Decarbonization of the marine transportation sector is contributing to the growth of electric recreational boats. The growth of electric recreational boats also means an increase in charging demand to meet the power needs of electric boats to address the problem of range anxiety. To meet the charging demand of electric boat owners, electrification of existing public boat marinas is necessary. The objective of this study is to determine the optimal number of fast and slow chargers to meet charging demand of electric boats at public boat marinas. This study proposes a mathematical model formulated using mixed integer linear optimization programming (MILP). The model is validated using 9 public marinas owned by the city of Stockholm; the technical and economic data of one of the existing electric boats in the Swedish market, electric chargers; and hourly availability profile of boats at the marinas considered. The economic analysis was carried out to determine the year each station will break-even financially. The result obtained is the number of slow chargers and fast chargers to meet the charging demand of all electric boats; and the power drawn per charger type per station. Due to availability profile and charging demand of the boats, the model optimized for higher number of fast chargers compared to slow chargers at some of the stations; and at some of the stations, higher number of slow chargers compared to fast chargers; and equal number of slow and fast chargers at some of the stations. Also, maximum power is drawn between 01:00 and 03:00 at midnight and between 13:00 and 15:00 during the day, and this was as a result of the lowest average electricity price within this time period. In addition, the economic analysis shows that all the stations are financially viable and break-even within the first seven years of their lifetime. The result obtained shows that the number of electric chargers (slow and fast) generated by the model meet the charging demands of all the boats at each of the stations optimally. / Avkarbonisering av sjötransportsektorn bidrar till tillväxten av elektriska fritidsbåtar. Tillväxten av elektriska fritidsbåtar innebär också en ökning av laddningsefterfrågan för att möta elbåtarnas kraftbehov för att lösa problemet med räckviddsångest. För att möta laddbehovet från elbåtsägare är elektrifiering av befintliga offentliga båthamnar nödvändig. Syftet med denna studie är att fastställa det optimala antalet snabba och långsamma laddare för att möta laddningsbehovet för elbåtar vid offentliga båthamnar. Denna studie föreslår en matematisk modell formulerad med hjälp av blandad heltals linjär optimeringsprogrammering (MILP). Modellen är validerad med 9 offentliga småbåtshamnar som ägs av Stockholms stad; tekniska och ekonomiska data för en av de befintliga elbåtarna på den svenska marknaden, elektriska laddare; och timvis tillgänglighetsprofil för båtar vid de övervägda marinorna. Den ekonomiska analysen genomfördes för att fastställa vilket år varje station kommer att nå ekonomiskt nollresultat. Resultatet som erhålls är antalet långsamma laddare och snabbladdare för att möta laddningsbehovet för alla elektriska båtar; och ström som dras per laddartyp per station. På grund av båtarnas tillgänglighetsprofil och laddningsbehov, optimerade modellen för fler snabbladdare jämfört med långsamma laddare på några av stationerna; och på några av stationerna, högre antal långsamma laddare jämfört med snabbladdare; och lika många långsamma och snabba laddare på några av stationerna. Dessutom dras maximal effekt mellan 01:00 och 03:00 vid midnatt och mellan 13:00 och 15:00 under dagen, och detta var ett resultat av det lägsta genomsnittliga elpriset inom denna tidsperiod. Dessutom visar den ekonomiska analysen att alla stationer är ekonomiskt bärkraftiga och nollresultat inom de första sju åren av sin livstid. Resultatet som erhållits visar att antalet elektriska laddare (långsamma och snabba) som genereras av modellen uppfyller laddningskraven för alla båtar vid var och en av stationerna.

Combustion engines and fossil fuels have traditionally driven motor-powered leisure boats. Electrification is quickly transforming the transportation sector, but electric boats are rare. The primary drawback of the electric boat is the high production cost. This study explores the existing leisure boat manufacturers’ efforts and attitudes toward leisure boat electrification. The study is primarily qualitative and uses semi-structured interviews as the dominant data-gathering method. A theoretical framework that covers industrial transformation and innovation was used to analyse the data. This analysis was divided into socio-oriented and firm-oriented features. Enablers and barriers were identified, and a cycle of electric boat development was developed. Enablers identified are the altered nature experience, lower running costs, legislative incentives, less need for maintenance, upcoming scientific progressions and new business opportunities. Barriers identified are cultural concerns, knowledge gaps, infrastructure hesitations, demand awaiting, and disbelief of regulations significance. Manufacturers mostly perceive the socio-cultural experience as the essence of leisure boating. Traditionally manufacturers map the market demand by user surveys and put small efforts into influencing the market. Manufacturers generally believe that environmental concerns are the primary motive for the sales of electric boats. The electric boat development cycle is a model that explains the society-firm dynamics of the leisure boat market. The characteristics of the electric boat are distinct yet subjective, much like the leisure boat culture. If the socio-culture of leisure boats could