Wind power is an established mean of clean energy production and the modern horizontal axis wind turbine has become a common sight. The need for maintenance is high and future wind turbines may need to be improved to enable more remote and offshore locations. Vertical axis wind turbines have possible benefits, such as higher reliability, less noise and lower centre of gravity. This thesis focuses on electromechanical interaction in the straight bladed Darrieus rotor (H-rotor) concept studied at Uppsala University. One of the challenges with vertical axis technology is the oscillating aerodynamic forces. A force measurement setup has been implemented to capture the forces on a three-bladed 12 kW open site prototype. The normal force showed good agreement with simulations. An aerodynamic torque could be estimated from the system. The total electrical torque in the generator was determined from electrical measurements. Both torque estimations lacked the expected aerodynamic ripple at three times per revolution. The even torque detected is an important result and more studies are required to confirm and understand it. The force measurement was also used to study the loads on the turbine in parked conditions. It was discovered that there is a strong dependence on wind direction and that there is a positive torque on the turbine at stand still. The results can assist to determine the best parking strategies for an H-rotor turbine. The studied concept also features diode rectification of the voltage from the permanent magnet synchronous generator. Diodes are considered a cheap and robust solution for rectification at the drawback of inducing ripple in the torque and output voltage. The propagation of the torque ripple was measured on the prototype and studied with simulations and analytical expressions. One key conclusion was that the mechanical driveline of the turbine is an effective filter of the diode induced torque ripple. A critical speed controller was implemented on the prototype. The controller was based on optimal torque control and according to the experiments and the simulations it was able to avoid a rotational speed span. Finally, the optimal torque control was evaluated for multiple turbines with diode rectification to a common DC-link. The setup can potentially reduce the overall complexity of wind farms. The simulations suggest that stability of the system can be obtained by controlling the DC-link load as a semi constant voltage. The thesis is based on nine papers of which six are treated in the thesis summary.

Det råder koncensus bland klimatforskare världen över att en omställning från fossila bränslen till mer klimatneutrala alternativ måste ske i energiproduktionen om det ska gå att hejda den globala uppvärmningen. Ett alternativ för att lyckas med detta är att producera energin från förnybara energikällor som vind och solkraft. Detta är också något som utnyttjas i allt högre grad runt om i världen, men problem uppstår dock när en stor del av en regions andel av energiproduktionen kommer från dessa källor. Det skapas en prisvolatilitet på marknaden, med priser som varierar lika mycket som vindstyrkan eller solinstrålningen. Ibland sjunker priserna så lågt att det är svårt att nå en lönsamhet för kraftverken. För att komma till bukt med denna obalans på energimarknaden kommer det att behöva byggas ett energilagringssystem som lagrar energin de förnybara källorna producerar. Ett alternativ för att lagra energi är att utvinna vätgas genom elektrolys när priserna på elmarknaden är låga för att sälja detta till olika aktörer. Tanken är att prisdalar ska jämnas ut om en överproduktion av el motverkas av en ökande elförbrukning genom vätgasframställning. På samma sätt jämnas pristopparna ut genom att upphöra med denna framställning när elproduktionen minskar. De aktörer som kan tänkas använda den producerade vätgasen kan vara allt från förbrukare inom industrin, vätgasbilar i transportsektorn, stationära bränsleceller för reservkraftverk, omvandling av koldioxid till biogas med hjälp av vätgas och konvertering av oljeeldade värmepannor. Vätgas är en skrymmande gas vid normalt tryck och temperatur, varför lagring måste ske i högt tryck eller i vätskefas. Detta göra att lagring och transport är två av de kostsammaste aspekterna i vätgashanteringen. Elpriset är också en stor kostnadsdrivare när vätgas framställs genom elektrolys. Dock kan en del av kostnaden för inköp av elenergi till en sådan här elektrolysanläggning undvikas om den placeras inom ett så kallat icke konscessionspliktigt nät, där