I det här examensarbetet dimensioneras en solcellsanläggning med batteribank till fyra kolonistugor som kommer att vara bebodda under sommarhalvåret på Wij Trädgårdar i Ockelbo. Den förväntade elanvändningen beräknas för två olika brukarbeteenden. Ett brukarbeteende där hushållsapparater med höga effekter (exempelvis mikrovågsugn) förväntas ha kortare drifttider vilket resulterar i lägre krav på installerad solcellseffekt samt en mindre batteribank.För den kemiska energilagringen i en batteribank undersöks flera olika typer av uppladdningsbara batterier. AGM blyackumulatorn är det batteri som anses vara lämpligt för kemisk energilagring i solcellssystemet och som har använts vid dimensioneringen av batteribanken. Vidare undersöks möjligheterna att lagra elektricitet småskaligt genom pumpat vatten till ett vattenmagasin, som ett komplement till energilagringen i batteribanken. Genom ett vattenlagringssystem kan överskottselen från solcellerna användas för att pumpa upp vatten till ett vattenmagasin på en högre höjd och därmed lagras genom lägesenergi. När det finns ett behov av elektricitet och den lagrade energin i batteribanken inte är tillräcklig kan vattnet flöda genom en vattenturbin som genererar el till batteribanken och lasterna. Ett vattenlagringssystem kan skydda batteribanken från djupare urladdningar, vilket kan öka batteriernas livslängd i form av antalet laddningscykler, samt ta tillvara överskottselen från solcellerna i större utsträckning. Batteribanken står för en stor del av inköpskostnaden och det finns både miljömässiga och ekonomiskt starka incitament att hitta sätt att förlänga batteribankens livslängd. / In this bachelor thesis is the size of a battery bank and the demand of photovoltaic power to supply electricity to four off-grid cottages calculated, which are occupied during the summer months at Wij Trädgårdar in Ockelbo. The expected electricity demand of the households is calculated for two different user patterns. In one of the user patterns the household appliances with a high power demand (for example microwave) are expected to have a shorter daily usage time, which results in a considerable lower purchase cost as a result from lower power demand of installed photovoltaic and a smaller battery bank. For the battery bank have different rechargeable batteries been investigated. The AGM Lead-Acid battery is found to be the most suitable rechargeable battery for chemical energy storage in this photovoltaic system. Furthermore the possibilities of pumping water to a water reservoir and store as potential energy as a complement to the energy storage in the battery bank have been investigated and discussed. Through a small-scale pumped hydro storage the surplus electricity from the photovoltaic can be used to pump up water to a reservoir at a higher altitude and be stored as potential energy. When there is a demand of electricity and the energy stored in the battery bank is not enough the water can be used in a small-scale water turbine, which generates electricity t the battery bank and the loads. A pumped hydro storage can protect the battery bank from deeper discharge, which otherwise can reduce the lifetime of the batteries, and extend the number of charge and discharge cycles the batteries can manage. The battery bank represents a large part of the purchase costs and there are strong environmental and economical incentives to prolong the lifetime of the battery bank.

This bachelor thesis assesses the environmental sustainability of the implementation of a battery storage system in a commercial building. The thesis compares  two case studies, Case 1 being a commercial building with installed solar panels and Case 2 being a commercial building with installed solar panels and a battery storage system. Based on simulations the thesis investigates a battery storage system’s impact on sustainability in terms of CO2 emission equivalents and nuclear wastes. The study is applied in the geographical region of northern Stockholm. The models and calculations are conducted  in MATLAB, Excel and Google Sheets. The effects of the implementation depends on the electricity mix. Implementation of a battery storage system in a commercial building with solar panels, supplied with the Swedish electricity mix, increased the CO2 emissions with 3.6986 ⋅ 103 kg. A majority of the increased emissions was caused by the solar panels. They increased the CO2 emissions with 3.3876 ⋅ 103 kg in Case 1 and 3.6988 ⋅ 103 kg in Case 2. The nuclear waste was reduced with 878.3 g in Case 1 and 959 g in Case 2. The results also showed an increased consumption of renewable energy and a decreased load on the grid due to the implementation of a battery storage. For the sensitivity analysis the Swedish electricity mix was replaced by the European Union electricity mix. The resultant conclusion is that a commercial building decreased its CO2 emissions when solar panels were installed and a battery storage system implemented. The overall conclusion is that the environmental sustainability examination of the implementation resulted in an increasing emission of CO2 and a decreased amount of nuclear waste. Sustainable benefits such as an increased consumption of renewable energy of the building, a reduced dependence on the grid and improved conditions for phasing out nuclear power were also retrieved from the results. On a larger scale it has been made clear that battery storage systems are much needed in the conversion to renewable energy sources, and that research and investment in solar power and storage systems are of utter importance.

