The intensified greenhouse effect is the biggest cause for a negative climate change. Global warming is a result of enhanced greenhouse effect and poses a potential threat for humans and its surrounding environment that can result in disastrous consequences. The rise in temperature is driven by increased human activity whereas the leading cause for emissions of greenhouse gases is the combustion of fossil fuels. The prominent source of emissions is from the following sectors: transport, industrial and energy. The task of reducing the emissions of greenhouse gases is both globally and internationally prioritized. Progress has been made although every potential source for emissions has to be investigated in order to reduce the total climate impact. Based on scientific research, wastewater treatment plants are also a contributing factor to the greenhouse effect by emissions of gases. This bachelor’s thesis is investigating two wastewater treatment plants and identifying which processes contribute to the climate impact. The climate impact is calculated with an Excel-based analyzing tool and the results show the Carbon Footprints for the treatment plants. The purpose of this paper is to present result acquired from the treatment plants and identify the processes that have the biggest impact on our climate. Afterwards, solutions derived from the analysis of results will be suggested to improve and bring additional help to the treatment plants with their climate work. In conclusion, it is determined that the treatment plants both have net emissions of greenhouse gases. The biggest contributor is the wastewater treatment and the use of biogas. Results from analysis show that some of the assumptions on emissions made in the tool make the initial results doubtful. Therefore, further research is needed on this subject in order to produce more reliable facts.

Thermochemical heat storage (TCS) is a technology to convert the heat and cold energy into chemical energy, via reversible chemical reactions, to be stored for heating and cooling applications. TCS technology is gaining interest for its very compact energy storage densities offering attractive thermal energy storage (TES) alternatives to decrease energy-related greenhouse gas(GHG) emissions and contribute to sustainable development.  This thesis is part of the umbrella project “Neutrons for Heat Storage (NHS)”, funded by Nordforsk. The objective of the NHS project at KTH is to design, construct and operate a bench-scale TCS system using strontium chloride (SrCl2)-ammonia (NH3) as the solid-gas reaction pair for low-temperature heat storage applications (40-80 ℃). This system has been thus numerically designed, adapted to practical considerations, and is now being built at Energy Technology, KTH.  Within this background, this thesis, as its primary objective, designs a calculation tool for evaluating the experimental performance of the above described bench-scale TCS system. A thorough explanation of the thesis methodology is presented here, including preparing the composites (SrCl2 impregnated into expanded natural graphite), the system’s risk analysis, and the critical focus is on the systems’ performance evaluation parameters, and the mathematical design of the calculation tool. A review of relevant literature is also conducted to identify the most pertinent performance evaluation parameters of this TCS system. For the consideration of user-friendliness, simplicity, and effectiveness, the calculation tool is designed using Ms. Excel. Here, energy efficiency, reaction advancement, reaction advancement rate, the real thermal energy density per mass, and actual thermal energy density per volume are chosen as the parameters to best-represent the system’s performance (i.e., Key Performance Indicators (KPIs)), calculated based on mass balance and energy balance expressions, primarily. Using this calculation tool, concerning this experimental bench-scale system, the user can visualize the obtained experimental data, calculate the defined KPIs of the system, and seek the potential to improve the current system.  A group of test data is assumed (consulting the reaction equilibrium curve, thus ensuring that they fall within realistic experimental conditions) to check the calculation tool's accuracy and function. For the lack of experimental data, the results of the test data are not ideal. However, thanks to these assumed test data, it is proven that the calculation tool functions correctly. The calculation process can be finished in several minutes, saving a lot of time otherwise required for the data analysis after the experiments. It also functions as the test model to analyze the experimental data.  