<p>Militära insatser i urban miljö kommer troligen att öka alltmer. Detta kräver soldater till fots eftersom dessa lättare kan förflytta sig via och mellan byggnader. Varje deltagande soldat kommer att behöva egen radioutrustning. Då stadsmiljö är ett relativt outforskat område vad gäller militär radiokommunikation är det viktigt att öka förståelsen för radiovågors utbredning i stadsmiljö. Härtill har institutionen för Informationsöverföring på FOI köpt in programmet Radiowave Propagation Simulator (RPS). RPS används i det här examensarbetet för att genomföra en beräkning för ett statiskt scenario, och till beräkningen infoga påverkan från sändares och</p><p>mottagares mobilitet. Detta utförs genom att rumsligt extrapolera kanalens impulssvar till att gälla i andra positioner än de ursprungligen var beräknade för. Kanalens impulssvar blir då modifierat så att impulssvarets utbredningsvägar får nya fördröjningstider och dess komplexa signal får ny fas.</p><p>Metoden, som har tagits fram i det här arbetet, för den rumsliga extrapoleringen har implementerats och utvärderats för ett litet scenario. Det extrapolerade resultatet har sedan jämförts med beräknade resultat från RPS. Analysen visade att metoden ger ett tillförlitligt resultat. Ett annat syfte med examensarbetet har varit att visa hur forskningsresultat (från radiokanalen) kan användas effektivare för att ge högre kvalité på forskningsresultat, både på länk- och på nätnivå.</p>

Militära insatser i urban miljö kommer troligen att öka alltmer. Detta kräver soldater till fots eftersom dessa lättare kan förflytta sig via och mellan byggnader. Varje deltagande soldat kommer att behöva egen radioutrustning. Då stadsmiljö är ett relativt outforskat område vad gäller militär radiokommunikation är det viktigt att öka förståelsen för radiovågors utbredning i stadsmiljö. Härtill har institutionen för Informationsöverföring på FOI köpt in programmet Radiowave Propagation Simulator (RPS). RPS används i det här examensarbetet för att genomföra en beräkning för ett statiskt scenario, och till beräkningen infoga påverkan från sändares och mottagares mobilitet. Detta utförs genom att rumsligt extrapolera kanalens impulssvar till att gälla i andra positioner än de ursprungligen var beräknade för. Kanalens impulssvar blir då modifierat så att impulssvarets utbredningsvägar får nya fördröjningstider och dess komplexa signal får ny fas. Metoden, som har tagits fram i det här arbetet, för den rumsliga extrapoleringen har implementerats och utvärderats för ett litet scenario. Det extrapolerade resultatet har sedan jämförts med beräknade resultat från RPS. Analysen visade att metoden ger ett tillförlitligt resultat. Ett annat syfte med examensarbetet har varit att visa hur forskningsresultat (från radiokanalen) kan användas effektivare för att ge högre kvalité på forskningsresultat, både på länk- och på nätnivå.