Electrification in rural areas of West African countries remain to be a challenge for the growth of the region. The Economic Community of West African States (ECOWAS) has set a target of 2030 to achieve 100% electrification in all member countries. Burkina Faso is one of the least electrified countries in the world, where only 9 % of the rural population has access to electricity. This study presents a conceptualization of techno-economic feasibility of pumped hydro storage (PHS) and electric batteries with solar photovoltaics (PV) in the context of Burkina Faso. The results are explored for an off grid standalone PV plus storage system for a rural setting and a grid connected PV system for an urban setup. The least cost configurations for both the cases are determined using HOMER (Hybrid Optimization Model for Electric Renewables). The results indicate the need of extended solar penetration in Burkina Faso in response to the challenges of low electrification rates in the country. Adding more PV to the present electricity mix of Burkina Faso could drive down the cost of energy by 50 % compared to the present grid electricity prices by making cheap electricity available to the local population. Adding PHS to grid connected PV leads to a cost reduction of 8% over a lifetime of 25 years which does not provide enough motivation for the high investments in storage at present. Policy interventions that allow stacking up of revenues and benefits of storage are needed to make it more competitive. PV plus pumped hydro storage remains the optimal system architecture as compared to PV plus electric batteries for off grid standalone systems provided the geographic availability of lower and upper reservoirs. The capital cost of PV remains to be the most dominating factor in the cost of optimal system for both the urban and the rural cases, and driving down the costs of PV would have the most positive effect for increased electricity access in the country. / Elektrifiering i landsbygdsområden i västafrikanska länder är fortfarande en utmaning för tillväxten i regionen. Ekonomiska gemenskapen i Västafrikanska stater (ECOWAS) har satt upp ett mål 2030 att uppnå 100% elektrifiering i alla medlemsländer. Burkina Faso är ett av de minst elektrifierade länderna i världen där bara 9% av landsbygdsbefolkningen har tillgång till el. Denna studie presenterar en konceptualisering av teknisk ekonomisk genomförbarhet för pumpad vattenkraftlagring (PHS) och elektriska batterier med PV (photovoltaics) paneler i samband med Burkina Faso. Resultaten undersöks med avseende på ett fristående fristående PV plus lagringssystem för landsbygden och ett nätanslutet PV-system för en stadsinstallation. De lägsta kostnadskonfigurationerna för båda fallen bestäms med hjälp av HOMER (Hybrid Optimization Model for Electric Renewables). Resultaten visar på behovet av utökad solpenetrering i Burkina Faso som svar på utmaningarna med låga elektrifieringshastigheter i landet. Att lägga till mer PV till den nuvarande elmixen av Burkina Faso skulle kunna sänka energikostnaderna med 50% jämfört med de nuvarande elpriserna för nätet genom att göra billig el tillgänglig för lokalbefolkningen. Att lägga till PHS till nätansluten PV leder till en kostnadsminskning på 8% under en livslängd på 25 år som inte ger tillräcklig motivation för de stora investeringarna i lagring för närvarande. Politikåtgärder som möjliggör stapling av intäkter och fördelar med lagring behövs för att göra det mer konkurrenskraftigt. PV plus pumpad hydro förblir den optimala systemarkitekturen jämfört med PV plus elektriska batterier för fristående nät utanför nätet förutsatt geografisk tillgänglighet av nedre och övre reservoarer. Kapitalkostnaden för PV är fortfarande den mest dominerande faktorn i det lägsta kostnadssystemet för både stads- och landsbygdsfall och att köra ner PV-kostnaderna skulle ha den mest positiva effekten för ökad elåtkomst i landet.

