Transformers can be described as ’slumbering giants’ in the electric power system. This marks transformers to be big and expensive parts of equipment. Calling them slumbering refers to the unused capacity in many of them. Dynamic Transformer Rating (DTR) is a concept to utilize this potential and wind power connected transformers have been identified as a well-fitting application due to the naturally limited capacity factor and the correlation of low ambient temperature and high wind speeds. Previous scientific work and a small number of applied projects show the feasibility and benefits of combining DTR and wind power. Wind power forecasting is a standard procedure for dispatch planning and electricity trading. This thesis project aims at combining both subjects and focuses on providing and analyzing a forecasting tool. At various forecasting steps Machine-Learning (ML) approaches are tested and evaluated. The developed tool is designed for and tested on a case study comprising an existing wind farm and transformer. It is shown that in many, but not all cases an overheating (exceeding of the Hot Spot Temperature (HST) limit) can be predicted. Applying DTR adds a level of uncertainty to wind power forecasts since not only the wind power but also the transformer capacity must be predicted. In this project however the wind power forecast is identified as the main source of uncertainty. / Transformatorer kan beskrivas som ‚sovande jättar‘ i det elektriska systemet eftersom transformatorer karakteriseras som stor och kostsam utrustning. Att kalla dem sovande hänvisar till den oanvända kapaciteten som finns i många. Dynamic Transformer Rating (DTR) är ett koncept för att använda denna potential och transformatorer kopplade till vindkraftsanläggningar blev utnämnd som en passande tillämpning på grund av deras begränsade kapacitetsfaktor och korrelationen mellan låga temperaturer och höga vindhastigheter. Tidigare vetenskapligt arbete och ett fåtal realiserade projekt visar genomförbarhet och fördelarna med kombinationen av DTR och vindkraft. Vindkraftsprognoser är något man vanligen använder inom driftplanering av vindkraftverk och elhandel. Detta examensarbete har som mål att kombinera båda metoderna och fokuserar på att framställa och analysera ett prognosverktyg. Olika tillvägagångssätt testas och evalueras vid de olika stegen som tas. Verktyget är skapat och testat på en fallstudie som i sig är baserad på data från existerande vindkraftverk och transformatorer. Det visar sig att man kan förutsäga överskridandet av Hot spot temperature (HST) vid många tillfällen men inte alla. Tillämpning av DTR lägger till osäkerheter till vinkraftsprognoser för att både kapaciteten på vindkraftverk och på transformatorn måste förutsägas. I detta projekt visade sig vinkraftsprognosen vara den största källan till osäkerhet.

För att studera hur omställningen från vertikal till horisontell energiutvinning kommer att påverka samhället har två fallstudier gjorts. Fallstudierna tillsammans med teorin om socialekologiska fix har använts för att analysera de socialekologiska transformationerna som sker på landskap och politiken som finns kring dessa transformationer. En fallstudie har studerat vindkrafts projektet Markbygden i Norrbottens län och den andra studerar vindkraftsetableringen i Östergötlands län. Dessa fallstudier har genomförts genom en kvalitativ studie i form av intervjuer med aktörer som är med och påverkar samt påverkas av dessa vindkraftsetableringar. Fallstudierna visar att landskapet har förändrats fysiskt av byggnationen av vindkraftverken vilket har bidragit till en transformation av markanvändningen. Karteringar som har gjorts i samband med vindkraftsetablering har påverkat hur människor använder och förhåller sig till marken samt hur ägandeförhållandena ser ut. Vidare har vindkraftsetableringen i Östergötland och Norrbotten lett till olika konflikter som exempelvis störningar av ljus och buller samt konflikter med renskötseln som tidigare bedrivits i området Markbygden. Dessa konflikter har alltså uppkommit till följd av den landskapstransformation som har skett i samband med vindkraftsutbyggnaden. I Norrbotten och Östergötland är en ekonomisk kompensation respektive en markhyra aktuell, dock anses dessa vara otillräckliga för att kompensera för den förlust av betesmark för renar som sker i Norrbotten respektive för de besvär lokalbefolkningen upplever med bullret i Östergötland. Slutligen visar resultatet även på att den största drivkraften för företag att etablera vindkraft är vinst och därmed sker otillräckliga karteringar av vind och markanvändning vilket försvårar implementeringen av vindkraft. Slutsatserna för denna rapport är därmed att olika kartläggningar av främst vind har förändrat markanvändningen och andra verksamheter som tidigare bedrivits i landskapet har begränsats och i stor utsträckning ersatts av produktion av vindkraft. Då vindkraften i Östergötland och Norrbotten har byggts ut med otillräckliga kartläggningar som inte tar de sociala relationerna i beaktning har dessa olika konflikter uppstått. / To study how the transition from vertical to horizontal energy recovery will affect society, two case studies have been conducted. The case studies, together with the theory of socio-ecological fixes, have been used to analyze the socio-ecological transformations that take place on landscapes and the politics that exist around these transformations. The first case study concerned the wind power project called Markbygden in Norrbotten County and the second case study concerned wind power establishment in Östergötland County. These case studies were conducted through a qualitative study in the form of interviews with actors who are involved in and are affected by these wind power establishments. The