Advanced Building Energy Data Visualization is a way to detect performance problems in commercialbuildings. By placing sensors in a building that collects data from example, air temperature and electricalpower, then makes it possible to calculate the data in Data Visualization software. This softwaregenerates visual diagrams so the building manager or building operator can see if for example thepower consumption is to high.A first step (before sensors are installed in a building) to see how the energy consumption is in abuilding can be to use a Benchmarking Tool. There is a number of Benchmarking Tools that is availablefor free on the Internet. Each tool have a bit different approach, but they all show how much energyconsumption there is in a building compared to other similar buildings.In this study a new web design for the benchmarking tool CalARCH has been developed. CalARCHis developed at the Berkeley Lab in Berkeley, California, USA. CalARCH uses data collected only frombuildings in California, and is only for comparing buildings in California with other similar buildingsin the state.Five different versions of the web site were made. Then a web survey was done to determine whichversion would be the best for CalARCH. The results showed that Version 5 and Version 3 was the best.Then a new version was made, based on these two versions. This study was made at the LawrenceBerkeley Laboratory.

The residential and commercial sector is the largest consumer of electricity in Sweden and therefore highly affected by fluctuations in electricity price. On the other hand, there is a large potential to reduce both the electricity demand and emissions from electricity generation on a national level if measures are taken within this sector. This Masters' Thesis focuses on the implementation of Solar PV panels and Lithium-ion Battery Energy Storage Systems (Li-BESS) in commercial buildings. The thesis was conducted in collaboration with Vasakronan, one of Sweden’s largest real-estate companies in terms of market share with a lot of focus on sustainability and reducing the electricity demand of their properties. The objective of this study is to determine which one out of three management strategies: Peak Shaving, Energy Arbitrage and Frequency Regulation that generate the highest revenue for a Solar PV + Li-BESS system in Vasakronan’s Lumi Property. A research gap was identified in the literature for a techno-economic model evaluating and comparing these three control strategies, where Peak Shaving and Energy Arbitrage are established, while Frequency Regulation is a new possible control strategy in commercial buildings. The techno-economic model is developed for the three control strategies using the System Advisor Model and Microsoft Excel. The model evaluates battery sizes between 0-600 kWh and uses input data on weather and electricity prices for the years 2018-2022. Quantifiable outputs in terms of Key Performance Indicators (KPIs) from the model are compared between control strategies. Net Present Value (NPV) and Internal Rate of Return (IRR) are the main economic KPIs to determine which control strategy is the most profitable. The result of the analysis showed that the Peak Shaving and Energy Arbitrage controllers does not reach a positive NPV or an IRR above the set discount rate of 6.5 % for any of the battery sizes above 120 kWh for any of the studied datasets. The main reason is that the investment cost for a battery large enough to reduce a sufficient part of the demand or generate enough revenue from the difference in electricity price, is too high. With no battery at all, or a small battery of 120 kWh, the savings in electricity cost from the Solar PV system surpasses the investment and entails a profitable result. The Frequency Regulation controller generated a positive NPV and IRR above the discount rate for all battery sizes between 240 – 600 kWh for all years except 2021, which was the year with the lowest solar radiation. The conclusion from the result for the Frequency Regulation controller is that the revenue gained from a 120-kWh