Increasing energy demand draws attention to new materials for improving current energy storage technologies. Particular interest is directed at solid state batteries and glass Na3ClO electrolyte is a promising candidate. In this report we explore some of the properties of this new glass and its capabilities as a potential electrolyte for a solid-state battery. The two aims of the study were to model the amorphous structure of the glass using the stochastic quenching method based on density functional theory as well as assessing the electrochemical stability of it against a metallic sodium electrode. Using VASP, a computational code based on density functional theory, we performed calculations of two 150 atom supercells, where the atoms were moved around until the systems were relaxed to obtain two glass models and the resulting structures were analyzed and characterized. The characterization of the structures was made by means of partial radial distribution functions, angle distribution functions, coordination numbers and bond lengths, which showed that the two models are statistically equivalent and either one can be used for the stability assessment of the glass. The electrochemical stability was assessed by inserting an extra sodium atom in possible holes in the glass model and calculating the energetics of Na insertion in each of these holes. This was made for 30 different hole positions. The reduction potential indicates the stability of each hole and the results was plotted as an energy distribution. Two peaks in the energy distribution, located at positive and negative energies, indicating stable and unstable holes, respectively. This indicates that the amorphous structure of the glass allows Na ions to travel (unstable holes). The stable peak has a greater probability density, which indicates a stable electrolyte against sodium metal electrode, though a larger sampling of holes is required for better statistics. / Ökande krav på energiefterfrågan uppmärksammar nya material för att förbättra nuvarande energilagringsteknik, med fokus på solida batterier och glaset Na3ClO som en lovande kandidat för elektrolyt. I denna rapport undersöks några av egenskaperna för glaset samt möjligheten för denna att fungera som elektrolyt i ett solid-state batteri. Målen med projektet var att modellera den amorfa strukturen av glaset genom att använda stochastic quenching method som baseras på density functional theory samt undersöka den elektrokemiska stabiliteten mot en metallisk natrium elektrod. Genom användning av VASP, beräkningskoder baserade på density functional theroy, beräknades två superceller med 150 atomer vardera där atomerna flyttas runt tills dess att systemet var relaxerat och två modeller av glaset erhölls. Dessa var sedan visualiserades och karakteriserade. Karakterisering av strukturerna gjordes genom en partiella radiella fördelningsfunktioner, vinkel distrubitionsfunktioner, koordinationsnummer och bindningslängder. Detta visade på statistisk ekvivalens, vilket innebär att båda modellerna kan användas för vidare stabilitetsundersökning. Den elektrokemiska stabiliteten undersöktes genom att sätta in en extra natrium atom i möjliga hål i glas modellen samt beräkna dess energier av Na insättning i respektive hål. Detta gjordes för 30 olika positioner för hålen. Reduktionspotentialen indikerar stabiliteten för respektive hål, och resultatet plottades som en energidistribution. Två toppar i energidistributionen, lokaliserade vid positiva och negativa energier, indikerar stabila respeltive instabila hål. Detta indikerar på att den amorfa strukturen för glaset tillåter Na joner att färdas (instabila hål). Den stabila toppen har en större sannolikhetstäthet vilket indikerar på en stabil elektrolyt mot en metallisk natrium elektrod, men en större samling hål krävs för en bättre statistisk säkerhet.

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.

Denna kandidatuppsats undersöker livscykeln för återvunnen litium i elbilsbatterier, med fokus på återvinningsprocessen och dess miljöpåverkan vid olika stadier i dess livscykel. Målet är att få insikt i miljöeffekterna från främst litium, men också andra värdefulla material i elbilsbatterier, samt hur deras utvinning, användning och återvinning påverkas av politiska riktlinjer och regler. Olika tekniker för återvinning av batterimaterial undersöks, såsom pyrometallurgi, hydrometallurgi och direktåtervinning. Dessa jämförs sedan med avseende på miljökonsekvenser, effektivitet och säkerhet. Påverkan av politik och regleringar på batteriåtervinning analyseras, mer specifikt de riktlinjer som