The aim of the thesis is to investigate the opportunities and limitations that utilizations of Vehicle tohome (V2H) and a buildings thermal inertia has in detached houses with respect to demand flexibility.In the transition phase of energy sources there has to be a compensation to the use of fossil energy tofulfill the energy demand. Along with transition there’s a growing need for smarter way of usingelectricity as the consequences otherwise are likely capacity shortages and increase electricity prices.Results from recent research suggest that private household could contribute to even out the powerpeaks by using household appliances based on demand for electricity. Results from earlier surveyresearches has shown that demand flexibility comes with challenges of household comfort andeconomic incentive. With annual data of electricity use from an area of detached houses, provided by Karlstads EnergiAB, a model has been created in MATLAB and Simulink to simulate scenarios of utilizations of V2Hand thermal inertia of a building. The purpose of the model is to provide answer to the goals of thestudy; proportions of moved electricity when using V2H, proportions of moved electricity whenutilize the building thermal inertia and the economic consequences of them both. The results shows that it is possible to move up to 5000 kWh/year in the V2H model and up to 2800kWh/year in the heating model without a theoretical impact on the comfort. Furthermore, the cost forbought electricity can be reduced up to 11 % in simulations from data of 2017 and up to 20 % fromdata of 2021, which corresponds to 700 and 3000 Swedish crowns (SEK) respectively. As for theheating model the reduced costs of simulations of 2017 were up to 17 % and 34 % in 2021, whichcorresponds to 500 and 2000 SEK respectively. Results from this study suggest that it is possible to move electricity from occasions with high to lowdemand and simultaneously reduce the electricity costs. The results are limited to the assumptionsthat the construction of all houses are identical and has the same heating systems along with a fixedtime of the day when the car is connected to the home. The accuracy of the results could be increasedwith complementary information of these assumptions. An omitted question in this study was whetherdifferent strategies for utilizing the varying electricity price affect the result, which is proposed forfuture research.

This master’s thesis deals with the topic of electromobility and the possible use of their stored energy. Nowadays technologies of accumulators and solutions that have been already manufactured by companies are presented. There is a proposal of a management system which uses electromobile as a backup energy supply for an off-grid home power network which is supplied by an energy from photovoltaic panels. As a part of this thesis, there has been a program created to simulate operational conditions of such network. Various operational conditions were simulated and the results are discussed in the last chapter.

Les travaux de cette thèse concernent la maîtrise de l’énergie et la convergence des besoins énergétiques dans le transport et les bâtiments. Une approche basée sur les techniques d’optimisation est proposée pour la gestion conjointe de la production et de la consommation d’énergie dans un bâtiment disposant de moyens de production locale d’énergie renouvelable et d’une connexion avec voiture électrique. "Le gestionnaire d’énergie" anticipe,24 heures à l’avance, les commandes optimales pour piloter les multiples sources électriques et thermiques placées dans le bâtiment ainsi que les procédés de stockage de l’énergie dans le butde parvenir à la meilleure configuration possible des flux énergétiques minimisant le coût de la facture énergétique. Considérant la bidirectionnalité du courant électrique entre la voiture et le bâtiment dans les applications "vehicle to home" (V2H), l’électricité stockée dans la batterie de la voiture peut être appelée pour alimenter les charges installées dans le bâtiment pendant que celle-ci est en stationnement. Le gestionnaire embarque également un mécanisme d’ajustement de la demande électrique qui permet de programmer le "fonctionnement" des électroménagers en vue de diminuer la consommation des habitants aux heures des pointes électrique. / This PhD dissertation addresses the power management for the convergence oftransportation and housing power requirement. An approach based on optimization techniquesis proposed for the joint management of the power production and consumption in buildingswith renewable energy generator and connection to electric vehicle. The power manageranticipates day ahead optimal control for multiple electrical and thermal sources locatedin the building as well as the processes of energy storage in order to achieve the bestpossible configuration of energy flow, which minimize the cost of energy bills. Consideringthe bidirectional energy flow between the vehicle and the building in the "vehicle to home"(V2H) applications, the energy stored in the cars battery of the car can be used to supplythe household loads while it is parked. The manager also performs an electrical demandadjustment mechanism which programs schedules the "operation" of some of home appliancesin order to reduce the consumption of the inhabitants during peak periods when the electricityprice is high.