be redefined, the electric transition could be accelerated. / Motordrivna fritidsbåtar har traditionellt drivits av förbränningsmotorer och fossila bränslen. Elektrifiering förändrar snabbt transportsektorn, dock är elektriska båtar fortfarande sällsynt. Elbåtens främsta nackdel är den höga produktionskostnaden. Denna studie utforskar befintliga båttillverkares arbete samt inställning till elektriska fritidsbåtar. Studien är primärt kvalitativ med semi-strukturerade intervjuer som datainsamlingsmetod. Ett teoretiskt ramverk täckande innovation och socio-teknisk transformation användes för att analysera insamlad data. Analysen är uppdelad i socio-orienterade och tillverkar-orienterade faktorer. Drivkrafter samt hinder till elektriska fritidsbåtar identifierades och en cykel för utveckling av elektriska båtar togs fram. Drivkrafter som identifierats är den förändrade naturupplevelsen, lägre driftskostnader, mindre underhållningsbehov, lagstiftningsincitament, vetenskapliga framsteg samt affärsmöjligheter. Hinder som identifierats är kulturella frågetecken, kunskapsbrist, väntan på efterfrågan, infrastruktur och skepticism kring lagstiftnings significans. Bland båttillverkare uppfattas den socio-kulturella upplevelsen som det viktigaste för fritidsbåtar. Traditionella båttillverkare tenderar att kartlägga efterfrågan genom användarundersökningar och lägger inte resurser på att påverka marknaden. Båttillverkare antar vanligtvis att miljöhänsyn i sig är den främsta drivkraften för köp av elbåtar. Utvecklingscykeln för elbåtar är en modell som förklarar dynamiken mellan samhället och tillverkare av fritidsbåtar. Elektriska fritidsbåtars egenskaper är distinkta men samtidigt subjektiva vilket liknar båtkulturs karaktärsdrag. Ifall båtkultur kan omdefineras skulle det möjligen kunna påskynda det elektriska skiftet.

The current concerns about global warming are increasing the demands for electric vehicles (Ou- chi, Bando, Kodani, Hirata & Mubin, 2012).With the increasing demands, electric boats have now come into focus (Sierzchula, 2014). However, there is yet to be developed standards for charging of electric boats.This is where this thesis project comes in, as this thesis is a part of the E-Sea Power project,which is a project to develop a new and safe standard for charging of electric boats.The thesis project was completed at the company No Picnic in Stockholm, through the work of my final master degree course, in the education of Industrial Design Engineering, taught at Luleå Uni- versity of Technology. The objective of the thesis project was to provide a basis for the facilitation of the standardization of chargers for boats, with the possibility of full-scale tests. Where the final aim of the project was to develop both a normal charger standard and a quick charger that is to be mounted in a harbor, being able to utilize the harbor’s own electricity grid.Where in this context, a normal charger is a slower charger that charges with the users own cord and where a quick charger is a fast charger which has a built-in charger cord and handle. The project was divided into need, design, and function to make it structured and easy to follow, going through the design phases Immersion, Ideation, and Implementation.Throughout the project the current state was firsts analyzed, going on to several brainstorming and evaluation techniques and then ending with the building of final CAD prototypes, of both a normal charger and a quick charger, through the use of the software Solidworks, Keyshot, Photoshop and Maxwell.The projects focus has been on finding creative and ergonomic new solutions, with good user experience and accessibility. The final result of the project is two modular new chargers, with belonging to the same product family. Both a quick charger, which has had the thesis main focus and a normal charger, which has also been developed. The quick charger is a tall charging post that has a built-in lamp consisting of four fluorescent lamps and a, on the outside hanging, charging cord mounted at the top.The charger has two component houses which house necessary components. One that houses the CCS charger female and infor- mation label and one that houses the screen, IR sensor and emergency stop. The main feature of the final quick charger is its charging arm, which bends down with a hidden hinge, enabling the required total reach of 5 meters, while helping lift the charging cord for the user and giving the best possible light were the user is. The normal charger is also a charging post with the same type of house as the quick charger. How- ever the charger post is much shorter and it has only one house, which houses two Type 2 females instead of one CCS female.The normal charger also has a different lamp consisting of small LEDs, so that the user is not disturbed by its brightness at its lower hight, but still gaining enough light during use, where the surrounding light is lacking. / Den nuvarande oron för global uppvärmning ökar kraven på el-fordon (Ouchi, Bando, Kodani, Hirata & Mubin, 2012). Med de ökande kraven har nu de elektriska båtarna kommit i fokus (Sier- zchula, 2014). Det har emellertid ännu inte utvecklats standarder för laddning av elektriska båtar. Det är här det här master projektet kommer in, då detta projekt ingår i E-Sea Power-projektet, som är ett projekt för att utveckla en ny och säker standard för laddning av elektriska båtar. Projektet slutfördes på företaget No Picnic i Stockholm, genom mitt examensarbete, vid utbildningen civil- ingenjörsutbildningen i teknisk design, undervisad vid Luleå tekniska universitet. Målet med projektet var att skapa en grund för att underlätta standardiseringen av laddare för båtar, med möjlighet till fullskaliga