ges av Europeiska unionen inom ramen för Green Deal. Resultatet från vår litteraturstudie bekräftades av en intervju med en representant från Northvolt. Litteraturstudierna har bidragit med mycket information då det finns omfattande forskning inom området, men då många av dessa artiklar har liknande perspektiv fanns det brist på mer nyanserade studier. Intervjun med Northvolt gav också värdefulla insikter i hur företag arbetar med att minska miljöpåverkan. Sammanfattnings visar studien på att de vanligaste återvinningsmetoderna medför både positiva och negativa konsekvenser på återvunnet litiums livscykel. Den har också visat på att det finns politiska direktiv som har fått företag att prioritera sitt hållbarhetsfokus. Följaktligen har företag som redan integrerat hållbarhet som grundvärdering en fördel gentemot de konkurrenter som istället behöver anpassa sig till nya riktlinjer och policys. / This bachelor's thesis explores the lifecycle of recycled lithium in electric vehicle (EV) batteries, with a focus on lithium recycling and its environmental impact at different stages of recycled lithium's lifecycle. The objective is to gain insight into the environmental effects of primarily lithium but also other valuable materials in EV batteries as well as how their extraction, usage and recycling is influenced by political guidelines and regulations. The extraction process of lithium is examined, along with its impact. Additionally, various techniques for battery material recycling are investigated, such as pyrometallurgy, hydrometallurgy and direct recycling. These are then compared with each other in terms of environmental consequences, efficiency, and safety. The impact of policies and regulations on battery recycling is analyzed, specifically the guidelines provided by the European Union in the Green Deal. The literature review work was reinforced by an interview with a representative from Northvolt. These reviews have been beneficial due to the extensive research in the field, although a limitation is the lack of diverse perspectives in the articles. The interview with Northvolt provided insights into how companies are working to reduce environmental impact. In conclusion, this thesis shows that the most commonly used extraction methods of lithium have both positive and negative consequences on the life cycle of recycled lithium. Furthermore, findings of this thesis shows that there are political directives which have prompted companies to prioritize their sustainability focus. Consequently, companies that have already integrated sustainability as a core value have a competitive advantage over their counterparts who need to adjust to new guidelines and policies.

LIBs have become an ideal choice in the EVs batteries and stationary storage applications due to their invaluable advantages. The demand for LIBs is projected to increase due to the growth in the sale of EVs. But an average lifespan of LIBs is expected to be around 8 years, thus resulting in the generation of a huge pile of spent batteries after their end of life. The disposal of spent LIBs has several environmental impacts and also results in the loss of valuable metals as a waste. So, efficient, and sustainable recycling methods should also grow at the same pace as of the EVs industries. Li is one of the vital elements for the modern energy revolution and there is a growing demand for its usage in the battery applications. High demand for Li along with supply risks due to its uneven distribution in different geographical locations will increase the Li price. Also, Li was added to the list of EUs critical materials. Currently, only 1% of Li from the end of life products is being recovered. The hydrometallurgy processes based on acid leaching followed by recovery steps are found to be efficient in the recovery of a considerable amount of Li yet there are many drawbacks. Therefore, a combined method such as a thermal treatment followed by water leaching is found to be a promising route to first selectively separate Li from the other valuable metals. The purpose of this research is to investigate the selective leaching of Li from thermally pretreated waste LIBs (by pyrolysis and incineration processes between 400 – 700 ºC for 30, 60, 90min) with water as a leaching agent at high temperature and low L/S ratio. Al salts were also leached along with Li with an efficiency not higher than 3.5%. The finding showed that the time of thermal pretreatment did not have a significant change in Li leaching efficiency. The effect of the S/L ratio showed that the leaching efficiency of Li was higher