Dagens samhälle har stort beroende av central elförsörjning för att ha kapacitet att fungera. Beroendet av centrala produktionsenheter kopplade till stamnätet kan i sin tur göra det svenska elnätet mer sårbart och ostabilt. En potentiell lösning för att göra nätet mer resilient och stabilt är att bygga ut nätet med mindre lokala nät kompletterade av lokala energilager. Dessa energilager kan bestå av villabatterier men även genom att utnyttja elbilar via olika integrationer av V2X. På grund av det ovanliga jordningssystemet i Sverige, utan lokala jordtag i hemmen, är kravet på jordtag en mycket viktig fråga att undersöka för att inte förhindra utvecklingen och utökningen av energilager. Det EU-direktiv som idag gäller vid inmatning från generatorer, RfG, inkluderar uttryckligen inte energilager. Detta skapar en ”lucka” i regelverket där det saknas tydliga krav för energilager och elbilar. Historiskt sett har kraven för ödrift grundats i kraven för reservkraftsystem med en teknik som skiljer sig från den kraftelektronik med växelriktare som existerar idag. Denna studie syftar till att kartlägga de krav som finns för inmatning till det centrala nätet eller det lokala önätet via växelriktare. Det syftar även till att undersöka huruvida de krav som identifierats är applicerbara på modern teknik eller om de behöver uppdateras. Kraven identifierades genom en litteraturgenomgång av det svenska regelverket för el och genom 17 intervjuer med aktörer från myndigheter, organisationer, nätbolag, tillverkare och högskolor där ”krav-kartan”, se nedan bild, även förankrades och utvecklades. Studien visade att det finns en uppdelning för vilka funktioner som relaterar till vilka krav där den tydligaste skillnaden är att kravet på lokalt jordtag endast existerar för anläggningar som är förutsatta att drivas i ödrift. Studien visar även att ett flertal av de krav som identifierats inte är helt applicerbara på det svenska perspektivet eller på modern kraftelektronik och behöver uppdateras. / Todays society has a great dependence on central power production in order to function. The reliance on central production on the main grid exposes the Swedish power grid and makes it more vulnerable and unstable. One potential solution to make the grid more resilient is to expand the network with local micro grids with energy storage. These microgrids can be powered by home batteries but there is also the potential of utilizing electric vehicles through various V2X integrations. Due to the unusual grounding system in Sweden without local earth electrodes in the homes, the requirement for earthing is a very important issue to investigate to prevent any hinders on the development of local energy storages. The EU directive that regulates the requirements for generators, RfG, explicitly does not include energy storage requirements, creating a void in the regulations where there are no clear requirements for energy storages and electric vehicles. Historically, the requirements for island operations have been decided on the requirements for reserve/backup power system which utilizes generators that differs from the power electronics with inverters that are utilized today. This study aims to identify the requirements for feeding while “grid connected” and while in island mode. It also aims to investigate whether the identified requirements are applicable to modern technology or if they need to be updated. The requirements were identified through a literature overview of the Swedish regulations for electricity and through 17 interviews with stakeholders from authorities, organizations, grid companies, manufacturers, and universities, where the "map of requirements" was also discussed and developed. The study showed that there is distinction what requirement relate to what function, where the clearest difference is that the requirement for local earth electrodes only exists for buildings intended for island-operations. The study also shows that several of the identified requirements are not fully applicable to the Swedish perspective or to modern power electronics and need to be updated.

For the EU to reach net-zero by 2050, an increased rate of renewable energy generation is needed. Off-grid tiny houses serve as a sustainable housing option as they are energy conservative, and their primary source of energy is renewable energy. However, off-grid living is faced with challenges due to the seasonal energy imbalance caused by the intermittent characteristics of renewable energy. This thesis aims to explore the potential of reducing this energy imbalance by using an electric vehicle (EV) to charge the home when there is an energy shortage and charge the EV when there is an energy surplus. This concept is enabled by bidirectional charging, also referred to as “Vehicle to Anything” (V2X). The main research question is to understand if an off-grid tiny house supported by V2X can be self-sufficient on energy and what the prerequisites for usage are. The method for answering this research question is firstly by conducting a general study followed by a case study. In the general study, industry experts are interviewed and surveyed to assess the innovation’s technology, market, and regulatory readiness and attributes of the innovation related to potential adoption. Thereafter, a case study with a partner in Sweden offering stays in off-grid tiny houses was conducted. The aim was to understand the system dynamics of the energy balance for an off-grid tiny house with solar panels and a home battery when adding an EV.  Results show that it is regulatory unproblematic to connect an EV to power off-grid living today, and the technology is more ready than the market. To increase the readiness level of the innovation, standardization of equipment and communication is needed. The attributes of the innovation that supports adoption are that the EV is mobile and offers large storing capacity which increases flexibility and hence decreases dependency on renewable energy. However, setting up the off-grid system and following safety regulations can be considered complex. Thereto, the innovation is seen as most applicable for short-term stays and individual usage. Results from the case study show that the EV can theoretically prolong the season for off-grid tiny house living by 1-4 months by reducing the energy imbalance and increasing self-sufficiency. Moreover, the EV can increase the share of renewable energy that is being used by storing energy when there is excess solar energy available.  