ingen överföringsavgift behöver betalas. Exempel på sådana områden är vindkraftsparken på berget Uljabuouda utanför Arjeplog och fjärrvärmeverket på Hedensbyn i Skellefteå. Det huvudsakliga syftet med denna rapport har varit att undersöka om det är ekonomiskt försvarbart att lagra energi i form av vätgas genom elektrolysframställning. För att undersöka detta valdes att placera två tänkta elektrolysörer på Uljabuouda och Hedensbyn tillsammans med en jämförelseanläggning i Arjeplogs samhälle. Dessutom valdes två olika storlekar på elektrolysörerna, en som producerar 150 Nm3 vätgas i timmen, kallad C150, och en annan som producerar 300 Nm3, kallad C300. Förutom det huvudsakliga syftet har rapporten undersökt vilket snittpris på el det varit under de senaste fyra åren. Det presenteras också några beräkningar för olika marknadsaktörers möjligheter att använda vätgas. Undersökningens resultat Lönsamheten för elektrolysören styrs i första hand av om all vätgas som produceras kan säljas, givet att anläggningen placeras inom icke koncessionspliktigt nät. Placeras den utanför sagda område är lönsamheten betydligt sämre. Placering av elektrolysören på Hedensbyn ger lite bättre ekonomiskt resultat och kortare återbetalningstid i jämförelse med en placering på Uljabuouda. Det här beror till största del på de stordriftsfördelar som antas erhållas i anslutning till ett bemannat fjärrvärmeverk. Återbetalningstiden i år för en elektrolysör som producerar 150 Nm3/h, med en drifttid på 4000 h/år och ett försäljningspris för vätgasen på 90 kr/kg är följandeUljabuouda: 11,3 år Arjeplog: 14,4 år Hedensbyn: 10,8 år Återbetalningstiden i år för en elektrolysör som producerar 300 Nm3/h, med en drifttid på 4000 h/år och ett försäljningspris för vätgasen på 90 kr/kg är följandeUljabuouda: 7,92 år Arjeplog: 9,25 år Hedensbyn: 7,75 år Det är osäkert om det går få tillstånd att bygga en elektrolysör på Uljabuouda. Detta gör att det kanske inte ens är lönt att överväga byggnation av en elektrolysör på detta ställe. De senaste fyra åren har snittpriset på el har varit 274 kr/MWh. Vid ett så lågt elpris kan vindkraftverk få problem med lönsamhet för sin elproduktion. Marknadsundersökningen visar att marknaden för vätgas i Västerbotten och Norrbotten inte är speciellt stor i nuläget. Den kan dock komma att växa. Biltestverksamheten i Arjeplog kan inom en snar framtid förbruka en väsentlig del av det som en elektrolysör i storlek C150 producerar. Fjärrvärmeverket på Hedensbyn är också en möjlig förbrukare av vätgas i sina uppstartsbrännare. / There is a consensus amongst climate scientists around the world that a shift from fossil fuels to more climate-neutral alternatives must take place in the energy production in order to cope with global warming. One way to succeed with this is to produce energy from renewable sources such as wind and solar power. This is also something that is increasingly being utilized around the world, but problems arise when a large part of a region's share of energy production comes from these sources. There can be price volatility in the market, with prices that vary as much as wind or solar radiation. Sometimes prices drop so low that it is difficult to achieve profitability for power plants. In order to overcome this imbalance in the energy market, an energy storage system will need to be built that stores the energy the renewable sources produce. An alternative to storing energy is to extract hydrogen through electrolysis when prices in the electricity market are low to sell this to different players. The idea is that price valleys will be leveled out if an overproduction of electricity is counteracted by increasing electricity consumption through hydrogen production. Similarly, pricing peaks are leveled by ending this production when power generation decreases. The operators who may use the hydrogen produced may range from industrial users, hydrogen vehicles in the transport sector, stationary fuel cells for reserve power plants, conversion of carbon dioxide to biogas by hydrogen and conversion of oil-fired boilers. Hydrogen is a bulky gas at normal pressure and temperature, so storage must take place in high pressure or in liquid phase. This means that storage and transportation are two of the most expensive aspects of hydropower management. Electricity price is also a major cost driver when hydrogen is produced by electrolysis. However, part of the cost of purchasing electricity for such an electrolysis plant can be avoided if it is placed within a so-called non-licensed network, where no transfer fee