case studies show that the landscape has changed physically by the construction of wind turbines, which has contributed to a transformation of land use. Mappings that have been made in correlation with wind power establishment have affected how people use and relate to the land and what the ownership conditions look like. Furthermore, the establishment of wind power in Östergötland and Norrbotten has led to various conflicts such as disturbances caused by light and noise as well as conflicts with reindeer husbandry that was previously conducted in the Markbygden area. These conflicts have thus arisen as a result of the landscape transformation that has taken place in connection with the expansion of wind power. In Norrbotten and Östergötland, financial compensation and land rent are current, however, these are considered insufficient to compensate for the loss of grazing land for reindeer that occurs in Norrbotten and for the problems the local population experiences with the noise in Östergötland. Finally, the results also show that the biggest driving force for companies to establish wind power is profit and thus insufficient mapping of wind and land use takes place, which makes it more difficult to implement wind power. The conclusions of this report are thus that various mappings of mainly wind have changed land use and other activities previously conducted in the landscape have been limited and to a great extent been replaced by the production of wind power. As wind power in Östergötland and Norrbotten has expanded with insufficient mappings that disregard existing social relations, the various conflicts have arisen.

The ocean has tremendous potential in terms of energy generation, and wave energy is especially promising. However, wave energy technology is still non-commercial. Along with ambitious renewable energy targets and investments, much is happening within the field and the wave energy converter developers CorPower Ocean intend to have their technology proven in the upcoming years. This study aims at investigating the value of commercial wave energy in an energy system. This is fulfilled by the possibilities of achieving 24/7 Carbon-free Energy with the wave energy technology from CorPower Ocean at the stage of commercialization. An energy system is modeled with wave energy, floating offshore wind energy, lithium-ion battery storage and the Portuguese national grid, supplying Northvolt’s and Galp’s future lithium conversion facility in Portugal. Different system configurations are compared based on three Key Performance Indicators: 24/7 Carbon-free Energy performance, system emission, and cost for the electricity consumer. In addition, a review of available financial support mechanisms for renewable energy technologies and especially wave energy is done to understand how such mechanisms can affect the economic feasibility of the energy system modeled. The wave energy technology from CorPower Ocean shows to have a high power output and 24/7 carbon-free Energy performance in this study. Although a combination of wave and floating offshore wind energy better ensure energy security with generation profiles that peak at different times, the modeling shows that a system with wave energy alone is preferred for supplying the facility with electricity both from an environmental and economic perspective. The economic feasibility of Lithium-ion battery storage in the system is uncertain and to achieve 24/7 Carbon-free Energy supply of the facility a longer duration storage solution is needed. The price for wave energy in this study is higher than for other commercial renewable energy technologies such as solar PV. However, based on the available financial support structures from governments and other stakeholders, wave energy technology has the potential to be competitive as soon as the technology is proven. / Energigenerering från våra hav har stor potential, inte minst från vågkraft. Trots att vågkraftstekniken ännu inte har nått ett kommersiellt stadie händer det mycket inom området i takt med fler ambitiösa miljökrav och investeringar. CorPower Ocean utvecklar vågkraftsteknik och planerar att ha sin teknik bevisad inom några år. Den här studien syftar till att undersöka värdet av kommersiell vågkraft, vilket uppfylls genom möjligheterna till förnybar el 24 timmar om dygnet med CorPower Ocean’s vågenergiomvandlare. Ett energisystem modelleras med vågkraft, flytande vindkraft, litium-jon batterier och det portugisiska elnätet för att försörja Northvolts och Galps planerade anläggning för litiumkonvertering i Portugal. Olika systemkonfigurationer är jämförda utifrån tre parametrar: 24/7 förnybar el prestation, systemutsläpp och elkostnad för konsumenten. I tillägg utförs en studie om vilka finansiella supportmekanismer som finns för hållbar energiteknik och speciellt för utvecklingen av vågkraft. Detta för att få insikt i om vågkraft kan få finansiellt stöd och konkurrera med andra förnybara energitekniker. Studien visar att vågkraftstekniken presenterar bra utifrån de tre parametrarna. Trots att en kombination av våg och flytande vindkraft ger bättre elsäkerhet med alternerande produktionskurvor visar modelleringen att ett system med endast vågkraft är att föredra både från ett ekonomiskt och ett miljöperspektiv. En investering av litium-jon batterier i energisystemet är tveksam och för att uppnå förnybar elförsörjning av anläggningen 24 timmar om dygnet krävs en energilagringsteknik som möjliggör lagring över längre perioder. Priset för vågkraft i studien är högre än för andra kommersiella förnybara energitekniker så som solpaneler. Baserat på det finansiella stöd som finns från myndigheter och andra intressenter så är det möjligt för vågkraften att bli konkurrenskraftig så fort tekniken är bevisad.