In conclusion, this project designed and presents a functioning calculation tool to evaluate the experimental performance of a bench-scale experimental TCS system (being built and commissioned at KTH) for the reaction between SrCl2 and NH3. Some suggestions related to future improvements are proposed as well. For instance, the calculation tool is not automatic enough because it involves manual operation at specific points. Therefore, one of the future tasks is to add the ability to identify the reaction pressure vs temperature curve against the equilibrium conditions and defining whether the process is absorption or desorption automatically. Besides, currently, much electrical equipment is employed in the system, which decreases the system's sustainability, whereas, in future work, the layout of the system can be improved. The system's exergy performance is not analyzed in the thesis report, which can be chosen as another future task. / Termokemisk energilagring (TCS) är en teknik som omvandlar värme och kyla till kemisk energi via reversibla kemiska reaktioner, som ska lagras för uppvärmning och kylning. Intresset för TCS-teknik ökar idag för sin mycket kompakta energilagringstäthet som erbjuder ett attraktivt alternativ för termiskenergilagring (TES) för att minska energirelaterade växthusgasutsläpp (GHG) och bidra till hållbar utveckling.  Denna avhandling är en del av paraplyprojektet ”neutroner för värmelagring (NHS)”, finansierat av Nordforsk. Målet med NHS-projektet vid KTH är att designa, konstruera och driva ett TCS-system i bänksala med strontiumklorid (SrCl2) och ammoniak (NH3) som reaktionspar för fast-gas reaktion för värmelagringsapplikationer vid låg temperatur (40-80℃). Detta system har därmed numeriskt utformats och anpassats till praktiska användningsområden och byggs nu på institutionen för Energiteknik på KTH.  Med denna bakgrund utformar detta projekt som sitt primära mål, ett beräkningsverktyg för att utvärdera den experimentella prestandan för det ovan beskrivna TCS-systemet i bänkskala. En grundlig förklaring av metoden presenteras här, inklusive förberedning av kompositerna (SrCl2 impregnerat i en expanderad naturlig grafit) samt systemets riskanalys. Kritiskt fokus ligger på systemens prestandaparametrar och den matematiska utformningen av beräkningsverktyget. En genomgång av relevant litteratur genomfördes också för att identifiera de mest relevanta parametrarna. Med hänsyn till användarvänlighet, enkelhet och effektivitet, är beräkningsverktyget utformat med hjälp av Excel. Här väljs energieffektivitet, reaktionsprogression, förändring av reaktionsprogression, den verkliga termiska energidensiteten per massa och praktisk termisk energitäthet per volym som parametrar för att bäst representera systemets prestanda (dvs Key Performance Indicators (KPIs)). Dessa KPIs beräknades främst baserat på massbalans och energibalansuttryck. Med hjälp av detta beräkningsverktyg för detta TCS-systemet på bänkskala kan användaren visualisera den erhållna experimentella datan, beräkna de definierade KPI:erna för systemet och hitta potentialen att förbättra det nuvarande systemet.  En mängd testdata antogs (genom att hänvisa till reaktionens jämviktskurva, vilket säkerställer att de faller inom realistiska experimentförhållanden) för att kontrollera beräkningsverktygets noggrannhet och funktion. På grund av avsaknaden av experimentella data är resultaten av testdata inte optimala. Men med hjälp av den antagna testdatan är det bevisat att beräkningsverktyget fungerar korrekt. Beräkningen kan avslutas efter några minuter, vilket sparar mycket tid som annars krävs för dataanalysen efter experimenten. Det fungerar också som en testmodell för att analysera experimentdata.  Sammanfattningsvis utformade och presenterade detta projekt ett fungerande beräkningsverktyg för att utvärdera experimentella prestanda för ett experimentellt TCS-system på bänkskala (byggs och tas i drift vid KTH) för reaktionen mellan SrCl2 och NH3. Några förslag relaterade till framtida förbättringar föreslås också. Beräkningsverktyget är till exempel inte helt automatiserat eftersom det behöver manuell inmatning vid specifika punkter. Därför är en av de framtida uppgifterna att lägga till förmågan att identifiera reaktionstrycket mot temperaturkurvan i förhållande till jämvikten och att definiera om processen är absorption eller desorption automatiskt. För närvarande används mycket elektrisk utrustning i systemet vilket minskar systemets hållbarhet, medan systemet i framtiden kan förbättras. Systemets exergiprestanda analyseras inte i rapporten, vilket kan lämnas för framtida arbete.