With increasing awareness of environmental issues and worldwide requirements for sustainable development, renewable energy technologies with lower environmental impact, especially those having abundant resources like wind and solar energy, attract more attention. Concentrating Solar Power (CSP) is one of the most promising solar energy technologies. Indeed, thermal energy storage (TES) units could be integrated into CSP plants, enhancing their flexibility and capacity factor. However, tower based CSP plants still remain cost intensive. This study evaluates the performance of a 55MWe combined-cycle CSP plant with rock-bed TES located in Sevilla, Spain. Sensitivity analysis has been performed to assess the influence of critical parameters. Furthermore, in order to decrease the costs with increasing efficiency, improved CSP plant schemes have been proposed. In the study, EES, SAM and TRNSYS are used to design and simulate the model from technological perspective, then the capital and operational costs are calculated in MATLAB. For one-year simulation of the designed case, the performance of the plant is determined by the trade-off among several conflicting factors. The study focuses on three key indicators to measure the performance- levelized costs of electricity (LCoE), capital expenditure (CAPEX) and efficiency factor (UF). As long as CAPEX is within the acceptable range, LCoE would be the most concerned one-as low as possible, then followed by UF. Compared to conventional CCGT plant, the proposed combined-cycle tower-based CSP plant, with efficiency of 0.49 and LCoE of 196USD/MWe, enables efficiency improvements, while both CAPEX and LCoE are higher. On the other hand, it has to be noticed that CCGT relies on fuel (natural gas) price, which means higher risks and operational expenditure (OPEX). A sensitivity study is involved varying gas turbine expansion ratio (to vary its outlet temperature and therefore supply power for the bottoming Rankine cycle), size of TES and solar multiple (SM). It can be found that same LCoE and UF could be achieved with lower CAPEX by setting appropriate parameters. The study also introduces two improved CSP plant schemes with sensitivity study. To some extent, the LCoE decreases due to increasing power output and the efficiency of the system simultaneously increases. / Med ökad medvetenhet om miljöfrågor och globala krav på hållbar utveckling lockar förnybar energi teknologi med lägre miljöpåverkan, särskilt de som har stora resurser som vind och solenergi, mer uppmärksamhet. Concentrating Solar Power (CSP) är en av de mest lovande solenergi teknologierna. Faktiskt kan värmeenergi lagringsenheter integreras i CSP-anläggningar, vilket förbättrar deras flexibilitet och kapacitetsfaktor. Träbaserade CSP-anläggningar är dock fortfarande kostnads intensiva. Denna studie utvärderar prestandan för en 55MWe CSP-anläggning med kombinerad cykel med TESsandbädd i Sevilla, Spanien. Känslighetsanalys har utförts för att bedöma påverkan av kritiska parametrar. För att minska kostnaderna med ökad effektivitet har dessutom förbättrade CSP-anläggningsprogram föreslagits. I studien används EES, SAM och TRNSYS för att designa och simulera modellen ur teknologiskt perspektiv, sedan beräknas kapital och driftskostnader i MATLAB. För ett års simulering av det planerade fallet bestäms anläggningens prestanda av bytet mellan flera motstridiga faktorer. Studien fokuserar på tre nyckelindikatorer för att mäta prestandanivå kostnaderna för el (LCoE), investeringar (CAPEX) och effektivitetsfaktor (UF). Så länge CAPEX ligger inom det acceptabla intervallet, skulle LCoE vara den mest bekymrade en så låg som möjligt, följt av UF. Jämfört med konventionell CCGT-anläggning möjliggör den föreslagna träbaserade CSP-anläggningen med kombinerad cykel med effektivitet 0,49 och LCoE på 196USD / MWe effektivitetsförbättringar, medan både CAPEX och LCoE är högre. Å andra sidan måste man notera att CCGT förlitar sig på bränslepriset (naturgas), vilket innebär högre risker och driftsutgifter (OPEX). En känslighetsstudie är involverad med varierande utvidgning förhållande för gasturbin (för att variera dess utloppstemperatur och därmed leverera ström för botten Rankine-cykeln), storlek på TES och sol multipel (SM). Det kan konstateras att samma LCoE och UF skulle kunna uppnås med lägre CAPEX genom att ställa in lämpliga parametrar. Studien introducerar också två förbättrade CSP-anläggningar med känslighetsstudie. I viss utsträckning minskar LCoE på grund av ökad effekt och systemets effektivitet ökar samtidigt.

It is well known that a crucial factor determining the transmission capacity with regards to the voltage stability limit of a stressed power system, is the limitation of field and stator current of overexcited generators. These limiters are commonly referred to as overexcitation limiters (OEL) and stator current limiters (SCL). This thesis investigates the representation of overexcitation limiters and stator current limiters in the Swedish power system and how they could be implemented in the power system simulator PSS/E. Dynamic simulations in PSS/E are performed to investigate and validate differences between model types and parameters. The thesis compares different types of limiters and presents a representative set of parameters based on the documentation and implements them into PSS/E. The result from the study is a recommendation to migrate to limiter model MAXEX2 for generators without stator current limiters. The MAXEX2 model uses an inverse time characteristic which is becoming more common in installed voltage regulators. This feature makes it possible for extended use of generators before limiter action is applied. The MAXEX2 model is also possible to tune into a fixed time delay to represent older types of limiters.

