This thesis examines how an econometric model, which allows for simultaneity, performs when estimating electricity supply and demand on the Swedish aggregated electricity market, divided into its four price areas. Previous research and theory points to the importance of taking simultaneity into consideration when estimating simultaneous equation models. The purpose of the thesis is to clarify whether a simultaneous equation model is adequate for estimation of the Swedish electricity market. To answer the question, the existence of simultaneity between electricity price and quantity (produced and consumed electricity) is examined. Regression analyses are performed for each price area and the coefficients are estimated with 2SLS, while Hausman tests and F-tests are carried out to unveil potential simultaneity. The results show that the performance of the model of the thesis varies: the coefficients of the price variables in the demand functions are never statistically significant, while the coefficients of the monthly dummy variables in most cases have expected signs and are statistically significant, especially during summer. Regarding the supply side, the results show that net export have the expected positive statistically significant effect on quantity of electricity supplied in price areas 2, 3, and 4, while the signs and significance of the coefficients of the price variables varies. A price increase in area 3 has a statistically significant positive effect on supply in all areas, while the price of area 4 has a statistically significant negative effect on supply in area 3 and 4. A price increase in area 1 leads to a statistically significant positive effect on supply only in area 2, while such a change in the price of area 2 is associated with a statistically significant decrease of the supply in that same area. As to simultaneity between price and quantity demanded, the Hausman tests gives sufficient evidence to conclude that simultaneity exists in all price areas. Similarly, on the supply side the performed F-tests result in clear evidence of existence of simultaneity. / Denna uppsats undersöker hur en ekonometrisk modell som tar hänsyn till simultanitet presterar vid estimering av utbjuden och efterfrågad kvantitet av elektricitet på den svenska aggregerade elmarknaden, uppdelad efter de fyra elområdena. Tidigare forskning och teori visar på betydelsen av att ta simultanitet i beaktning när simultana ekvationsmodeller estimeras. Uppsatsen syftar till att klarlägga om en simultan ekvationsmodell är lämplig för estimering av den svenska elmarknaden. För att få svar på frågan undersöks om det förekommer simultanitet mellan elpris och kvantitet (producerad och konsumerad el). Regressionsanalyser utförs för varje elområde och koefficienterna skattas med hjälp av 2SLS, medan Hausmantest och F-test utförs för att upptäcka eventuell simultanitet. Uppsatsens modell levererar varierande resultat: i efterfrågeekvationerna är prisvariabeln aldrig statistiskt signifikant medan månadsvariablerna i de flesta fall har förväntat tecken och är statistiskt signifikanta, framför allt under sommarhalvåret. För utbudssidan visar resultatet att nettoexport har väntad positiv statistiskt signifikant effekt på utbjuden kvantitet i elområde 2, 3 och 4, medan tecken och signifikans för prisvariablernas koefficienter varierar. En ökning av priset i område 3 leder till en statistiskt signifikant utbudsökning i alla områden, medan priset i område 4 har en statistiskt signifikant negativ effekt på utbudet i område 3 och 4. En prisökning i elområde 1 leder endast till en statistiskt signifikant positiv utbudsökning i område 2, medan en prisökning i elområde 2 i stället endast leder till en statistiskt signifikant utbudsminskning i samma område. Vad gäller simultanitet mellan pris och kvantitet på efterfrågesidan visar Hausmantesten att det finns tillräckligt starka statistiska bevis för att påstå att simultanitet förekommer i alla elområden. Även för utbudssidan resulterar de utförda F-testen i tydliga bevis för förekomst av simultanitet.