battery is not enough to cover for the investment cost, but for larger batteries the revenue exceeds the investment cost over the whole modelling period. The overall conclusion from is that battery storage with a Li-BESS in commercial buildings coupled with a Solar PV system is only profitable if the battery capacity is offered on the FCR markets. In all other cases, it is preferable to have a solar PV system without battery storage from an economical point of view. However, new markets and potential business models are developing continuously which is something future studies should investigate. A more thorough analysis of the frequency regulation markets and how these will develop over time is required to further validate the result of this thesis. / Sektorn för Bostäder och Service är den största elkonsumenten i Sverige och påverkas därför starkt av fluktuationer i elpriset. Samtidigt finns en stor potential att minska elbehovet och utsläppen från elproduktion på nationell nivå om åtgärder vidtas inom denna sektor. Denna masteruppsats fokuserar på implementeringen av solclellspaneler och batterilagring med ett Lithium-jon-batteri i komersiella byggnader. Uppsatsen har genomförts i samarbete med Vasakronan, ett av Sveriges största fastighetsbolag sett till marknadsandelar, med stort fokus på hållbarhet och att minska elbehovet i deras fastigheter. Syftet med denna studie är att avgöra vilken av tre förvaltningsstrategier: Lapa Effekttoppar, Energi-arbitrage eller Frekvensreglering som genererar de högsta intäkterna för ett solcells- och batterilagringssystem i Vasakronans fastighet Lumi. I den undersökta litteraturen identifierades en avsaknad av en teknoekonomisk modell som utvärderar och jämför dessa tre styrstrategier, där Energi-arbitrage och att Kapa Effekttoppar är etablerade, medan Frekvensreglering är en ny möjlig styrstrategi för kommersiella byggnader. Målsättningen utvärderas genom en teknoekonomisk modell som är utvecklad för de tre olika styrstrategierna i modelleringsprogrammet System Advisor Model (SAM) och Microsoft Excel. Modellen utvärderas för batteristorlekar mellan 0-600 kWh med indata på solinstrålning och elpris för åren 2018-2022. Kvantifierbara utdata från modellen i form av Key Performance Indicators (KPI:er) jämförs mellan kontrollstrategier. Nettonuvärde (NPV) och Intern avkastning (IRR) är de ekonomiska KPI:er med mest fokus på för att avgöra vilken kontrollstrategi som är den mest lönsamma. Resultatet av analysen visade att styrstrategierna att Kapa Effekttoppar och Energi-arbitrage inte når ett positiv NPV eller ett IRR över diskonteringsräntan på 6,5 % för någon av batteristorlekarna över 120 kWh eller valda år. Det främsta skälet till detta resultat är att ett större batteri inte generar tillräckligt mycket intäkter genom dessa styrstrategier för att kompensera för den stora investeringen. Utan något batteri alls, eller med ett litet batteri på 120 kWh, överträffar besparingen i elkostnad från solcellssystemet investeringen och ger därmed ett lönsamt resultat. Frekvensreglerings-strategin genererade ett positivt Nuvärde och IRR över diskonteringsräntan för alla batteristorlekar mellan 240 – 600 kWh för alla år förutom 2021, som var året med lägst solinstrålning. Slutsatsen från resultatet för Frekvensreglering är att intäkterna från ett 120 kWh batteri inte räcker för att täcka investeringskostnaden, men för större batterier överstiger intäkterna investeringskostnaden under hela modellperioden. Den övergripande slutsatsen från är att batterilagring med ett litiumbatteri i kommersiella byggnader i kombination med ett solcellssystem endast är lönsamt om batterikapaciteten budas på FCR-marknaderna. I alla andra fall är ett solcellssystem utan batterilagring att föredra ur en ekonomisk synvinkel. Men nya marknader och potentiella affärsmodeller utvecklas kontinuerligt vilket är något som framtida studier bör undersöka. En mer grundlig analys av marknaderna för frekvensreglering och hur dessa kommer att utvecklas över tiden skulle också krävas för att ytterligare validera resultatet av denna avhandling.