I många år har linjär ekonomi tillämpats i samhället men det börjar ske en förändring. Nu börjar det bli intressant att skapa ett ekonomiskt värde i restprodukter genom att bilda cirkulära ekonomier, som dessutom minskar utarmningen av jordens resurser och skapar hållbarhet. En kritisk ändlig naturresurs för alla levande organismer är mackronäringsämnet fosfor. Den bryts i stora dagbrott men börjar bli mer svåråtkomlig och utspädd vilket kan leda till att det blir en resursbrist i framtiden. De skogsindustriella reningsverken behöver näringsämnen för att kunna rena avloppsvatten från organiskt material. Där tillsätts bland annat kväve och fosfor vars utvinning är energikrävande och bidrar till miljöföroreningar. Inne i reningsverket sker många biologiska processer som är beroende av flera faktorer för att uppnå en hög reningsgrad. En faktor är temperatur. Pappers och massabruken har ofta varma flöden som behöver kylas ner innan de går till reningsverket, därav fås ett stort överskott av lågvärdig energi som ej används (spillvärme). Under de senaste åren har både ett politiskt och privat driv uppstått att utöka det svenska vattenbruket med akvatiska produkter, exempelvis fisk. Fiskar kan odlas i öppna kassar i sjöar/hav men det finns risker så som övergödning och spridning av sjukdomar. Därav är intresset stort för landbaserade fiskodlingar med Recirculating Aquaculture Systems. En landbaserad fiskodling har dock ett stort värmebehov för att bibehålla rätt vattentemperatur för fisken. Avloppsvattnet har även ett högt innehåll av kväve och fosfor som behöver renas innan det släpps ut. Med hjälp av programmet Simulink byggdes en simuleringsmodell över ett skogsindustriellt reningsverk i symbios med en fiskodling. Syftet var att undersöka möjligheter och begränsningar för symbiosen med ett extra fokus på reningsverket. Målen var att ta reda på hur mycket mindre kväve och fosfor som behövs i reningsverket, utföra en miljöanalys av symbiosen, identifiera begränsande faktorer och hitta lösningar samt ta reda på om spillvärmen räcker för att värma fiskodlingen De erhållna resultaten var att reningsverket kan spara 82 ton fosforsyra och upp till 817 ton ammoniak per år. Reningsverket klarar belastningen från en fiskodling med en årlig produktion på 2200 ton fisk utan överskrida sin dåvarande utsläpp år 2021, vilket motsvarar 2,9 kg odlad fisk per ton producerad massa. Det kan reducera reningsverkets och fiskodlingen koldioxidutsläpp med 471,1 ton respektive 485,7 ton per år. Under året infaller ett processtop i pappers och massaindustrin. Det leder till strypt värmetillförsel för fiskodlingen som resulterar i för kall fiskvattentemperatur samt för höga utsläpp närsalter vid uppstart av reningsverket. En lösning är att lägga på fem centimeters isolering på fiskpoolerna. För att minimera närsaltsutsläppen kan fasta närsalter ur fiskavloppsvattnet filtreras bort och en kolkälla tillsättas. För att maximera användningen av spillvärme kan en icke isolerad 3000 ton fiskodling byggas. Värmningsbehovet per år blir då runt 16000 MWh vilket motsvarar cirka 4,7 % av spillvärmen. / For many years, linear economics has been applied in society, but it is changing. Instead, it is now interesting to create an economic value in residual products by forming circular economies, which also reduces the depletion of the earth's resources and promote sustainability. A critical finite natural resources for all living organisms is the macronutrient phosphorus. It is mined in large open pits but is becoming diluted and difficult to access, which may lead to a lack of resource in the future. The forest industry wastewater treatment plants need nutrients to be able to treat wastewater from organic material. Among other things, nitrogen and phosphorus are added, the extraction of which is energy-intensive and contributes to environmental pollution. Inside the treatment plant, many biological processes take place that depend on several factors to achieve a high degree of treatment. One factor is temperature. Paper and pulp mills often have warm streams of water that needs to be cooled down before being sent to the treatment plant, which results in a large surplus of waste heat that is not used. In recent years, both a political and private drive has arisen to expand Swedish aquaculture with aquatic products such as fish. Fish can be grown in open net pens in lakes / seas, but there are risks such as eutrophication and the spread of diseases. As a result, there is great interest in land-based fish farms with Recirculating Aquaculture Systems. However, a land-based fish farm has a great need for heat to maintain the right water temperature for the fish. The wastewater also has a high content of nitrogen and phosphorus that needs to be treated before it is discharged. With the help of the program Simulink, a simulation model was built describing a forest industry treatment plant in symbiosis with a fish farm. The purpose was to investigate possibilities and limitations for the symbiosis with an extra focus on the treatment plant. The goals were to investigate how much less nitrogen and phosphorus is needed in the treatment plant, perform an environmental analysis of the symbiosis, identify limiting factors, find solutions and find out if there is enough waste heat to heat the fish farm The results obtained were that the treatment plant can save 82 tonnes of phosphoric acid and up to 817 tonnes of ammonia per year. The treatment plant manages the load from a fish farm with an annual production of 2200 tonnes of fish without exceeding its equivalent discharge pollution levels of 2021, which is equal to 2,9 kg farmed fish per tonne produced pulp. It can reduce the treatment plant's and fish farm's carbon dioxide emissions by 471.1 tonnes and 485.7 tonnes per year, respectively During the year, a process stop occurs in the paper and pulp industry. This leads to a restricted heat supply for the fish farm, which results in a too cold water temperature for the fish and too high discharges of nutrients in to receiving lake at the start-up of the treatment plant. One solution to this issue is to put five centimetres of insulation on the fish pools. To minimize nutrient discharges, the solid nutrients from the fish wastewater can be filtered out and a carbon source added. To maximize the use of waste heat, a non-insulated 3000 ton fish farm can be built. The heating demand per year will then be around 16,000 MWh, which corresponds to approximately 4.7% of the waste heat.

The world is constantly striving towards a more sustainable living, where every part of contribution is greatly appreciated. When it comes to heating of buildings, district heating is often the main source of heat. During specific times, peak demands are created by the tenants who are demanding a lot of heat at the same time. This demand peak puts a high load on the piping system as well as the need for certain peak boilers that run on non-environmental friendly peak fuel. One solution that is presented in this degree project that solves the time difference between production and demand is by utilizing thermal storage solutions. A dynamic district heated building model is developed with proper heat propagation in the pipelines, thermal inertia in the building and heat losses through the walls of the building. This is all done utilizing 4th generation district heating temperatures. Modelica is the tool that was used to simulate different scenarios, where the preheating of indoor temperature is done to mitigate the possibility for demand peaks. Using an already existing model, implementation and adjustments are done to simulate thermal storage and investigate its effectiveness in a 4th generation district heating system. The results show that short-term energy storage is a viable solution in concrete buildings due to high building mass. However, combining both 4th generation district heating with storage in thermal mass is shown not to be suitable due to low temperatures of supply water, which is not able to increase the temperature of the building’s mass enough.