tester. Där det slutliga målet med projektet var att utveckla både en normalladdare standard och en snabbladdare som ska monteras i en hamn och kunna utnyttja ham- nens egna elnät. I det här sammanhanget är en normalladdare en långsammare laddare som laddar med användarens egen kabel och en snabbladdare är en snabb laddare som har en egen inbyggd kabel med ett handtag. Projektet var uppdelat i behov, design och funktion för att göra det strukturerat och lätt att följa. Det gick även igenom designfaserna Immersion, Ideation och Implementation. Hela projektet bör- jade med analyseradet av det nuvarande tillståndet och fortsatte sedan med diverse brainstorming och utvärderingstekniker och slutade sedan med byggandet av slutliga CAD-prototyper, både av en normalladdare och en snabbladdare, med hjälp av programmen Solidworks, Keyshot, Photoshop och Maxwell. Projektets fokus har varit att hitta kreativa och ergonomiska nya lösningar med bra användarupplevelse och tillgänglighet. Det slutliga resultatet av projektet är två modulära nya laddare, som tillhör samma produktfamilj. Både en snabbladdare, som har haft huvudfokus och en normalladdare, som också har utvecklats. Snabbladdaren är en hög laddningsstolpe som har en inbyggd lampa som består av fyra lysrörslam- por och en utvändigt hängande laddningssladd monterad på toppen. Laddaren har två komponent- hus ett som rymmer CCS laddarens hona och informationsetikett och ett som rymmer skärmen, IR sensorn och nödstoppet. Huvudfunktionen hos den slutliga snabbladdaren är dess laddarm som böjer sig ned med ett dolt gångjärn, vilket möjliggör den totala räckvidden på 5 meter, samtidigt som den hjälper till att lyfta laddkabeln åt användaren och ger bästa möjliga ljus där användaren är. Den vanliga laddaren är också en laddstolpe med samma typ av hus som snabbladdaren. Laddstolpen är dock mycket kortare och den har bara ett hus, som rymmer två Type 2-honor i stället för en CCS-hona. Normalladdaren har också en annan lampa än snabbladdaren som består av små lysdio- der, så att användaren inte störs av ljusstyrkan vid dess lägre placering, men fortfarande får tillräckligt med ljus vid användning, där det omgivande ljuset är bristande.

To reduce the emissions from the transport sector, the electric vehicle (EV) is a promising alternative to the internal combustion engine vehicle (ICEV). An important aspect of implementing new transport systems in terms of EVs is the charging strategy, as many energy sources with different limitations can be utilized. Although various studies have investigated charging strategies for electric cars, there is a lack of optimized charging strategies for electric boats with specific considerations for these cases. In Colombia, the river transport sector plays an important role in areas with lack of access to other transport alternatives. This study presents an optimization of the charging strategy for an electric boat that is planned to traffic the Magdalena River in the region of Magangué, Colombia. The objective of the optimization model is to minimize the electricity bill while maintaining a desired transport service. The study considers solar photovoltaics (PV), the electric grid and battery storage for charging, and compares different battery sizes in a scenario analysis. Furthermore, the impact of the instability of the grid is included in terms of a sensitivity analysis of grid blackouts, together with varying battery investment costs. The results show that PV is a recommended investment as it lowers the charging cost and gives positive results in terms of economic feasibility. To further increase the economic feasibility, lower the charging costs and improve the reliability of the system, it is suggested to invest in energy storage. The techno-economic feasibility of storage is heavily affected by battery investment costs and number of grid blackouts affecting the boat charging. If the investment cost is low and the number of blackouts is high, a large storage is a suggested solution. / För att minska utsläppen från transportsektorn är elfordon (EV) ett lovande alternativ till förbränningsmotorfordon (ICEV). En viktig aspekt vid implementering av nya transportsystem för EV:s är val av laddningsstrategi, eftersom många energikällor med olika begränsningar kan användas. Även om flertalet studier har undersökt laddningsstrategier för elbilar, saknas optimerade laddningsstrategier för elbåtar och som beaktar de specifika förhållandena för dessa fall. I Colombia spelar flodtransportsektorn en viktig roll i områden med brist på tillgång till andra transportalternativ. Denna studie presenterar en optimering av laddningsstrategin för en elbåt som är planerad att trafikera floden Magdalena i regionen Magangué, Colombia. Syftet med optimeringsmodellen är att minimera elräkningen samtidigt som en önskad transporttjänst bibehålls. Studien omfattar solceller (PV), elnätet och batterilagring för laddning, och jämför olika batteristorlekar i en scenarioanalys. Vidare inkluderas effekterna av elnätets instabilitet genom en känslighetsanalys av strömavbrott, tillsammans med varierande kostnader för batteriinvesteringar. Resultaten visar att PV är en rekommenderad investering eftersom den sänker laddningskostnaden och ger positiva resultat när det gäller ekonomisk lönsamhet. För att ytterligare öka den ekonomiska lönsamheten, sänka laddningskostnaderna och förbättra systemets tillförlitlighet föreslås det att investera i energilagring. Den teknisk-ekonomiska genomförbarheten för lagring påverkas starkt av kostnader för batteriinvesteringar och antalet strömavbrott som påverkar båtladdningen. Om investeringskostnaden är låg och antalet strömavbrott är högt är energilagring med stor kapacitet en föreslagen lösning.