The primary aim of this thesis was to use the calculation instrument for the solar energy potential map of Landskrona to simulate several PV systems to a sanitation company. The calculation tool is designed to calculate the profitability and environmental benefits of installing solar panels. The calculation tool was adapted in order to compare cost efficiency, environmental benefit and degree of self-sufficiency and self- consumption for the solutions. The PV system was planned to a company, Landskrona Svalöv Renhållning (LSR). Furthermore, four different ways to construct the PV system were investigated; flat against the roof, tilted with respect to the roof, tilted with respect to the roof and oriented (azimuth angle), as well as an installation with a string of tilted PV modules together with PV modules mounted flat against the roof. Variation of the system configurations was achieved by changing the parameters tilt and azimuth angle. The capacity was adjusted so that the annual production would be 83 500 kWh for all the studied systems. The different systems were optimized in two ways; first for the most output per module, and secondly for the greatest self-sufficiency in order to minimize the losses of excess production. PV modules optimally oriented for production per module provides the highest profitability and lowest payback period. The study suggests that photovoltaic systems are a competitive installation for LSR even without subsidies. The degree of self-consumption was 11 %. Simulation results showed that the degree of self-sufficiency could only be increased marginally by simply changing the orientation of solar cells (with power adapted to maintained production level). There was no significant benefit from tilting the solar cells by 90 ° to increase self-sufficiency in the winter. The simulations showed that almost all of the produced electricity was used to LSR 's internal load. This high degree of self-consumption showed very little excess electricity was produced. LSR is connected to the medium voltage power grid via two transformers. The surplus production covered only part of the no-load losses in transformers. Surplus electricity could therefore not be sold, but the high self-consumption rate limited this loss of revenue. The solar electricity from crystalline silicon cells, results in slightly higher greenhouse gas emissions than wind power but much lower than the production mix of electricity available in the market. The self-produced solar electricity contributed to the environment because LSR did not have to buy the contracted wind electricity, which then became available for others. The study's conclusions are that a PV system is likely to be profitable for LSR. Self-sufficiency would be about 11%, and the self-consumption rate of 98%. The environmental benefit consisted of the contribution of renewable energy in the mix of electricity generation on the market. / Huvudsyftet med denna rapport var att simulera olika solcellsanläggningar med ett beräkningsverktyg till en renhållningsverksamhet. Beräkningsverktyget är framtaget till solpotentialkartan över Landskrona för att beräkna lönsamheten och miljönyttan av att installera solceller. Beräkningsverktyget anpassades för att jämföra kostnadseffektiviteten, självförsörjningsgraden, självkonsumtionsgraden och miljönyttan med olika systemlösningar på solcellsanläggningar. Landskrona Svalövs Renhållning (LSR) var den renhållningsverksamhet de simulerade solcellsanläggningarna anpassades till. Först antogs fyra olika sätt att anlägga solcellerna på; platt, uppvinklat från tak, uppvinklat från tak och riktat (azimutvinkeln) samt en systemlösning med en sträng solceller som var uppvinklade tillsammans med en grupp platt anlagda solceller. Sedan utfördes simuleringar genom att ändra parametrarna vinkel och azimutvinkel. Effekten anpassades så att årsproduktionen var 83 500 kWh för alla de studerade systemen. Dessa olika systemlösningar optimerades på två sätt. För det första, till största produktion per modul, för det andra till största självförsörjningsgrad. Den högsta lönsamheten och lägsta återbetalningstiden gav den solcellsanläggning vars moduler var optimalt orienterad för produktion per modul. Studien pekar mot att en solcellsanläggning för LSR är en konkurrenskraftig installation utan statligt stöd. I de simulerade fallen täckte den egenanvända elen den totala elanvändningen till ca 11 %.  Simuleringsresultaten visade att denna självförsörjningsgrad endast gick att höja marginellt genom att ändra på orienteringen (med effekt anpassad så att produktionsnivån bibehölls). Det fanns ingen signifikant nytta av att anlägga solceller i 90° för att öka självförsörjningen under vintern. Simuleringarna visade att nästan all egen elproduktion användes till LSR:s interna last. Denna höga självkonsumtionsgrad visade att mycket lite överskott av el producerades. LSR är anslutna till högspänningsnätet via två transformatorer. Överskottsproduktionen täckte bara en del av tomgångsförlusterna i transformatorerna. Överskottselen kunde därmed inte säljas, men den höga självkonsumtionsgraden begränsade denna förlust av intäkter. Solkraft från solceller av kristallina solceller har något högre växthusgasutsläpp än vindkraftsel men mycket lägre än den produktionsmix av el som finns på marknaden. Egen solelproduktion bidrog till miljönyttan eftersom LSR inte behövde köpa den kontrakterade vindkraften då de använde egen solel och elen från vindkraft blev tillgänglig för andra. Studiens slutsatser är att en solcellsanläggning sannolikt skulle vara lönsam för LSR. Självförsörjningsgraden skulle bli ca 11 % och självkonsumtionsgraden över 98 %. Miljönyttan bestod i tillskott av förnybar el i den mix av elproduktion som fanns på marknaden.