is required. Examples of such areas are the wind farm on the Uljabuouda mountain outside Arjeplog and the district heating plant at Hedensbyn in Skellefteå. The main purpose of this report has been to investigate whether it is economically justifiable to store energy in the form of hydrogen through electrolysis production. To investigate this, it was decided to place two thought electrolysers on Uljabuouda and Hedensbyn together with a comparison facility in Arjeplog's society. In addition, two different sizes were selected on the electrolysis tubes, one that produces 150 Nm3 hydrogen per hour, called C150, and another that produces 300 Nm3, called the C300. In addition to the main purpose, the report has examined the average price of electricity for the last four years. It also presents some estimates for the potential of various market participants to use hydrogen. Survey results: The profitability of the electrolyzer is primarily governed by the fact that all hydrogen produced can be sold, given that the plant is placed within non-concessionary networks. Placed outside the stated area, profitability is significantly reduced. Placement of the electrolyzer on Hedensbyn gives a little better financial performance and a shorter payback time compared to a location on Uljabuouda. This is largely due to the economies of scale assumed to be obtained in connection with a manned district heating plant. The payback time in figures for an electrolyzer that produces 150 Nm3/h, with a running time of 4000 h/year and a sales price of 90 kr/kg of hydrogen is the followingUljabuouda: 11,3 år Arjeplog: 14,4 år Hedensbyn: 10,8 år The payback time in figures for an electrolyzer producing 300 Nm3 / h, with a running time of 4000 h / year and a sales price of 90 kr / kg of hydrogen is the followingUljabuouda: 7,92 år Arjeplog: 9,25 år Hedensbyn: 7,75 år It is uncertain whether permission is being given to build an electrolyzer on Uljabuouda. This may make the construction of an electrolytic tube there not even worth to consider. In the past four years, the average electricity price has been 274 kr / MWh. This is a low electricity price due to overproduction of electricity. At such a low electricity price, wind turbines can have problems with profitability for their production. The market survey shows that the market for hydrogen in Västerbotten and Norrbotten is not particularly high at present. However, it may grow. The car test business in Arjeplog can in the near future consume an essential part of what an electrolytic tube in size C150 produces. The district heating plant at Hedensbyn is also a potential hydrogen source in its boot burner.

Sedan 2016 har flera politiska incitament genomförts för att undersöka möjligheten för att få den nordiska vätgasmarknaden att växa. Vätgas är en energibärare med potential att användas som ett miljövänligt drivmedelsalternativ för transportflottan eftersom utsläppen vid användning med bränslecell är rent vatten och bränslecellsbilar har en hög energieffektivitet i jämförelse med bilar med traditionella förbränningsmotorer. De enda utsläppen som förknippas med vätgas är de som sker i samband med produktionen av gasen. Det finns flera olika sätt att producera vätgas ur olika substrat. Idag produceras den mesta vätgasen från naturgas på raffinaderier för användning i bensin- och dieselproduktion. Det planeras en expansion av tankstationer för vätgas i Sverige, men då det finns få producenter så finns det ett intresse för Tekniska verken i Linköping AB att undersöka vad olika produktionsvägar för vätgas har för fördelar och nackdelar i jämförelse med andra biodrivmedel som fordonsgas och elektricitet. Studiens syfte var att undersöka tekniskt lämpliga produktionsvägar för vätgas som är kompatibla med biogasproduktion eller vindkraftsel, och jämföra de olika produktionsvägarna med biogas och vindkraftsel i relation till klimatpåverkan och energieffektivitet då drivmedel för 100 km körsträcka produceras. Efter en teknisk screening av vätgasproduktion, biogasproduktion och elektricitet från vindkraft konstanterades att vätgasproduktion viaångreformering av biogas, tvåstegsrötning av organiskt avfall och PEM-elektrolys är de produktionsvägar som har bäst potential för miljövänlig vätgasproduktion hos Tekniska verken i Linköping AB. Vidare kartlades viktiga parametrar för modellering och simulering av klimatpåverkan i programvaran simaPro. För jämförelse av produktionsvägarna för vätgas från rötning av matavfall användes WTW-metodik. För jämförelsen mellan elektricitet och elektrolys