Today there is a global growing discourse regarding sustainability and the need for ecological responsibility. This in combination with the high level of shortage of accommodation on the market in Sweden and Stockholm, which is the geographically limitation of this study. One strategy to handle the shortage of accommodation and the high vacancy levels is property development through conversion where the change of use is in focus. This study is an exploratory study were the aim is to investigate how the existing property portfolio can be used to benefit the aspects of sustainability by conversion and a circular economic business model. There is also a goal to deepen the understanding of the incentives and market strategies in relation to conversion. The chosen method for this research is to use an abductive research method to ascertain the possibility for changes along projects’ life-time. Qualitative data have been collected with semistructured interviews as the main source where the respondents have been projects managers, and other essential actors, on a few selected companies as well as influential actors within the real estate sector. The three dimensions of sustainability, ecological, social and economic, have different influential roles depending on which explaining model that are studied. Also, there could be a ‘fourth dimension’ of sustainability, the cultural dimension, which widens the perspective. Further, the need for an environmental change have led to the birth of another economic model; circular economy. Here the traditional linear economic model is challenged with a model where recycling together with re-usage are in focus. Conversion is a strategy that is more frequently used now then for example 20 years ago, but the concept could have a larger role in today’s society. This could be seen as a circular economic approach for the construction, and/or real estate, industry, in which there have been investigations whether this new economic business model could have a bright future. Although, the actors on today’s market do believe that the traditional linear economic model is a better fit since it provides them with a larger profit in a shorter amount of time. Furthermore, the actors do believe that a circular economic business model is a good approach, but it is unfortunately not economically defendable in a large scale today. Since the market is full of uncertainties there are few actors that are willing to step into the world of conversion. / Diskussionen gällande hållbarhet och ett ekologiskt ansvar är idag ett stort globalt samtalsämne. Detta i kombination med den stora bostadsbristen som råder i Sverige och i Stockholm, för vilken är den geografiska avgränsningen i denna studie. En strategi för att lösa bostadsbristen och höga vakansnivåer är med hjälp av fastighetsutveckling genom konvertering där ändrande av användningsområde står i fokus. Denna studie är utforskande med syftet att undersöka hur det går att använda sig av det befintliga fastighetsbeståndet för att gynna hållbarhetsaspekterna med hjälp av konvertering och en cirkulärekonomisk affärsmodell. Målet är också att få en djupare förståelse för incitamenten och marknadsstrategier i relation till konvertering. Vi har valt att använda en abduktiv undersökningsmetod. Kvalitativ data har samlats genom semistrukturerade intervjuer som huvudkälla där respondenterna har varit projektledare, och andra viktiga aktörer, på diverse utvalda företag såväl som inflytelserika aktörer inom fastighetsbranschen. De tre hålbarhetsdimensionerna, ekologiska, sociala och ekonomiska, har olika inflytelserika roller beroende på vilken förklarande modell som studeras. Det skulle också kunna finnas en fjärde hållbarhetsdimension, den kulturella dimensionen, som breddar perspektivet. Vidare så har behovet för en miljömässig förändring lett till skapandet av en annan ekonomisk modell; cirkulärekonomi. Här utmanas den traditionella linjärekonomiska modellen av en modell där återvinning och återanvändning står i fokus. Konvertering är en strategi som allt mer frekvent används idag än för exempelvis 20 år sedan, men detta koncept skulle kunna ha en ännu större roll i dagens samhälle. Detta skulle kunna ses som ett cirkulärekonomiskt tillvägagångssätt för bygg- och/eller fastighetsbranschen där det funnits undersökningar gällande om denna nya ekonomiska affärsmodell skulle kunna ha en ljus framtid till mötes. Dock tror dagens aktörer på marknaden att den traditionella linjärekonomiska modellen passar dem bättre då den är mer ekonomiskt lönsam på en kortare tid. Vidare tycker dessa aktörer att den cirkulärekonomiska affärsmodellen är ett bra tillvägagångssätt men att den tyvärr inte är ekonomiskt försvarbar i en större utsträckning idag. Eftersom marknaden är full av osäkerhet finns det enbart få aktörer som är villiga att ta klivet in i konverteringsvärlden.