The governing set of regulations for structural engineering in Sweden used to be Boverket, BKR. However in the beginning of the 21st century a changeover to new regulations, the Eurocodes, started. The transition was completed in year 2011 when the Eurocodes became the mandatory design work policy for all countries within the European Union. The Eurocodes were implemented to simplify and remove potential barriers to trade that may exist when countries have different design rules.  Since the changeover it has been important for all construction companies to update their knowledge base and their design software. When comparing the two calculation processes they seem similar, but there are a couple of differences worth noting.  With the new regulations, engineers will find that the process when designing joints in timber structures has changed.  What used to be a fairly easy and straight forward calculation procedure has now become tedious and time consuming. The objective of this degree project is to present a product, a dimensioning tool that will help structural engineers when computing lateral load carrying joints in timber structures. The degree project is made up of two parts where the first part is the written report describing the background and theory behind load carrying computations. The second part of the project is the actual dimensioning tool which includes several worksheets in Microsoft Excel. The program treats single and double shear connections of the following: Nail joints Screw joints Steel plates (thick and thin types)  The user can edit the following parameters: Type of plate/ number of shears Strength class of timber members Member and plate size Type of fastener Diameter of fastener Length of fastener Yield moment of fastener kmod and partial factors for design load carrying capacity The dimensioning tool was created and developed in collaboration with structural engineers at the company Byggteknik AB. By request, a results documentation sheet was developed with intended use for project presentations and project reviews.

I Sverige pågick under 2013 efterbehandlingsåtgärder på 1789 förorenade områden. Det nationella miljömålet ”giftfri miljö” har av regeringen angetts som det styrande miljö- målet vid efterbehandling. Efterbehandlingen syftar till att minska risken för förore- ningsspridning i mark från avslutade verksamheter som industrier, vägar med mera. Schaktning av massor utförs vid efterbehandling för att avlägsna förorenade massor från platsen men innebär samtidigt utsläpp av växthusgaser. Både vid schaktning och transport av förorenade massor samt framställande och transport av fyllnadsmaterial används fordon och maskiner som genererar växthusgasutsläpp. Efterbehandlingsarbetet riskerar alltså att ge en negativ påverkan på miljömålet ”begränsad klimatpåverkan”. I denna studie söks svar på frågorna: Kan efterbehandling av förorenade områden bedri- vas med simultan hänsyn till de båda miljömålen ”giftfri miljö” och ”begränsad klimat- påverkan”? och Hur ska ett sådant arbete bedrivas? För att besvara dessa frågor använ- des det webbaserade beräkningsverktyget Carbon footprint från efterbehandling och andra markarbeten från Svenska geotekniska föreningen, SGF, samt en enkätstudie riktad till tillsynsmyndigheter. Beräkningar med verktyget visade att det som främst påverkar växthusgasutsläppen vid efterbehandling är typ av fyllnadsmassor, sammanlagd transportsträcka samt lastkapa- citet hos fordon som transporterar massor. Ingen av de tillfrågade tillsynsmyndigheterna tar hänsyn till växthusgasutsläpp vid godkännande av efterbehandlingsåtgärd. Många ställer sig dock positiva till ett verktyg som ger möjlighet att göra en avvägning mellan miljömål och tror att det skulle underlätta deras arbete. Två strategier som tar större hänsyn till växthusgasutsläpp identifierades. Strategi 1 innebär att sanering sker enligt riktvärdena för känslig eller mindre känslig mark- användning (KM/MKM) och växthusgasutsläppen minimeras genom effektiviserings- åtgärder. Som effektiviseringsåtgärd identifierades bland annat användning av lastbilar med större lastkapacitet och användning av återvunna massor som fyllnadsmaterial. Strategi 2 innebär en avvägning mellan miljömålen ”giftfri miljö” och ”begränsad kli- matpåverkan”. Riktvärdena för KM och MKM kan i strategin överskridas för att mini- mera