Syftet med studien var att undersöka samvariationen och korrelationen mellan de variabla förnybara energikällorna sol-, vind- och vattenkraft i fyra olika begränsade områden i Sverige. Studien ämnade att identifiera mönster mellan energislagen för att undersöka huruvida ett elkraftsystem enbart baserat på förnybara energikällor i Sverige är möjligt. Initialt genomfördes en litteraturstudie i syfte att ge kvalitativt underlag för det komplexa ämnet som undersöktes. Analysen och den kvantitativa delen av studien grundades på historiska klimatologiska data. Arbetet genomfördes i sin tur med hjälp av mjukvaran Matlab, där data hanterades och bearbetades. Parametrar och variabler som diskuterades och identifierades var framförallt effektspektrum, korskovarians och korrelation. Tidigare forskning tyder på att både positiv och negativ korrelation mellan olika variabla energislag förekommer beroende på vilka geografiska förutsättningar och vilket tidsspann som undersökts. Denna studie fann att negativ korrelation mellan sol- och vindkraft återkom för samtliga platser som studerades, medan sol- och vattenkraft istället korrelerade positivt. För vatten- och vindkraft var resultaten inte lika entydiga utan olika resultat erhölls beroende på tidsintervallet. / The purpose of the study was to examine the co-variation and correlation among the variable renewable energy sources solar, wind and hydropower in four different confined regions in Sweden. The study aimed to identify patterns among the energy sources to investigate whether a power system based on renewable energy sources in Sweden is achievable. Initially, a literature review was conducted to provide qualitative background for the complex subject investigated. The analysis and quantitative aspect of the report were based on historical climatological data. The work was carried out using Matlab software, where data was handled and processed. Parameters and variables discussed and identified primarily included power spectrum, cross-covariance, and correlation. Previous research suggests both positive and negative correlations among different variable energy sources occur depending on the geographic conditions and time span studied. This study found that negative correlation between solar and wind power recurred for all sites examined, while solar and hydropower instead showed a positive correlation. For hydropower and wind power, the results were not as consistent, with different outcomes depending on the time interval analyzed.

Energy production in southern Sweden is insufficient to meet the demand. As a result, Skåne relies on electricity imports from other parts of the country and abroad. Region Skåne sees potential in increasing energy production through renewable resources, including wind power. Many land-based wind turbines in Skåne are outdated and need upgrades in the near future. Wind turbines hold significant potential for future electricity production, necessitating further expansion to meet the growing demand for electricity. Wind power planning transcends municipal boundaries, requiring intermunicipal collaboration for effective wind power expansion. In 2010, three neighboring municipalities - Helsingborg, Höganäs, and Ängelholm - developed a thematic addition to identify suitable land for wind power expansion. This study aims to investigate the importance of municipal collaboration in wind power expansion and the challenges and opportunities municipal planning presents for renewable energy production. The methodology includes interview studies and document analysis to capture the broad aspects of collaboration and wind power development. The theoretical framework applies governance at various types and levels. The results highlight the significance of effective dialogue between municipalities for planning sustainable energy sources. Despite some debate over the thematic addition, the study underscores the need for cross-municipal cooperation to optimize planning. Municipal collaboration can address challenges in planning renewable energy production, but it requires political support and balancing diverse interests. Intermunicipal cooperation is crucial for tackling the challenges of renewable energy sources and for sharing resources and expertise among municipalities.