This study focuses on researching the performance of CO2 heat pumps in different real-time applications and in some studies, it compares the performance to synthetic and other natural refrigerants based on heat pump data provided from buildings. The research on the performance of the CO2 heat pump is performed based on Sweden's climatic conditions. The study consists of four different case studies each focusing on the CO2 heat pump used for four different buildings. The first study evaluates the performance of air source CO2 heat pump installed in a residential building and performs cost benefit in comparison to district heating energy consumption. The second study investigates the performance of the air source CO2 heat pump for the district heating application and compares the same with other refrigerant heat pumps. The refrigerants compared with include Ammonia (R-717), Propane (R-290), R-134a (1,1,1,2-tetrafluoroethane). The third study examines the performance of air source CO2 heat pumps in a commercial building with the field measured data obtained directly from the heat pump sensors through the online portal “itop”. The fourth study analyses the performance of a CO2 heat pump with that of a propane (R-290) heat pump for a commercial swimming pool application.  The study is performed using a simulation model created using Microsoft Excel Sheets and Cool Prop add-in, a thermophysical property database. The simulation model makes use of formulae of heat pumps to analyse the performance of the heat pump systems. The climatic data for Stockholm is taken from ASHRAE IWEC 2 database. The results of the study show advantages of CO2 heat pumps when used for combined purposes like space heating, space cooling and domestic hot water over the heat pumps using other refrigerants for their operation, as these refrigerants when operated at high condensation temperature led to low Coefficient of Performance (COP). The first study on residential building CO2 heat pumps showed a cost savings of about 116,000 kr per year even in high-pressure operations concerning the annual cost of district heating, which is about 30% of the total cost district heating with auxiliary equipment. The study also examined the energy saving over the usage of an ejector used in the heat pump which reached an average energy saving of 8%. The second study shows the dominance of the performance of CO2 over other refrigerants for district heating purposes. The third study indicates the performance of the CO2 heat pump in the application using real-time measure data. The fourth study illustrates an increase in overall COP of about 10% from the CO2 heat pump in comparison to that of propane refrigerant for swimming pool application. These results show that when the domestic hot water demand is higher, the CO2 heat pump performs better than other refrigerants specifically because the COP of other refrigerants is lower at high condensation temperatures. / Denna studie fokuserar på att undersöka prestandan hos CO2-värmepumpar i olika realtidsapplikationer och i vissa studier jämför den prestandan med syntetiska och andra naturliga köldmedier baserat på värmepumpsdata från byggnader. Forskningen kring CO2-värmepumpens prestanda utförs utifrån Sveriges klimatförhållanden. Studien består av fyra olika fallstudier som var och en fokuserar på CO2-värmepumpen som används för fyra olika byggnader. Den första studien utvärderar prestandan hos luftkällans CO2-värmepump installerad i ett bostadshus och ger kostnadsfördelar jämfört med energiförbrukningen för fjärrvärme. Den andra studien undersöker prestandan hos luftkällans CO2-värmepump för fjärrvärmeapplikationen och jämför densamma med andra köldmedievärmepumpar. Köldmedierna jämfört med inkluderar ammoniak (R-717), propan (R-290), R-134a (1,1,1,2-tetrafluoretan). Den tredje studien undersöker prestandan hos luftkällans CO2-värmepumpar i en kommersiell byggnad med fältuppmätta data som erhålls direkt från värmepumpens sensorer via onlineportalen "itop". Den fjärde studien analyserar prestandan hos en CO2-värmepump med den hos en propan (R-290) värmepump för en kommersiell simbassängapplikation. Studien utförs med hjälp av en simuleringsmodell skapad med Microsoft Excel Sheets och Cool Prop-tillägget, en termofysisk egenskapsdatabas. Simuleringsmodellen använder formler för värmepumpar för att analysera värmepumpsystemens prestanda. Klimatdata för Stockholm är hämtade från databasen ASHRAE IWEC 2.  Resultaten av studien visar fördelarna med CO2-värmepumpar när de används för kombinerade ändamål som rumsuppvärmning, rumskylning och tappvarmvatten jämfört med värmepumpar som använder andra köldmedier för sin drift, eftersom dessa köldmedier när de används vid hög kondensationstemperatur ledde till låg koefficient prestanda (COP). Den första studien om bostadshus CO2-värmepumpar visade en kostnadsbesparing på cirka 116 000 kr per år även i högtrycksdrift avseende den årliga kostnaden för fjärrvärme, vilket är cirka 30 % av den totala kostnaden för fjärrvärme med hjälputrustning. Studien undersökte också energibesparingen jämfört med användningen av en ejektor som används i värmepumpen som nådde en genomsnittlig energibesparing på 8 %. Den andra studien visar dominansen av CO2s prestanda över andra köldmedier för fjärrvärmeändamål. Den tredje studien indikerar CO2-värmepumpens prestanda i applikationen med hjälp av mätdata i realtid. Den fjärde studien illustrerar en ökning av den totala COP på cirka 10 % från CO2-värmepumpen jämfört med den för propan-köldmedium för simbassängapplikationer. Dessa resultat visar att när efterfrågan på tappvarmvatten är högre presterar CO2-värmepumpen bättre än andra köldmedier, särskilt eftersom COP för andra köldmedier är lägre vid höga kondensationstemperaturer.