Arbetet Tillämpning av batterilager som energitjänsten lastutjämnare är en litteraturstudie och en kvantitativ studie. I studien har driftkarakteristiken år 2015 hos en matvarubutik legat till grunden. Arbetet har syftat i att besvara frågan kring ett batterilagers lämplighet som agerade för lastutjämning. För att ta reda på det har batterilagersegenskaper kartlagts och dimensionering gjorts utifrån två olika driftfall. En ekonomisk besparingspotential har även beräknats utifrån de bägge driftfallen. Driftfallen har valts att kallas teknisk dimensionering och ekonomisk dimensionering. De tekniska dimensionerade lagerna har en lager storlek om 617 kWh och 555kWh vilket motsvarar 7,1% respektive 5,8% av den dagliga energianvändningen. För de ekonomiskt dimensionerade lagerna har en lager storlek om 597 kWh och 233kWh vilket motsvarar 6,8% respektive 2,8% av den dagliga energianvändningen. Den ekonomiska besparingspotentialen blir som störst för en blandad körning av de bägge driftfallen. Trotts att besparingspotentialen är uppskattade under ideala förhållanden med varken förluster eller degraderad prestanda lönar det inte sig att investera i ett batterilager för att enbart utföra tjänsten effektutjämning idag. Investering i ett batterilager för effektutjämning har potential att bli lönsam först när den kan tillgodose fler energitjänster eller när alternativkostnaden är förhöjd. / This thesis, is a study of battery energy storage and its use as energy source and smoothening of power fluctuation. Studies have been made as a systematic review and a quantitative study. The study has consisted of analysing the power characteristic from a supermarket in the city of Varberg during year 2015. The object has been to evaluate the energy storage and the power smoothing qualities. Therefore the battery energy storages characteristics have been evaluated in this systematic review. For the quantitative study, calculations of the energy storage sizes were made for two separate operation modes. The two different operation modes were named technical dimensioning and economic dimensioning. The function of the technical dimensioning was to smooth the power outlet from the grid, while the function of the economic dimensioning was to enable the supermarket to buy more energy during low-price hours. Based on monthly power characteristics, each dimensioning gave as a result two energy storage possibilities, one in medium and one in small size. The technical dimensioning resulted in battery energy storage of the sizes 617 kWh and 555kWh which is comparable to 7,1% and 5,8% of the daily energy usage of the supermarket. The economic dimensioning resulted in battery energy storage of the sizes 597 kWh and 233kWh which is comparable to 6,8% and 2,8% of the daily energy usage of the supermarket. For optimizing the economic savings, a variation of technical and economic operation mode are needed, depending on calculated power usage through the day and elspot prices. The study shows that a battery storage is difficult to finance. The calculated economic savings were estimated during ideal conditions and without power loss or loss in performance. As a conclusion from this study a battery storage may have a good payback if there are several energy services to be filled.

Människans energianvändning måste förändras. Mer än 80 % av den primära energianvändningen är i dagsläget baserad på fossila bränslen. För att uppnå en mer hållbar klimatutveckling måste en större del av energianvändningen framställas av förnybara energikällor, exempelvis solenergi. Syftet med denna studie är att exemplifiera praktiska, tekniska, ekonomiska samt arkitektoniska faktorer och aspekter som bör tas i beaktande vid solcellsinstallationer i en bebyggelse. Genom en fallstudie undersöktes Sankt Sigfridområdet i Växjö. Fallstuiden avgränsades till fyra fastigheter med möjlig solcellsinstallation samt en möjlig solcellspark. Genom teoretiska utgångspunkter, studiebesök, observationer, solstudie samt tekniska- och ekonomiska beräkningar bedömdes solcellers möjliga elproduktion och potentiella besparing. Integreringsförslagen tog fram utifrån anskaffad teori och en surveyundersökning med utgångspunkt i hur byggnaders gestaltning påverkas vid en solcellsinstallation. Med dagens generösa statliga subventionsmedel finns möjlighet till en ekonomisk lönsamhet vid en solcellsinvestering, vilket återspeglas i resultatets besparingsberäkning. Fallstudien påvisar även komplexiteten vid solcellsinstallationer samt hur olika praktiska, tekniska, ekonomiska och arkitektoniska faktorer och aspekter komplicerar integreringen i en bebyggelse. / The global energy use must change, more than 80 % of the primary energy use is currently based on fossil fuels. To achieve a more sustainable development, a larger part of the energy consumption must be produced from renewable energy sources, such as solar energy. The purpose of this study is to exemplify practical, technical, economical and architectural factors and aspects that should be taken into consideration regarding solar cell integration in buildings. Through a case study, the Sankt Sigfrid area in Växjö was examined and bounded to four properties with possible solar cell installation as well as a possible solar cell park. Through theory, study visits, observations, solar study as well as technical and economical calculations, the solar cells' possible electricity production and potential savings were demonstrated. The integration proposals were compiled through the obtained theory and a survey based on how the design of building objects is affected by a solar cell installation. With today's generous government subsidies, there is a possibility of economic profitability regarding solar cell investments, which is reflected in the profit calculation of the result. The case study also demonstrates the complexity of solar cell installations as well as how various practical, technical, economical, architectural factors and aspects complicate the integrations onto buildings.

