högtemperatur som finns i vulkanområden kan utnyttjas för bland annat elproduktion och fjärrvärme. Värmekällan till de geotermiska områdena är magma som ligger ytligt i jordskorpan. All magma når inte ytan i utbrott, utan stannar under vulkanen i form av magmaintrusioner. Intrusionerna av olika former och storlekar utgör ett nätverk som tillsammans utgör vulkanens magma transportsystem. I denna studie studeras en uppsättning av magmaintrusioner på nordöstra Island. Intrusionerna har en gång befunnit sig längre ner i jordskorpan under ett aktivt vulkanområde men exponeras nu vid ytan på grund av glacial erosion. Intrusionernas storlek och form varierar, men de flesta återfinns som gångar, både vertikala och horisontella. När en magmatintrusion bildas värms omkringliggande berggrund och grundvatten upp. Studiens fokus är att undersöka hur temperaturfördelningen i omgivningen skiljer sig vid en stor intrusion jämfört med flera mindre intrusioner med totalt samma volym. Även effekten från olika typer av berggrund runt intrusionerna studerades genom att jämföra temperaturfördelningen och kylningstiderna för intrusioner i tre vanliga bergarter. Numerisk modellering användades för att besvara dessa frågor. Bergarternas fysiska och termiska egenskaper krävdes som ingångsparametrar för den numeriska modelleringen. Parametrana uppskattades genom laboratorieexperiment och termometriberäkningar från fältprover. Värden från publicerat material användes också i modelleringen. Resultaten från den numeriska modelleringen antyder att högre maximivärden för temperaturen nås i berget över en stor, enskild intrusion jämfört med flera mindre intrusioner. När man jämför vertikala og horisontella gångar, ökar de vertikala gångarna berggrundens temperatur mer än de horisontella, medan medeltemperaturen ökar mer över horisontella gångar än i vertikala gångar. Trots den numeriska modellens förenklade struktur är förhoppningen att den nya datan kan inspirera vidare forskning, och bidra till en bättre förståelse om förhållandet mellan grunda magmaintrusioner och geotermiska system.

The effectiveness of the heat transfer in a geothermal reservoir strongly depends on its temperature, pressure and rock type. A porous and fractured rock is essential to provide a hot fluid circulation to a geothermal power plant. Velocity anomalies in seismic tomography may relate to the location of a fluid reservoir, hydrothermal systems, and possible heat sources. However, the subsurface properties like porosity, fracture density, and fluid state (e.g liquid, gas or supercritical fluid) cannot be inferred directly using seismic tomography. The inversion of seismic data can be combined with an effective medium model (EMM) to investigate such rock and subsurface properties. In the present study, we implement an EMM involving elastic rock properties and the following descriptions of inclusions: pore porosity, fracture density, fracture aspect ratio, fracture porosity, and liquid ratio. The chosen EMM was reproduced from the work of Adelinet et al. (2011a) and Adelinet (2010). Tomographic results were inverted for the same geographic area (Krysuvik in Iceland) in order to validate our method and to confirm the presence of the supercritical fluid reservoir. We re-evaluate the assumptions and constraining parameters choice of the inverse model used in Adelinet et al. (2011a) and Adelinet (2010), in order to 1) get a better understanding of the underlying problems, 2) investigate the sensitivity of the results based on the constraining parameters, 3) produce suitable workflows, and 4) build an adaptive method for geothermal exploration in different areas. The newly implemented method found the same qualitative results in Krysuvik as Adelinet et al. (2011a). Namely, at ≈ 6.5 km depth both values of fracture density and of liquid ratio are consistent with hydraulic fracturing and a probable super-critical fluid reservoir. Afterwards, the method was applied to the Hengill volcanic complex. Fracture density and liquid ratio values similar to those observed at Krysuvik and associated to a geothermal reservoir were obtained at Hengill at the exact location of existing production sites. Our results also showed limitations of initial assumptions and could contribute to improve the method. This study could be a starting point to build a more sophisticated tool for geothermal exploration. / Idag består majoriteten av världens energiproduktion av fossilt bränsle. Naturgas, kol och olja stod tillsammans för 70% av världens energiproduktion 2010 och det ökar konstant trots nödvändigheten