användes modifierad LCA-metodik med klimatpåverkan för hela livscykeln för vindkraftverket men för resterande processteg användes endast klimatpåverkan för driften för produktionen. Resultaten för jämförelsen mellan produktion av biogas, ångreformering och tvåstegsrötning visar ingen tydlig skillnad i varken klimatpåverkan eller energieffektivitet. Studien påvisar däremot att ångreformering av fordonsgas behöver mindre mängd matavfall för produktion av drivmedel för 100 km körsträcka (38 kg/100km) i jämförelse med tvåstegsrötning (44 kg/100km) och biogas (54 kg/100 km). För jämförelsen mellan produktion av vätgas via elektrolys och vindkraftsel visades systemet för vindkraftsel (23,6 kWh/100 km) vara dubbelt så energieffektivt jämfört med systemet för elektrolys (50,9 kWh/100 km), medan systemens klimatpåverkan förhöll sig till en liknande ratio med 0,154 kg CO2-eq utsläpp/100 km i jämförelse med 0,343 kg CO2-eq utsläpp/100 km. Studien visar att vid analys av energieffektivitet och klimatpåverkan för närbesläktade produktionssystem så spelar energieffektiviteten i använd bil stor roll för resultatet. Studiens resultat är framförallt intressant för svenska energibolag som vill veta mer om vätgasproduktion och hur dess klimatnytta och energiproduktion förhåller sig till andra fossilfria drivmedel.

Användandet av betong som ersättare för stål vid produktionen av vindkraftverkstorn har ökat den senaste tiden. Betongtorn är betydligt billigare än ståltorn men problem som sprickbildningar, frostsprängningar och följaktligen armeringskorrosion har uppstått bl a på grund av vibrationer från rotorn. I fundamentet i vindkraftverk kan ovan nämnda problem också uppstå och det uppfyller således inte alltid funktionskraven. Det här examensarbetet undersöker möjligheten att eliminera dessa problem genom att använda en sorts högpresterande betong kallad UHPC 2.2 med syntetfiberarmeringen, STRUX. Jämförelser mellan tidigare empiri om högpresterande betong och laborativa tester på UHPC 2.2 visar att den senare är beständigare och ger möjligheter till en större sprickfrihet. Sammanfattningsvis har den högpresterande betongen med fiberarmeringen STRUX visat sig vara en konkurrenskraftig möjlighet på marknaden. / The use of concrete has recently increased as a replacement to steel for the construction of towers for wind power plants. However there are problems such as cracking or frost scaling and finally corrosion of reinforcement, partly due to vibrations caused by the power plants' blades. In the foundation of power plants, the above problems also occur and do not always fulfill the functional requirements. This thesis investigates the possibility to eliminate these problems by using a special kind of high-performance concrete called UHPC 2.2 with synthetic fiber reinforcement, STRUX. When comparing previous empirics about regular concrete with laboratory tests on this high-performance concrete, we find that the later is more durable. In summary, the high-performance concrete with fiber reinforcement STRUX is shown to be a competitive market opportunity.

This thesis validates SIMLOX as a simulation tool for wind energy operation and maintenance (O&M). SIMLOX have been used for modeling O&M in other sectors since 2002 but have recently begun to be used for simulating wind energy. This study validates SIMLOX for the newly introduced sector by creating a model of an existing offshore wind farm. The model used real historical data as input and the output was compared to real system response quantities (SRQs). Example of SRQs which were compared was time based availability, energy based availability, energy production, weather days, and item replacements. The study showed that SIMLOX is very well suited for this type of studies. It also showed that the major difficulty lies in obtaining proper input data. All models simulated the exact right number of major item replacements. The time based availability was considered to be the most important SRQ. The time based availability turned out to be between 0.11 - 0.66 percentage points too high compared to reference data. This most certainly depended on an overestimated work schedule for the technicians. Validation is the process of determining the degree to which a model is an accurate representation of the real world from the perspective of the intended uses of the model. This report presents all necessary knowledge to validate SIMLOX as a tool for wind energy simulations but it is thus up to the user to decide whether or not the output is accurate enough for their intended use.