Enligt EU:s klimatlag ska regionen till år 2050 vara klimatneutral, och som en del i det arbetet har Sveriges riksdag upprättat ett nationellt mål om att Sverige år 2040 ska ha enbart förnybar elproduktion. Därför har Energimyndigheten i samarbete med Naturvårdsverket tagit fram en strategi för en hållbar utbyggnad av vindkraften. Större vindkraftsetableringar för med sig ingrepp i miljön som kan påverka såväl djur och natur som människor. I media och andra forum, såsom på hemsidor för olika organisationer mot vindkraft, pågår en debatt kring vindkraftens för- och nackdelar, och syftet med den här studien var att undersöka huruvida de farhågor rörande miljö och hälsa som uttrycks inför landbaserade vindkraftsetableringar stämmer överens med forskning och upplevelsen hos människor som lever med vindkraft i sin närhet.  Argument mot vindkraft identifierades genom sökning i dagspress, och information om vindkraftens konsekvenser samlades in genom en enkätundersökning med personer som bodde i närheten av vindkraft och med hjälp av vetenskapliga artiklar och rapporter från statliga myndigheter. Argumenten avgränsades till negativa effekter på människors hälsa med avseende på ljus, buller (inklusive infraljud) och utsläpp av mikroplaster och kemikalier; påverkan på naturen inklusive djurlivet, samt förändring av människors närmiljö. Respondenterna i enkätundersökningen var generellt sett positiva till vindkraft, och det som störde var främst ljudet, vilket för alla utom en endast upplevdes i begränsad omfattning. De vetenskapliga artiklar som studerades visade ett liknande resultat. De hälsorelaterade effekter som visades ha ett samband med vindkraft handlade om irritation och sömnstörningar på grund av ljudet. Sambandet konstaterades dock som komplext då andra faktorer såsom attityd också kunde ha en påverkan, vid sidan av ljudet som sådant. Vindkraften tycktes inte stå för några betydande utsläpp av mikroplaster, bisfenol-A eller PFAS, i jämförelse med andra källor. Kunskapsläget kring påverkan på natur och djurliv visades vara bristfälligt ur ett vetenskapligt perspektiv. Enkätstudien visade inte på någon omfattande påverkan av närmiljön, utan förändringar i landskapet upplevdes som något man vande sig vid. / According to the European Climate Law the region should be climate neutral by 2050, and as a part of that effort the Swedish parliament has set up a national goal that by the year 2040 Sweden should have only renewable electricity production. Therefore, the Swedish Energy Agency together with the Swedish Environmental Protection Agency has developed a strategy for a sustainable expansion of wind power. Larger installations of wind turbines entail interventions in the environment which can affect animals and nature as well as human beings. In media and other forums, like web sites for different organizations against wind power, there is an ongoing debate about the pros and cons of wind power, and the purpose of this study was to investigate if the concerns about the environment and health that comes up ahead of land-based wind power installations corresponds with science and the experience of people who live nearby wind turbines.  Argument against wind power wad identified through searching in daily newspaper, and information about the consequences of wind power was gathered through a survey with people living near wind turbines, and reports from government agencies. The arguments were limited to negative as well as through scientific articles effects on human health regarding to light, noise (including infrasound) and release of microplastics and chemicals; impact on nature including wildlife, and changes in people’s immediate environment. The respondents in the survey were generally positive towards wind power, and the main disturbance was the noise, which for all but one was experienced only to a limited extent. The scientific articles studied showed a similar result. The health-related effects associated with wind power were related to irritation and sleep disturbances due to the noise. However, the relationship was considered complex as other factors such as attitude also could have an impact beside the actual noise. Wind power did not seem to contribute to any significant emissions of microplastics, bisphenol-A or PFAS, compared to other sources. The state of knowledge regarding the impact on nature and wildlife was shown to be inadequate from a scientific perspective. The survey did not indicate any significant impact on the immediate environment, but changes in the landscape were perceived as something one got used to.