att minska koldioxidutsläppen. Geotermisk energi är en hållbar resurs men bidrar endast med mindre än 2% av världens energi. Det finns dock undantag, exempelvis på Island där 70% av all energi som förbrukas kommer från geotermiska resurser. Island är en seismiskt aktiv region som inkluderar diverse olika geotermiska områden med hög temperatur. På grund av detta, har det där skett mycket forskning om geotermiska resurser. Vidare information är nödvändig för att utforska potentialen av att nyttja geotermisk energi. I denna studie impementerades en metod som kombinerar seismiska hastigheter och teoretiska mekaniska egenskaper av stenar, exempelvis stenbrottsgeometri. Metoden tillåter att uttyda egenskaper under ytan, framförallt tätheten av sprickor och det fysiska tillståndet av vätskan. Dessa egenskaper kan bidra med relevant information för beslutstagande och är nödvändiga för att lyckas med borrning. En optimering av mätna och teoeriska värden var beräknad för att hitta de optimala värdena av spricktäthet och det fysiska tillståndet av vätskan. Studien fokuserar huvudsakligen på två geotermiska områden på Island, Krysuvik- och Hengill-vulkanernas områden. Resultat erhållna från Krysuvik konfimerade en möjlig superkritisk vätskereservoar på ettdjup av 5.5-6.5 kilometer. Efter att ha studerat Hengill-området, uppkom resultat på den geotermiska utvinningsplatsen men det visade även begränsningar kring metoden. Metoden behöver förbättras och anpassa sig till funktionen av området. Heterogeniteten och de komplexa egenskaperna (till exempel bergskomposition eller vätskealternering) under ytan ledde till omvärdering av antaganden gjorda i den initiala mediummodellen.

Introduction: The world is facing an economic crisis that has led to high energy prices in the EU. These high energy prices have been a contributing factor to the challenging economic situation in Sweden, affecting businesses, industries, and households. EU countries have limited access to energy and rely mostly on imports. The key objective is to reduce these costs through the utilization of renewable energy resources. Geothermal ventilation, in particular, is an efficient and promising source. However, this system has not yet been implemented in Sweden. The aim of this study is to investigate and analyze the effectiveness of horizontal ground geothermal ventilation systems in the context of Swedish conditions.Method: This study includes quantitative and qualitative data from a case study. Data collection involved literature study, interviews with various stakeholders, and simulations using Ansys software to analyze air flows and temperature conditions.Results: This section presents the results of a comprehensive study on basic geothermal ventilation in villas, carried out in accordance with Swedish environmental regulations. Interviews with representatives from ventilation companies and Jönköping municipality showed mixed opinions about the system's potential. While some expressed interest and approval due to energy savings and environmental adaptation, others had concerns about profitability and cost-effectiveness. Testing the system's efficiency using thermal exchange simulation software showed lower-than-expectedresults, indicating the need for further improvements. However, despite its lower efficiency, the geothermal ventilation system was still considered an environmentally friendly alternative to conventional methods, helping to reduce the environmental impact of the construction industry.Analysis: Ground geothermal ventilation system meets Swedish environmental standards and contributes to energy savings in new buildings. Although the system meets the standards, further improvements are needed to increase efficiency. Requirements and prerequisites include the right insulation classes and specially manufactured ground pipes. Implementation in villas can be challenging due to costs and heat delivery. Despite this, the system improves indoor air quality and reduces energy consumption, even if the temperature differences may be smaller than expected.Discussion: In this chapter, the results and conclusions from the study are discussed. Despite limited research on the subject, the study shows that shallow geothermal ventilation has potential, but there are challenges and limitations for implementation in Swedish villas. The method choice of literature review and qualitative interviews was appropriate to achieve the purpose, but more participants and research are needed to increase validity and reliability. Recommendations are given for further research in the area.