with an increase in liquid content, keeping the mass of solid constant. At a higher leaching temperature, the leaching efficiency of Li was higher due to an increase in the solubility of Li salts. The highest Li leaching efficiency of nearly 60% was observed from the sample pyrolyzed at 700 ºC for 60 min with the leaching condition S/L ratio = 1:20 g/mL, 80 ºC, 300 rpm, 3 hrs. Furthermore, the tests such as addition of 10% excess carbon during thermal treatment or use of carbonated water during leaching were carried out to enhance the leaching efficiency of Li. However, the test results did not have a significant increase in the leaching efficiency of Li. / LIB har blivit ett idealiskt val i EV-batterier och stationära lagringsapplikationer på grund av deras ovärderliga fördelar. Efterfrågan på LIB bedöms öka på grund av tillväxten i försäljningen av elbilar. Men en genomsnittlig livslängd på LIB förväntas vara cirka 8 år, vilket resulterar i att en enorm hög med förbrukade batterier genereras efter deras livslängd. Bortskaffande av förbrukade LIB har flera miljöpåverkan och resulterar också i förlust av värdefulla metaller som avfall. Så effektiva och hållbara återvinningsmetoder borde också växa i samma takt som inom elbranschen. Li är ett av de viktigaste elementen för den moderna energirevolutionen och det finns en växande efterfrågan på dess användning i batteritillämpningarna. Hög efterfrågan på Li tillsammans med utbudsrisker på grund av dess ojämna fördelning på olika geografiska platser kommer att öka Li-priset. Li läggs också till i listan över EU: s kritiska material. För närvarande återvinns endast 1% av Li från uttjänta produkter. Hydrometallurgiprocesserna baserade på syraläckning följt av återvinningssteg har visat sig vara effektiva vid utvinningen av en betydande mängd Li men det finns många nackdelar. Därför har en kombinerad metod, såsom en termisk behandling följt av vattenlakning, visat sig vara en lovande väg att först selektivt separera Li från de andra värdefulla metallerna. Syftet med denna forskning är att undersöka den selektiva urlakningen av Li från termiskt förbehandlade avfall LIB (genom pyrolys och förbränningsprocesser mellan 400 - 700 ºC under 30, 60, 90 minuter) med vatten som läckmedel vid hög temperatur och låg L / S förhållande. Al-salter lakades också ut tillsammans med Li med en verkningsgrad som inte var högre än 3,5%. Resultatet visade att tiden för termisk förbehandling inte hade någon signifikant förändring av Li-utlakningseffektiviteten. Effekten av S / L-förhållandet visade att urlakningseffektiviteten för Li var högre med en ökning av vätskeinnehållet, vilket höll massan av fast ämne konstant. Vid en högre urlakningstemperatur var urlakningseffektiviteten för Li högre på grund av en ökning av lösligheten av Li-salter. Den högsta Li-lakningseffektiviteten på nästan 60% observerades från provet pyrolyserat vid 700 ° C under 60 minuter med läckningsförhållandet S / L-förhållande = 1:20 g / ml, 80 ° C, 300 rpm, 3 timmar. Vidare utfördes testerna såsom tillsats av 10% överskott av kol under termisk behandling eller användning av kolsyrat vatten under lakning för att förbättra lakningseffektiviteten för Li. Emellertid hade testresultaten ingen signifikant ökning av utlakningseffektiviteten för Li.

The aim of the project was to develop a method to measure and studythe degree of activation of the negative electrode (MH) in a NiMH battery.This was done by characterization of the gases produced during charge of a battery – O2 and H2 – using a Gas Chromatograph. The current applied in the very first charge of the battery was varied in order to examine how this affects the gas evolution. In the developed method, batteries were charged to 8Ah with 9A, after which a gas sample was taken and analyzed with Gas Chromatography. An additional goal was to use the method to examine the difference in activation between virgin and recycled negative electrode material. A module charged stepwise with 0.07C followed by 0.2C had the lowest share of H2 after two cycles, indicated best activation. However, a higher amount of H2 in the beginning of the activation process could possibly enhance the degree of activation during the following cycles. The method indicated that the module with recycled MH was better activated than the virgin MH. To improve the technique, repeated measurements to get better statistics should be done. Gas samples should be taken at dV/dt=0 in order to take samples at same SoC. The charge current should be adjusted so that the same C rate is always used. This would make the results easier to interpret.