Year 2040 the goal is to have a 100 % renewable Swedish energy system. Svenska kraftnät (Svk) predicts fully decommissioned nuclear power plants and an increased amount of connected wind power plants, especially offshore, year 2045. These kind of renewable power plants are non-synchronous and do not provide the grid with the same system stability services naturally as synchronous generators, such as nuclear power plants. With the increased number of renewables connected, one future challenge is to maintain the stability of the power grid. Grid stability can be divided into voltage-, frequency- and rotor angle stability.This thesis has investigated how large-scale offshore wind power plants (OWPPs) can contribute with reactive power compensation and in turn voltage stability to a nearby onshore power grid in Sweden. The evaluation has been done from the perspective of the TSO and the OWPP owner interests, with a focus on grid codes, economic incentives and technical capabilities.This project has been made in three parts. First, a comparison of voltage stability control requirements in different European grid codes was made. Secondly, static power flow simulations of a case study of a 1000 MW OWPP have been performed in PowerWorld Simulator, testing the OWPP’s reactive power outputs under different circumstances. Thirdly, a market opportunity analysis has been completed, analyzing reactive power market opportunities for OWPPs as well as for TSOs.The study shows that the reactive power capabilities of the simulated OWPP is considerable higher than the Swedish grid codes requires. Thus, an opportunity is to make the grid codes stricter, in combination with economic incentives. The case study showed that the distance offshore has an impact of the reactive power reaching the grid onshore. Though, the OWPP’s contribution to local voltage stability onshore is considered as good. Finally, with short- and long-term contracts, a reactive power market can be favorable for both the OWPP owner and the TSO.

This study investigates and describes the phenomenon of ‘technical tourism’, in the case of wind power plants in Sweden. The main purpose of the study is a greater understanding of a field which to date has remained largely uncharted. Technical tourism is a type of visits to a production site, where the technical aspect of the production is the main focal point for the visitor. The definition of technical tourism is based on concepts within ‘Industrial tourism’. Technical tourism is argued to be a subcategory of Industrial tourism. The study, conducted in collaboration between KTH and Vattenfall, resulted in two complementing parts. Part one, ’Vinkraftsturism: En studie av teknisk turism med särskilt fokus på vindkraftsparker’, is a theoretical description of technical tourism (hereafter referred to as ‘Rapporten’). Part two, ‘Kommunikationsmanual: Vindkraftsturism’, a communications manual based on the results of the study and tailored for Vattenfall to use when informing various stakeholders about technical tourism (hereinafter ‘Manualen’). Material for the two parts of the thesis was gathered through interviews and literature reviews. The informants where gathered in and around one single wind park in northern Sweden. Stakeholders from both the municipality and local/regional businesses were included in the study. ‘Rapporten’ — The theoretical review of technical tourism in a wind power plant deals with benefits and conflicts which may occur when interfacing with the local community and other stakeholders. A model for stakeholder assessment is presented and used to find key relationships between involved parties. It further describes the importance of cooperation and finding common points of identification between the host company and the region. Two factors which are needed to efficiently establish technical tourism. ‘Manualen’ — The communications manual is designed with the characteristic democratic perspective of ‘Education for sustainable development’. Furthermore it presents a workshop structure and a summary of similar projects both national and international. The study showed a variety of benefits (five of them) from technical tourism, and also some potential conflicts. The study also highlighted the importance of collaboration between stakeholders, both through the informants’ statements and explored in previous academic works. It also states that the democratic process and the participants’ view of themselves as democratic subjects, are important factors when communicating technical tourism. The study presents a new definition of technical tourism. / Den här studien undersöker och beskriver fenomenet ”teknisk turism” för vindkraftparker i Sverige. Huvudsyftet med studien är en djupare förståelse för ett nytt forskningsfält som till stor del lämnats