växthusgasutsläpp. Effektiviseringsåtgärderna från strategi 1 implementeras även i strategi 2. / In Sweden, 1789 contaminated sites were remediated during 2013. The government has stated the national environmental objective “A Non-Toxic Environment” as the gov- erning environmental objective in remediation. The aim of remediation is to reduce the risk of dispersion of contamination in soils from discontinued activities such as indus- tries, roads etc. Excavation of soils takes place to remove contaminated soil from the site. However, it leads to emissions of greenhouse gases. Machines that generate emis- sions of greenhouse gases are needed in excavation, transport of contaminated soils and the production and transport of filling materials. Thus, the environmental objective “Reduced Climate Impact” is likely to be adversely affected by soil remediation. This study was conducted to answer the questions: Can soil remediation be conducted with simultaneous regard to the environmental objectives “A Non-Toxic Environment” and “Reduced Climate Impact”? and How should such efforts be conducted? Two methods were used: the web based calculation tool Carbon footprint from remediation and other soil works from the Swedish Geotechnical Society, SGF, and a survey ad- dressed to regulatory authorities. Calculations with the tool showed that the main impacts on greenhouse gas emissions were choice of filling materials, total transportation distance and carrying load of the vehicles transporting soils. None of the respondent regulatory authorities take green- house gas emissions into account when approving remediation operations. However, many of them displayed positive attitude towards a tool that would make it possible to compare impacts on environmental objectives and stated that such a tool would facili- tate their work. Two strategies that give more consideration to greenhouse gas emissions were identi- fied. In strategy 1, remediation is conducted according to the guidelines of sensitive or less sensitive land use (KM/MKM). The greenhouse gas emissions are minimized through efficiency improvement measures. Use of vehicles with a greater carrying load and recovered soils as filling material are examples of identified efficiency improve- ment measures. Strategy 2 consists of achieving a balance between the environmental objectives “A Non-Toxic Environment” and “Reduced Climate Impact”. In this strat- egy, KM and MKM can be exceeded to minimize greenhouse gas emissions. The effi- ciency improvement measures from strategy 1 can be implemented in strategy 2.

Das Institut für Getriebetechnik, Maschinendynamik und Robotik (IGMR) der RWTH Aachen University entwickelt aktuell die Software „Mechanism Developer“ (kurz MechDev) zur Analyse und Synthese ebener Mechanismen mit einem sowie mehreren Freiheitsgraden. Fokus der Entwicklung ist es, ein leistungsfähiges Tool für die Lehre und für die Produktentwicklung in der Praxis zu schaffen, welches sich neben seinem Leistungsumfang ebenso durch eine intuitive Bedienung auszeichnet. Dadurch soll die Benutzung auch denjenigen zugänglich gemacht werden, die keinen tieferen getriebetechnischen Hintergrund besitzen. Der vorliegende Beitrag stellt die Anwendung der Software in den Vordergrund. Dazu wird zunächst der aktuelle Funktionsumfang von MechDev zusammengefasst. Dieser umfasst die kinematische Analyse ebener Kurbelgetriebe bestehend aus Dreh- und Schubgelenken und Wälzgelenken sowie die kinetostatische Analyse zur Berechnung der Antriebsmomente aufgrund von Massenkräften, externen Kräften und Feder-Dämpfer-Elementen. Eine Berücksichtigung von Gelenkreibung ist dabei ebenfalls möglich. Darüber hinaus bietet MechDev die Funktion, durch Vorgabe von Bewegungen auch komplexe Kurvengetriebe zu synthetisieren bzw. anhand einer importierten Kurvenscheibengeometrie das Kurvengetriebe zu analysieren. Die Bewegungsvorgabe, welche die Grundlage der Synthese von Kurvengetrieben darstellt, kann ebenso zum Bewegungsdesign von Servomotoren verwendet werden. Des Weiteren ist sowohl die Entwicklung und Analyse von Räder- und Räderkoppelgetrieben möglich. Im Anschluss wird der Funktionsumfang sowie weitere Features anhand eines Anwendungsfalls (Schneidgetriebe) präsentiert. Der Beitrag beinhaltet den kompletten Prozess der Auslegung von der Definition des Getriebes in MechDev bis hin zur interaktiven Optimierung des