I Sverige har målet länge varit att reducera mängden växthusgasutsläpp från transportsektorn [1]. Ambitionen har därför varit att försöka fasa ut användningen av fossila bränslen som till exempel diesel. Det har bland annat gjorts genom att öka andelen elbilar och skapa förutsättningar för det genom att etablera en storskalig infrastruktur för laddningsstationer runtom i landet. På senare tid har intresset för vätgas som ett potentiellt drivmedel för fordon ökat markant. Detta har i sin tur motiverat olika aktörer (industri, akademi, transportsektor och offentliga sektor) i Mellansverige att ingå i ett partnerskap för att tillsammans vidareutveckla detta mål genom att initiera samverkansprojektet ”Mid Sweden Hydrogen Valley”. Projektets ambition är att utforma och driva storskalig vätgasproduktion i syfte att bland annat stegvis introducera vätgasdrivna transportmedel i Gävle hamn som ett alternativ till nuvarande dieseldrivna fordon i hamnen. Detta då vätgasdrivna fordon erbjuder grön transport, längre körsträcka, snabbare påfyllningstid samt en viktmässigt lättare bränslelager jämfört med tunga batterier i elbilar. För att uppnå detta måste först vätgasinfrastruktur etableras för att skapa en tillgänglighet och därför har Mellansverige som huvudmål att ta en ledande roll.  Detta masterprojekt hade som mål att utforma och undersöka om en storskalig vätgasproduktionsanläggning som drevs på förnybar energi (vindkraft), hade potentialen att bli ekonomiskt lönsamt utifrån ett investeringskalkylsperspektiv. Detta gjordes genom att först konstruera en generell och optimerad konfiguration av en sådan anläggning. Detta tillvägagångssätt involverade bland annat att ta reda på vilka relevanta komponenter som behövdes, analysera lämpliga teknologier och undersöka komponenternas kommersiella tillgänglighet. En tekno-ekonomiskt analys tillämpades därefter på den färdigställda anläggningen. Den tekno-ekonomiska analysen genomfördes i form av en fallstudie för åren 2019, 2020 och 2021, där en fiktiv vätgasanläggning i Gävle hamn anslöts till en fiktiv havsbaserad vindkraftspark strax utanför hamnen. Denna havsbaserade vindkraft var i samma stund ansluten till nätet via en närliggande anslutningspunkt. Syftet var att ta reda på vid vilka spotpriser som funktion av vätgaspris, där det var lönsamt att producera vätgas i stället för att sälja elektriciteten direkt till elmarknaden. Dessa spotpriser räknades fram genom att subtrahera alternativintäkten av att sälja elen till nätet från vätgasens försäljningspris. Dessa spotpriser användes till att erhålla antalet lönsamma produktionstimmar av vätgas. Baserat på dessa lönsamma produktionstimmar kunde den totala generade inkomsten av vätgasförsäljning kalkyleras. Den slutliga vinsten beräknades genom avdrag av anläggningens fasta kostnader från den genererade rörliga inkomsten. Denna fallstudie är baserad på en djupgående litteraturstudie samt kontakt med Svenska Kraftnät (SvK), Energimyndigheten, diverse vindkraftsproducenter och Svea Vind Offshore. Tre varianter av fallstudien skapades där den enda skillnaden var storlekarna på huvudkomponenterna PEM elektrolys, kompressor, lager och vätgastankstation. I denna rapport valdes följande tre elektrolyskapaciteter: 5 MW, 10 MW och 20 MW.  Resterande komponenter dimensionerades utifrån elektrolysens kapacitet. Anledningen till att tre olika anläggningsvarianter studerades var för att ta reda på om det fanns ett tydligt samband mellan anläggningens storlek och sannolikheten att uppnå ekonomisk lönsamhet. Resultaten visade att dessa tre anläggningsstorlekar bar på olika för- och nackdelar. Fördelen som en 5 MW anläggning hade var till exempel flest antal produktionstimmar men nackdelen att den producerade minst mängd av vätgas. En 20 MW anläggning hade minst antal produktionstimmar men störst vätgasproduktion vilket resulterade i höga vinster. Enligt vad som kan förväntas låg 10 MW-anläggningen mellan 5 MW och 20 MW när det kom till antalet produktionstimmar och genererad vinst. Denna information var dock inte tillräcklig för att utfärda en slutlig bedömning gällande vilken anläggning som hade störst potential att uppnå lönsamhet. Detta grundade sig i att alla dessa anläggningsvarianter var enkelt konstruerade, vilket innebar att många mindre komponenter som också har en teknisk och ekonomisk inverkan, inte togs med i beräkningarna. Utöver detta så antogs även att anläggningen arbetade helt isolerat, vilket innebar att inget vätgasläckage ägde rum, något som inte överensstämmer i praktiken. / The goal to reduce emissions of greenhouse gases from the transportation sector in Sweden, has been ongoing for a while [1]. Therefore, the ambition to phase