outforskat. Teknisk turism är en typ av besök i en verksamhetsanläggning, där de tekniska aspekterna av produktionsprocessen är huvudfokus för besökaren. Definitionen av teknisk turism baseras på konceptet ”Industrial tourism”. Teknisk turism hävdas vara en underkategori till Industrial tourism. Studien, som är ett samarbete mellan KTH och Vattenfall, har resulterat i två sammanhängande delar. Del ett, ‘’Vindkraftsturism: En studie av teknisk turism med särskilt fokus på vindkraftsparker’, är en teoretisk beskrivning av teknisk turism (nedan kallad ‘Rapporten’). Del två, ‘Kommunikationsmanual: Vindkraftsturism’ är en handledande kommunikationsmanual baserad på resultaten i studien, designad för Vattenfall att använda vid information om teknisk turism till berörda intressenter (nedan kallad ‘Manualen’). Materialet för de två delarna av studien samlades genom intervjuer och genom litteraturstudier. Informanterna rekryterades i anslutning till en vindkraftspark i norra Sverige. Representanter från kommunen samt det lokala näringslivet inkluderades i studien. ‘Rapporten’ – Den teoretiska genomgången behandlar potentiella möjligheter och konflikter för berörda intressenter, som kan uppstå kring en vindkraftspark med besökarverksamhet. Vidare presenteras och används en modell för analys av intressenter, för att finna nyckelrelationer mellan involverade parter. Den beskriver även vikten av att finna gemensamma identifikationspunkter och samverkan mellan värdföretaget och regionen. Två faktorer som är nödvändiga för en effektiv etablering av teknisk turism. ‘Manualen’ – Kommunikationsmanualen är utformad efter det demokratiperspektiv som karaktäriserar ’Education for sustainable development’. Den består av en färdig mall för en workshop på ämnet och även en redovisning av besöksprojekt av liknande karaktär, både från Sverige och internationellt. Resultatet visar en handfull fördelar med teknisk turism och även några potentiella konflikter. Studien belyser även vikten av samverkan mellan intressenterna, något som framkommit både via informanter och genom granskning av tidigare forskning. Studien presenterar en ny definition av teknisk turism.

En studie om frekvensderivataskyddens funktion, tillämpning och nödvändighet i det svenskakraftsystemet har genomförts. Frekvensderivataskydd används som ett skydd mot ödrift.Ödrift innebär att produktionsanläggningar upprätthåller driften av en mindre del av nätetäven då anslutningen till det större kraftsystemet försvinner. Studien initierades pågrund av att det rapporterats att frekvensderivataskydden löst ut obefogat. Undersökningenhar innefattat en litteraturstudie om ödrift, frekvensderivataskydd samt problematikenmed obefogade bortkopplingar. Vidare har en empirisk mätdataanalys genomförts för attestimera frekvensderivatans variationer i kraftnätet. Baserat på utförda laborationstestergjordes en korrelationsanalys för att tydligare fastställa skillnader i hur olika enheter mäterspänning och beräknar frekvensderivata. Från resultaten förs slutligen en diskussion omlämpliga inställningsområden och frekvensderivataskyddens nödvändighet. Resultat från den empiriska mätdataanalysen visar att den estimerade frekvensderivatani systemet som mest uppgår till 0,14 Hz/s. Utförda laborationstester visar att vid en konstantspänning detekterar frekvensderivataskydden inom angivna felmarginaler. I övriga fallpåverkas dock skydden av snabba spänningsförändringar som resulterar i att frekvensderivatanberäknas felaktigt. På grund av detta och stora skillnader i frekvensderivataberäkningmellan PMU-enheter och skydd är det svårt att definiera ett lämpligt inställningsområdeför att uppnå tillräcklig känslighet och stabilitet. Utförda analyser visar att om skyddenska erhålla en tillräckligt hög stabilitet måste en lång tidsfördröjning användas, uppskattningsvis0,5 s. Detta kommer dock försämra skyddens känslighet. I ett analyserat ödriftfallförändras frekvensen under en mycket kortare tidsperiod, ungefär 20 ms. Det innebär att ettfrekvensderivataskydd med denna tidsfördröjning missar att detektera ödriften. Däremotskulle ett frekvensskydd, förutsatt att frekvensen uppnår gränsvärdet och att en kortare tidsfördröjningän 0,5 s används, i detta fall lösa ut snabbare. Liknande ödriftfall med kortvarigfrekvensderivata är, i och med den stora utbyggnaden av produktion med låg svängmassa,ett troligt scenario. Med detta sagt kan frekvensderivataskydd med dagens tillämpade inställningaranses vara ett otillräckligt skydd mot vissa typer av ödrift. Dock kan frekvensochspänningsskydd kompletteras med frekvensderivataskydd som ett skydd mot ödrift. Ide fall där ödriften innehar med något högre svängmassa kan frekvensderivataskyddet dådetektera ödriften snabbare. En tidsfördröjning inställd på minst 0,5 s bör då användas föratt undvika obefogade utlösningar.