Antriebsmoments. / The Institute of Mechanism Theory, Machine Dynamics and Robotics (IGMR) at RWTH Aachen University is currently developing the software 'Mechanism Developer' (MechDev for short) for the analysis and synthesis of planar mechanisms with one and several degrees of freedom. The focus of the development is to create a powerful tool for teaching and for product development in practice, which is characterized not only by its performance but also by its intuitive usability. Thereby, the use should also be made accessible to those who do not have a deeper mechanism theory background. This article focuses on the application of the software. For this purpose, the current functionality of MechDev is summarized first. This includes the kinematic analysis of planar mechanisms consisting of rotary and prismatic joints and roller joints as well as the kinetostatic analysis for the calculation of drive torques due to inertia forces, external forces and spring-damper elements. Consideration of joint friction is also possible. In addition, MechDev offers the function to synthesize even complex cam gears by specifying motions or to analyze the cam mechanism based on an imported cam geometry. The motion specification, which is the basis for the synthesis of cam mechanisms, can also be used for the motion design of servo drives. Furthermore, both the development and analysis of linkages and mechanisms containing pairs of gears is possible. Subsequently, the functional range as well as further features are presented based on a use case (cutting gear). The paper includes the complete design process from the definition of the gearbox in MechDev to the interactive optimization of the drive torque.

Die am Institut für Getriebetechnik, Maschinendynamik und Robotik (IGMR) der RWTH Aachen entstandene Software Mechanism Developer (MechDev) wurde mit dem Ziel entwickelt, ein umfangreiches aber dennoch intuitiv zu bedienendes Tool zur Analyse und Synthese ebener Mechanismen für Industrie, Lehre und Forschung zur Verfügung zu stellen. [1,2] Algorithmik, Softwareentwurf und aktueller Funktionsumfang der Software wurden in der Vergangenheit bereits ausgiebig vorgestellt [3,4]. Mit dem anstehenden Release der Software soll diese auch in den Lehrealltag des IGMR integriert werden. Zu diesem Zweck müssen die Inhalte der Veranstaltungen Elektromechanische Antriebstechnik und Bewegungstechnik auf die Software und deren Funktionen angepasst werden. Bis zuletzt wurde in beiden Veranstaltungen das Tool GeoGebra [5] zum einen für Visualisierungen von Sachverhalten in der Vorlesung genutzt, zum anderen dessen Verwendung den Studierenden in Laborveranstaltungen vermittelt, um eigenständig Problemstellungen der Getriebetechnik damit zu bearbeiten. In diesem Beitrag sollen erste Ideen zum Einsatz der Software MechDev in der Lehre am IGMR vorgestellt werden. Beispielhaft soll eine passende Übungsaufgabe gezeigt werden, sowie deren Bearbeitung mit MechDev. Weiterhin werden zusätzliche Funktionen abgeleitet, die zukünftig für die Nutzung der Software in der Lehre implementiert werden sollen. / The Software Mechanism Developer (MechDev), which was developed at the Institute of Mechanism Theory, Machine Dynamics and Robotics (IGMR) at RWTH Aachen University, was developed with the aim of providing a comprehensive yet intuitive tool for analysing and synthesising planar mechanisms for industry, teaching and research. [1,2] The algorithms, software design and current functional scope of the software have already been extensively presented in the past [3,4]. With the upcoming release of the software, it is also to be integrated into everyday teaching at the IGMR. To this end, the content of the Electromechanical Drive Technology and Motion Technology courses must be adapted to the software and its functions. Until recently, the GeoGebra [5] tool was used in both courses to visualise facts in the lecture, and students were also taught how to use it in laboratory courses in order to work independently on transmission technology problems. This article will present initial ideas for using the MechDev software in teaching at the IGMR. A suitable exercise will be shown as an example, as well as how it can be worked on with MechDev. Furthermore, additional functions will be derived that are to be implemented in the future for the use of the software in teaching.