On a final note, to answer the main research question if off-grid living supported by V2X can become self-sufficient on energy and what the prerequisites are for usage, the study concludes that it is theoretically possible, but the innovation is dependent on all technology components being tested and validated together in an off-grid environment. The EV needs to have bidirectional capabilities and the home needs to be equipped with smart software and an inverter to control the charging and discharging. Thereto, there needs to be a business model that creates value confirmed by the market, both customers and industry actors. Lastly, from a regulatory point of view, the concept is feasible as long as the installation of the energy system follows Swedish safety regulations. The EV can then, according to the model, theoretically help to prolong the season by reducing the energy balance making the energy system self-sufficient on energy. The EV can be discharged as well as charged by the excess solar, and hence the smart bidirectional charging of the EV and the home can increase theshare of renewable energy available for use and reduce the energy imbalance. Implications of this thesis suggest increased access to off-grid living as the V2X technology can prolong the season for people living off-grid as well as for off-grid businesses in the hospitality industry. This would allow for increased business value and opportunities within both the housing and tourism industry. The findings also support sustainable development as the innovation increases resource efficiency of the EV as it can serve multiple purposes, including transportation, energy storage, and energy supply. / För att EU ska nå nettonoll till 2050 krävs mer förnybar energi. Off-grid tiny houses är små hus som är frikopplade från stamnätet och är ett hållbart boendealternativ då de är energisnåla och deras primära energikälla är förnybar energi. I dagsläget finns det dock flera utmaningar med att bo off-grid till följd av den säsongsbaserade energiobalansen orsakad av de intermittenta egenskaperna hos förnybar energi. Därför syftar det här examensarbetet till att utforska potentialen för att minska energiobalansen genom att använda en elbil för att ladda hemmet när det råder energibrist och ladda elbilen när det finns ett energiöverskott. Detta koncept möjliggörs av dubbelriktad laddning, även kallad "Vehicle to Anything" (V2X). Den huvudsakliga forskningsfrågan är att undersöka om off-grid tiny house med stöd av V2X kan bli självförsörjande på energi och vilka förutsättningarna är för användning. Metoden för att besvara forskningsfrågan är inledningsvis en empirisk studie följt av en fallstudie. I den empiriska studien uppskattas den teknologiska, marknadsmässiga och regulatoriska mognadsgraden av att använda en elbil för att försörja off-grid boenden. Vidare undersöks innovationens egenskaper för att förstå hur lösningen skulle kunna tilltala möjliga användare. Studien gjordes genom att intervjua samt skicka ut en enkät till branschexperter. Därefter genomfördes en fallstudie med en partner i Sverige som erbjuder vistelser i off-grid tiny houses. Under fallstudien modellerades energisystemet bestående av ett off-grid hus, ett hembatteri samt solpaneler för att förstå hur energibalansen förändras när en elbil adderas till systemet. Resultaten visar att det är regulatoriskt oproblematiskt att ansluta en elbil till ett off-grid tiny house för att förse det med ström, och tekniken är mer redo än marknaden. För att innovationens mognadsgrad ska öka krävs mer standardisering av både utrustning och kommunikationsprotokoll. Egenskaper som uppmuntrar användning av innovationen är att elbilen är mobil och erbjuder stor lagringsmöjlighet vilket i sin tur minskar beroendet av förnybar energi. Det kan dock anses kompliceratatt sätta upp off-grid-systemet och följa de säkerhetsföreskrifter som krävs. Vidare ses innovationen som mest användbar för korttidsvistelser och individuellt bruk. Resultaten från fallstudien visar att elbilen kan förlänga säsongen för off-grid tiny houses boende med 1-4 månader genom att minska energiobalansen och öka systemets grad av självförsörjande. Dessutom kan elbilen öka andelen förnybar energi som används genom att lagra energi när det finns överskott av solenergi tillgänglig. Slutligen, för att svara på den huvudsakliga frågeställningen om off-grid tiny houses med stöd av V2X kan bli självförsörjande på energi och vilka förutsättningarna är för användning, drar studien slutsatsen att det är teoretiskt möjligt, men innovationen är beroende av att alla tekniska komponenter testas och valideras tillsammans i en off-grid miljö. Elbilen måste ha dubbelriktad laddning och hemmet måste utrustas med smart mjukvara och en växelriktare för att styra laddning och urladdning. Därför behöver det finnas en affärsmodell som skapar värde som bekräftas av marknaden, både av kunder och branschaktörer. Slutligen, ur ett regulatoriskt perspektiv, är konceptet genomförbart så länge installationen av energisystemet följer svenska säkerhetsföreskrifter. Elbilen kan då, enligt modellen, teoretiskt bidra till att förlänga säsongen genom att minska energibalansen och göra energisystemet självförsörjande på energi. Elbilen kan både ladda ur energi till boendet samt laddas av överskottet av solenergi, och därför kan den smarta dubbelriktade laddningen av elbilen och hemmet öka andelen förnybar energi tillgänglig för användning och minska energiobalansen. Implikationerna av denna uppsats tyder på ökad tillgång till off-grid boende eftersom V2X-tekniken kan förlänga säsongen för människor som bor off-grid såväl som för off-grid-företag inom besöksnäringen. Detta skulle möjliggöra ökat affärsvärde och möjligheter inom både bostads- och turistnäringen. Resultaten stöder också hållbar utveckling eftersom innovationen ökar resurseffektiviteten för elbilen eftersom den kan tjäna flera syften, inklusive transport, energilagring och energiförsörjning.