out the usage of fossil fuels such as diesel, has been actively taking place through different strategies. One such strategy is to increase the share of electric cars and apply a major effort in establishing a large-scaled infrastructure for charging stations throughout the country. Recently, interest in hydrogen as a potential fuel has significantly increased. This has in turn motivated different actors (industry, academia, transport, and public sector) in mid Sweden to form a partnership to further develop this goal by initiating a collaborative project called "Mid Sweden Hydrogen Valley”. The project’s ambition is to construct and operate a large-scale hydrogen production facility with the aim of, among other things, gradually introducing hydrogen fueled vehicles in Gävle harbor. The hydrogen fueled vehicles will pose as alternatives to current operating diesel fueled vehicles in the harbor. The plausible reasons for hydrogen fuel in the transport sector is that it offers green transport, longer driving distances, faster refueling time, and a lightweight fuel storage compared to the heavy batteries in electric cars. To achieve this, hydrogen infrastructure must first be established to create accessibility. Thus, the collaboration in mid Sweden has the mission of taking a leading role in this matter.  The aim of this master thesis is to investigate whether a large-scale hydrogen production facility powered by renewable energy (wind energy) has the potential of becoming economic viable from the perspective of an investment calculation. This investigation was executed by firstly constructing a generalized and optimized configuration of such a facility, which, in turn, was accomplished by analyzing what type of relevant equipment that was needed, studying, and selecting appropriate technologies, and examining the commercial availability of the equipment. Thereafter, a techno-economic analysis on the facility’s operational process was applied. This analysis was conducted in the form of a case study for the following target years 2019, 2020 and 2021, where a hydrogen production plant was placed in Gävle harbor and was connected to a hypothetical offshore wind farm, situated just outside the harbor. This offshore wind farm was simultaneously connected to the grid via a nearby connection point. The purpose was to determine which spot prices, as a function of different hydrogen prices, made it possible to produce and sell hydrogen at a profit rather than selling the electricity directly to the grid. These breakeven spot prices were computed by subtracting the alternative revenue of selling electricity to the grid from the selling price of hydrogen. Thereafter, these spot prices were used to obtain the profitable number of hydrogen production hours. Based on these hydrogen production hours, the total variable income generated from selling hydrogen could be calculated. Finally, the actual profit was calculated by deducting the facility's fixed costs from the generated income. This case study was based on an in-depth literature research and contact with Svenska Kraftnät (SvK), the Swedish Energy Agency, different wind power producers, and Svea Vind Offshore. Three variants of the case study were produced, where the only difference were the sizes of the main components: PEM electrolysis, compressor, storage, and hydrogen refueling station. In this report, the following three electrolyzer capacities 5 MW, 10 MW, and 20 MW, were selected. The dimensions of the other components were based on the electrolyzer’s capacity. The reason for producing three different facility sizes, was to determine whether there was a correlation between facility size and the probability of achieving economic profitability. The results showed that these three facilities possessed different advantages and drawbacks. The 5 MW facility had the advantage of obtaining the highest number of productions hours but had the drawback of generating the least volume of hydrogen. However, the 20 MW facility had the fewest production hours but the highest volume of hydrogen production, resulting in high profits. Lastly, the 10 MW facility fell between the 5 MW and 20 MW in terms of the number of production hours and generated profit. However, this information was not sufficient to make a final deciding of which facility size possessed the highest chance of achieving profitability. The reason for this is that the technical and economic impact of small components were disregarded in the calculations. Additionally, these facilities were also assumed to operate with perfect insulation, meaning no occurrence of hydrogen leakage took place, which is not realistic in practice.