Environmental change is a fact in today’s society. Temperatures are increasing around the world. A reason for this is thought to be an increase in emissions of carbon dioxide and other hazardous substances.To reduce the load on the environment, it is important that each and every one of us works towards a greener planet. A simple and effective way to reduce the strain on the planet is by recycling. In this project, we have designed a product that will facilitate and streamline recycling.The product uses the microcontroller ATMega328P, whose task is to measure and inform about filling levels in recycling containers with the help of ultrasonic sensors. This data will then be transmitted with GPRS for further processing.The product has a transmitter and a receiver part. The transmitter part amplifies a PWM signal before it is transmitted. The ultrasonic waves reflect against an object before it gets picked up by the receiver part. The receiver part filters and amplifies the reflected signal which is then used to calculate the distance to the object. To make sure that it is the correct distance, the outdoor temperature is used for the calculations.It is a battery-powered product that is designed to withstand extreme temperatures and have a long battery life without allowing the price to be too high. The product is small, compact and discrete product because everything but the GPRS module sits on a 5x5 cm printed circuit board. The product is also cheap. The most expensive parts are the batteries. By making them easily exchangeable it allows for cheaper batteries to be used and therefore also makes the product as a whole cheaper.Through measurements of the needed data the product can streamline the logistics and management of recycling. The users of the product can through this gain an economical and environmental profit.KeywordsUltrasonic, sensor, low energy, battery, microcontroller, transistor amplifier, PCB, GPRS, sustainability, M2M, Internet of things. / Miljöförändringar är ett faktum i dagens samhälle. Det sker temperaturökningar runt om i världen. En anledning tros vara ett ökat utsläpp av koldioxid och andra miljöfarliga ämnen i naturen.För att minska belastningen på miljön är det viktigt att varje individ arbetar mot en grönare planet. Ett enkelt sätt att minska belastningen på planeten är genom att återvinna. I detta projekt har vi konstruerat en produkt som ska underlätta och effektivisera återvinning.Produkten använder mikrokontrollern ATMega328P, vars uppgift är att mäta och informera om fyllnadsnivåer i behållare med hjälp av ultraljudsensorer. Denna data sänds sedan ut med en GPRS-enhet för vidare behandling.I produkten finns en sändardel som förstärker en PWM-signal innan den sänds ut från produkten. Ultraljudsvågen reflekteras mot ett föremål och mottas sedan av mottagardelen i produkten, som sedan filtrerar och förstärker den reflekterade signalen. Produkten kan sedan beräkna avståndet till föremål genom en mätning och kalkylering av temperaturen på omgivningen och data från ultraljudsmätningen.Produkten är batteridriven och är anpassad för att tåla extrema temperaturer samt ha en lång batterilivslängd utan att priset rinner iväg. Produkten är liten, kompakt och diskret eftersom allt utom GPRS-modulen sitter på ett 5x5 cm kretskort. Produkten är också billig. Batterierna är de dyraste på produkten. Genom att göra batterierna utbytbara tillåter det för användande av billigare batterier, vilket också gör att produkten som helhet sjunker i pris.De noggranna mätningarna kan genom data som samlats in och distribuerats, effektivisera logistiken och hantering kring återvinning. Användarna av produkten kan genom detta tillhandahålla en ekonomisk och en miljömässig vinst.

Li-ion batteries have demonstrated to be a very flexible source with energystorage capability. Due to their scalability and wide range of power and energydensities, they are suitable for several applications. Li-ion storage cantherefore provide different services, the remuneration of which depends onthe electricity market of the country. In this work, two different case studiesof combination of Li-ion batteries with large-scale renewable power plantshave been investigated: batteries with solar PV in India and with wind powerin Sweden. Simulation models have been developed to assess the operationand profitability potential of different services in these two case studies. Themodels have been built using control algorithms, linear optimization (LP) andstochastic programming techniques. The results show that the use of batteriesfor solar power output smoothing under a power purchase agreement canbe a profitable business case in India. Moreover, batteries providing primaryfrequency regulation (FCR-N) in Sweden show to have a positive economicvalue. System breakeven costs to make the stacking of wind power productionimbalance compensation and FCR-N services profitable have been found,which based on conservative price expectations should be achieved by 2022. / Li-ion batterier har visat sig vara en mycket effektiv källa för lagring av energi.Tack vare deras skalbarhet och det breda utbudet av kraft och energidensiteterhar de flera användningsområden. Li-ion batterier kan därför användas föratt tillhandahålla olika typer av tjänster vars ekonomiska ersättning beror avlandets elmarknad. Detta arbete undersöker två fallstudier av Li-ion batterieri kombination med storskaliga kraftverk som drivs av förnybara energikällor:batterier i kombination med solkraft i Indien och vindkraft i Sverige. Simuleringsmodellerhar utvecklats för att undersöka driften och lönsamhetspotentialenför olika tjänster i de två fallstudierna. Modellerna baserar sig påkontrollalgoritmer, linjär optimering och stokastisk programmeringsteknik.Resultaten visar att användningen av batterier för utjämning av solenergi enligtett kraftköpavtal kan vara lönsamma i Indien. Dessutom har användningenav batterier för primärreglering (FCR-N) visat sig ha ett positivt ekonomisktvärde i Sverige. Breakeven kostnaderna för att göra kombinationen av vindkraftsproduktionensbalanskompensering och FCR-N tjänster lönsamma harhittats, vilket ska uppnås senast år 2022 baserat på en konservativ prisprognos.