Singapore is a country that is currently highly dependent on import of oil and gas. In order to be able to shift into a more sustainable energy system, Singapore is investing in research regarding different technologies and systems so as to establish more sustainable energy solutions. Seeing how air-conditioning accounts for approximately 30 % of Singapore’s total energy consumption, a feasibility study is being conducted on whether an integrated system using a thermally active building system (TABS) and desiccant evaporative cooling system (DECS) can replace the air-conditioning system. The question which is to be discussed in this thesis is whether solar and wind power can be financially feasible in Singapore and if they can be utilized in order to power the integrated system.   The approaching model consists of a financial feasibility study of the different technologies and a theoretical test-bedding, where the suitability of the technologies to power the TABS and DECS is tested. The financial feasibility is estimated by calculating the payback period and using the net present value method. A model designed in a digital modeling software is used for the test-bedding. Measurements from a local weather station are used for estimating the solar radiance and wind speeds in Singapore. The results show that solar PV panels could be feasible in Singapore but that technological improvements as well as governmental subsidies are needed in order to make it profitable enough to attract investors. As for wind power, the wind conditions are not favorable enough, in terms of wind speed and wind frequencies, for small wind turbines that currently exist on the market to be able generate enough electricity to make the investment somewhat feasible. Solar thermal collectors and solar PV are given certain conditions suitable for powering the TABS and DECS.

I takt med att Sveriges elsystem byggs ut och allt större andel elenergi kommer från förnybar och väderberoende elproduktion såsom vind, så ökar även behovet av stödtjänster som kan balansera frekvensen i elsystemet. Frekvensen i elsystemet fungerar som en indikator på om elsystemet är i balans och för att elsystemet ska vara i balans krävs att elproduktionen hela tiden motsvarar elanvändningen. Examensarbetet har utrett möjligheterna att leverera stödtjänster från en redan befintlig vindkraftpark och har även undersökt hur möjligheterna ser ut i framtiden i och med att marknaderna för stödtjänster utvecklas. I dagsläget finns fem olika frekvensreglerande stödtjänster i Sverige. Dessa är Fast frequency Reserve (FFR), Frequency Containment Reserve-Normal (FCR-N), Frequency Containment Reserve-Disturbance (FCR-D), automatic Frequency Restoration Reserve (aFRR) och manual Frequency Restoration Reserve (FRR). Dessa stödtjänster upphandlas av Svenska kraftnät för att upprätthålla balans mellan produktion och konsumtion i elsystemet. För varje stödtjänst finns olika krav och specifikationer som bland annat vilken frekvens som de aktiveras vid, hur lång tid aktiveringen får ta samt hur långt i förväg de upphandlas etcetera. I kontakt med sakkunniga och i litteratur så framgår det att det är möjligt att leverera någon typ av frekvenstjänst från de allra flesta vindparker. För att börja leverera stödtjänster krävs att vindturbinen har en effektomriktare, vilket de flesta vindkraftverk har i dagsläget. Därefter handlar det främst om program och mjukvaruinställningar i effektomriktaren. Annars fungerar det i stort sett som vanlig pitch-reglering av turbinerna. Inom detta projekt så har även driftdata från en verklig vindpark i Blaiken studerats, där tre olika testkörningar genomförts. I testkörningarna har man testat att styra produktionen från turbinerna genom att göra nedregleringar och uppregleringar för att dokumentera hur parken reagerar. Utifrån data från testkörningarna som jämförs med krav för olika stödtjänster kan slutsatser dras om att stödtjänsterna mFRR, aFRR samt FCR-N bör kunna levereras från Blaiken. De är stödtjänsterna med de mest generösa aktiveringstiderna. Resultatet visar även på möjligheter att jobba med parkstyrningssystemet för att förbättra parkens reglerförmåga och i bästa fall skulle detta kunna medföra att parken även klarar kraven för aktiveringstid av FCR-D.