För att minska den globala uppvärmningen bär utbyggnaden av förnybar energiproduktion en stor vikt i dagens samhälle. Av den anledningen är det av stor betydelse som nya tekniker för energiproduktion testas. För att undersöka huruvida dessa tekniker är effektiva och lönsamma är det viktigt att deras produktionsdata publiceras och görs tillgänglig för allmänheten. Det är anledningen till att det här projektet beställts från Ihus via STUNS energi. Projektidén var att samla in högfrekvent uppmätt produktionsdata från en soltracker, ett vindkraftverk och ett batterilager. Dessutom skulle väderdata samlas från en väderstation och solinstrålningsmätare för att sedan offentliggöra datan via STUNS Energiportal. För genomförandet av projektet användes en enklare dator för att ta emot information från olika sensorer. För att kommunicera med enheterna användes olika standardiserade kommunikationsprotokoll. Enheterna konfigurerades och kopplades in i datorn. Den insamlade datan bearbetades med en programmerad kod. Programmet sände iväg datan till en molnlagringsplattform för att sedan publicera den. Uppkoppling mot soltrackerns växelriktare samt pyranometern lyckades. Den insamlade informationen från de två enheterna publicerades sedan på Energiportalen. Väderstationen producerade data men kommunikation med det ursprungligt tänkta protokollet lyckades inte att upprättas. Genom ett annat protokoll erhölls värden, men inte genom den implementerade koden. Dessutom uppstod problem med batterilagret och vindkraftverket. Ingen information lyckades hämtas från någon av dem. I projektets gång har det samlats in mätpunkter var femte sekund för respektive enhet. Utifrån det erhållna resultatet kan de konstateras att vid högfrekvent insamling av väder- och produktionsdata, blir viktig information tydligare för vardera energiproduktionsenhet. Denna information kan gå förlorad vid lågfrekvent datainsamling. Det beror på vädrets hastiga fluktuation. En lågfrekventare datainsamling ger således en sämre uppfattning av hur värdena egentligen ändras med tiden.

För att en kvalitativ och driftsäker kraftomvandling från vind till elkraft skall erhållas ställs krav på en mängd olika faktorer. Klimatologiska och tekniska faktorer kräver korrekt dimensionering och anpassning av omvandlingstekniken för att största möjliga energimängd skall kunna omvandlas på ett driftsäkert och energieffektivt vis som vindkraftsägare, nätägare kräver. Vinden är som bekant en oberäknelig kraftkälla. Variationerna i styrka och tid kan innebära en hel del driftoptimeringsproblematik med efterverkningar för vindkraftsverket, nätet och belastningen. Konsekvenserna kan bero på vilken typ av teknik som är installerad i de olika delarna av energisystemet och i områdets elnät. Varierande effektbehov och effektfaktor i tiden har också en signifikant betydelse för elnätets stabilitet.  Anpassning av drift i elnätet mot den turbulenta vinden ger ofta avvikelser på spänning och effektflöden, speciellt i extrema situationer där svaga elnät existerar. God samverkan med vindkraftverket och nätets varierande aktiva och reaktiva effektbehov till energianvändaren kan ge förutsättningar för god elkvalitet och därmed optimerad och säker drift med få avbrott över tiden. Ofta kan och är det mekaniska, elektrotekniska val i vindkraftverket och tillhörande elsystem som spelar en avgörande roll för hur lönsam investeringen blir under verkets tekniska livslängd. Nätägaren eftersträvar en god interagering mellan elnät och elproduktion som ger upphov till få medeltalsfel mellan avbrott och elfel, detta kallas i branschen för ”Mean time between failures” MTBF.  Enligt Svensk energi skall långsamma och snabba spänningsvariationer samt övertoner och erforderlig kortslutningseffekt utredas och jämföras mot de krav och villkor som råder vid elektrisk integrering av elproduktion i elnätet. Förstudien har kommit fram till två lämpliga anslutningsförslag med vindkraftsprojektering. Det beskrivs senare i rapporten förslag på två tillhörande Smart Grid varianter med energilagring för anslutningsförslagen i det befintligt svaga lokala elnätet. / To achieve a reliable and qualitative power conversion from the wind into electric power, a variety of factors and demands need to be obtained. Climatological and technological factors requires proper dimensioning and adjustment of the conversion technology, to harvest the greatest possible amount of energy and to be converted in a reliable and energy efficient way, that windmill owners, power grid owners require. The wind is as familiar an unpredictable power supply. The variations in intensity over time could mean a number of drive optimization problems with after-effects of the wind turbine, power grid and load. The consequences may depend on which type of technology that is installed in the different parts of the energy system. The area's power grid and varying power needs with characteristics over time, also has a significant importance. The turbulent wind gives deviations of voltage and power flow, especially in various extreme situations in weak power grids. Good interaction between the wind turbine and power grid with varying active and reactive power demand for the energy users, provides conditions for a good power quality and thus, an optimal and safe operation with few interruptions over time. It can be, and often is the mechanics, electro-technical choices in the wind turbine and associated electrical systems that play a critical role in how profitable installation is during the wind turbines technological life. The power grid owner strives for a good interaction between the power grid and electrical generation which rise for few faults between interruptions and errors. In the branch this is known as "Mean time between failures" MTBF.  According to the Swedenergy, harmonics, slow and fast voltage variations including required short-circuit power should be investigated and compared with those requirements and terms that prevails with electrical integration of power into the grid. The feasibility study has concluded two suitable power connection proposals including wind mapping research, later in this report it is described and suggested two related Smart Grid variants with energy storage for the two power connection proposals in the existing weak local grid. / Judith Saari var betygsättare på muntlig presentation.