Transportsektorn så som den ser ut i dagens samhälle är inte hållbar då den står för ungefär 30 % av Sveriges totala utsläpp av koldioxid. Detta beror framför allt på att fossila bränslen utgör det främsta drivmedlet inom transportsektorn, och alternativa lösningar måste därför undersökas. Två sådana alternativ är elbilar och bränslecellsbilar. För att ta reda på vilket av dessa elbilskoncept som har störst möjlighet att skapa en utsläppsfri transportsektor har livscykelanalyser genomförts för att jämföra de olika bilmodellerna ur ett livscykelperspektiv. De två bilmodeller som betraktas i studien är elbilen Tesla Model S och bränslecellsbilen Hyundai ix35 Fuel Cell. Analysen omfattar produktionen av de för bilmodellernas specifika komponenter, vilket för elbilen är batteriet och för bränslecellsbilen bränslecellen, vätgastankarna och batteriet, samt användningsfasen där även produktion av bränsle ingår. Distribution och återvinning av bilmodellerna har uteslutits ur denna studie. För genomförandet av livscykelanalyserna har programvaran SimaPro 7 som ger tillgång till ett stort antal databaser använts. Resultatet av studien visar att bränslecellsbilen har en lägre klimatpåverkan än en elbil sett ur ett livscykelperspektiv, med antagandet att vätgasen produceras med vattenkraftsproducerad el. Dock finns det en del osäkerheter i studien så som val av bilmodeller, material och processer vid produktionsfasen som kan ha påverkat resultatet. För att minska eventuella osäkerheter i beräkningarna undersöktes ytterligare två scenarion; ett där vätgasen som används i bränslecellsbilen producerats med en genomsnittlig svensk elproduktion och ett där ett mindre batteri användes i elbilen. Enligt resultatet av det första scenariot är bränslecellsbilen även då det bästa alternativet ur miljösynpunkt, medan elbilen skulle vara ett bättre alternativ om storleken på batteriet var mindre. Avslutningsvis kan konstateras att den största klimatpåverkan för de båda elbilskoncepten sker under produktionsfasen. Särskilt utmärkande är detta för elbilen, medan bränslecellsbilen har en högre klimatpåverkan under användningsfasen. Oavsett vilket av de undersökta elbilskoncepten som används kommer Sveriges transportsektor inte kunna bli koldioxidneutral inom den närmsta framtiden, och det är även svårt att avgöra vilket av koncepten som lämpar sig bäst för användning i större skala i en framtida svensk transportsektor. / The transport sector in today’s society is not sustainable since it contributes to about 30% of Sweden’s total greenhouse gas emissions. This is mainly due to the fact that the primary fuels used in the transport sector are fossil fuels. Therefore, alternative solutions must be investigated. Two such options that will be investigated in this report are battery electric vehicles and fuel cell vehicles. To find out which of these would have a greater possibility to create a zero-emission transport sector, the vehicles have been compared from a life cycle perspective by the performance of a life cycle assessment. The investigated vehicle models are the battery electric vehicle Tesla Model S and the fuel cell vehicle Hyundai ix35 Fuel Cell. The assessment includes production of the specific components for each vehicle, which are defined as the battery in the battery electric vehicle and the fuel cell, hydrogen tanks and battery in the fuel cell vehicle, along with the use phase and production of the fuel. Distribution and recycling of the vehicles have been excluded from the study. The software SimaPro 7, which gives access to several life cycle inventory databases, was used when performing the life cycle assessments. According to the result of the study, fuel cell vehicles have a lower impact on the climate than battery electric vehicles from a life cycle perspective, if the hydrogen is produced using hydroelectric energy. However, a number of uncertainties such as differences in the chosen vehicle models, and assumptions made regarding the materials and processes used in the production phase of the vehicles could have affected the result. Two additional scenarios were investigated to decrease these uncertainties; one where the hydrogen used in the fuel cell vehicle was produced using an average Swedish electricity production and one where a smaller size of the battery in the battery electric vehicle was used. In the first scenario, the fuel cell vehicle would still be the better option, but in the scenario where a smaller size of the battery was used, the battery electric vehicle would be the option with the lowest impact on the climate. It can be concluded that the greater part of the climate impact from the two vehicle concepts occurs during the production phase, particularly for the battery electric vehicle. The fuel cell vehicle, on the other hand, has a greater impact on the climate during the use phase. Regardless of which of the investigated electric vehicle concepts is used, it is not possible for the Swedish transport sector to become climate neutral within the near future, and it is also difficult to determine which concept would be more suitable for a large-scale usage in the future Swedish transport sector.