Intresset för småskaliga vindkraftverk på byggnader har ökat under de senaste åren. Allt fler människor blir mer energi- och miljömedvetna samt ser fördelarna med att elektriciteten produceras där den konsumeras; i den bebyggda miljön. Det är dock en större utmaning att installera ett vindkraftverk i urban miljö, jämfört med i öppet landskap, då det finns många faktorer som skall beaktas. Stadens komplexa uppbyggnad gör att vindens hastighet och riktning varierar och ger upphov till turbulenta strukturer i den omgivande luften. Många av dagens vindkraftverk kan ej operera effektivt vid turbulens, därför måste dessa vindkraftverken placeras på höga höjder för att nå den laminärt strömmande vinden över staden, vilket ger orealistiska längder på de master som krävs, även om vindkraftverket monteras på en byggnad. För att kunna utnyttja de vindar som uppkommer i urbana miljöer bör vertikalaxlade vindkraftverk med en helixformad geometri på rotorn användas. Dessa har visat sig vara både de effektivaste och de vindkraftverk som utsätter omgivningen för lägst nivå av störningar. Att placera ett vindkraftverk på en byggnad i urban miljö, där många människor vistas, kräver god kunskap om säkert montage samt vilka störningar som vindkraftverket kan generera. Ett vindkraftverk som monteras felaktigt kan bidra till hälso- och säkerhetsrisker, och om dessa risker blir för stora kan vindkraftverket tvingas att tas ur drift. För att vara säker på att vindkraftsanläggningen är tillförlitligt bör vindkraftverket och montaget vara stadardiserat och certifierat, något som i dagsläget saknas i Sverige. I dag finns inga direkta stöd för småskaliga vindkraftverk i Sverige, vilket är en bidragande faktor till att ekonomin kring dessa vindkraftverk är bristfällig. Elcertifikatsystemet som skall ge stöd åt förnyelsebar energi är inte utformat för småskalig elproduktion. Men i takt med att detta användningsområde för vindkraft utvecklas samt att priset för energi förväntas stiga kommer troligtvis byggnadsmonterade vindkraftverk bli en lönsam investering i framtiden. / The interest for small-scale wind turbines mounted on buildings has increased during the last couple of years. More and more people are giving more consideration to energy and environmental questions and are appreciative of the benefits of producing electricity where it is consumed; in the urban environment. However it is a greater challenge to install a wind turbine in the urban environment, compared to an open landscape, because of the many factors that needs to be taken in consideration. The complex structure of the city has an effect on the speed and direction of the wind and causes turbulent structures in the surrounding air. Many of today’s wind turbines cannot operate effectively in turbulence, this is why these turbines need to be placed on high heights to reach the laminar wind flow over the city, which gives unrealistic lengths of the towers that are required, even if the turbine is mounted on a building. To be able to utilize the existing wind in urban environments a vertical axis wind turbine with a helix shaped rotor should be used. These turbines have shown themselves to not only be the most effective but also the turbines that expose the surroundings to the lowest level of disturbances. To place a wind turbine on a building in an urban environment, where a lot of people reside, requires a good knowledge of how to securely mount the turbine but also what kind of disturbances that a turbine can emit. A turbine that is mounted incorrectly can contribute to health and safety hazards, and if these risks become to great the turbine may be forced to be taken out of operation. To be certain that the wind turbine and its components are trustworthy the turbine and mounting should be standardized and certified, a feature that don’t exist today in Sweden.  Currently there is no direct support scheme for small-scale wind turbines in Sweden, which is a contributing factor to the inadequate economics surrounding these wind turbines. The Swedish system with certificates is meant to give support renewable energy but the system is not suited for small-scale production of electricity.  But the more this field of application for wind turbines develops, together with the assumption of rising cost of energy will most likely make building mounted wind turbines a profitable investment in the future.