This study addresses the use of a Solar blind system (SBS) instead of ordinary glass used on windows of buildings. To investigate the effects of using an SBS for electricity energy generation a fictitious wooden house as a prototype, a real building needed to be constructed. The purpose of experimental studies is to measure the effect and asses the performance by examining the optimal angle of inclination and evaluating the profitability of SBS. To calculate the electricity energy generation by it is then expected that general renovations of a building will be used in the system. To perform the different scenario for each inclination angle, the simulation software PVsyst was used where the measurements are validated according to the simulation results to confirm that models are suitable and which inclination angles produced the most electricity. After the validation process, a financial assessment, and an annual electricity production of the system for a fictitious building where SBS is applied were performed. The result for the annual electricity production at different angles of inclination turned out to be 2457 kWh/year at 30, 2235 kWh/year at 60   and 1781 kWh/year at 90 . The optimal angle of inclination was 30  , which also has the highest electricity production compared to the other angles. Electricity production does not differ much with the inclination angle of 60. The simulation for the annual electricity production was examined for ten windows in opposite directions. The investment cost for the use of SBS was extraordinarily high, landing at 28,120 SEK/kW. The reason for this high investment cost is that it includes high material costs and that the area for SBS systems is low, which is 1,696 m². The reason is that the low area in m² leads to a lower electricity generation and the higher the area m² leads to higher electricity generation, which turns into affecting the profitability and electricity production.

The Swedish energy sector is undergoing transformational changes. Along with a rapid growth of renewables and a shift towards electromobility, the transformation is expected to bring challenges to the power system in terms of grid instability and capacity deficiency. Integrating distributed renewable electricity production into the electric vehicle (EV) charging infrastructure is a promising solution to overcome those challenges. The feasibility of implementing such a charging infrastructure system in northern Sweden is however uncertain, as the solar resources are scarce in the long winter period. This study aims to maximise the value of a solar powered EV charging station, placed in a workplace environment in Umeå. An integrated system model of the charging station is developed, comprising separate models of a solar PV system, a battery energy storage system (BESS), the workplace EV fleet and the building Växthuset, onto which the charging station will be installed. Three scenarios are developed to study the charging station’s system performance under different EV charging strategies and BESS dispatch strategies. Two additional scenarios are developed to study the potential grid services that the charging station can provide in the winter period. A techno-economic assessment is performed on each scenario’s simulation results, to measure their effect on the charging station’s value. It involves analysing the charging station’s profitability and how well the BESS is utilised by the end of a ten-year project period. The charging station’s grid impact is further assessed by its self-consumption of solar power, peak power demand and the grid energy exchange. The assessed charging station values indicate that the overall grid impact was reduced with dynamic EV charging strategies and that the BESS capacity utilisation was strongly influenced by its dispatch strategy. The charging station further implied a net capital loss under the explored scenarios, even while the dynamic charging strategies brought by a slightly increased economic value. Moreover, the studied winter scenarios showed a great potential for the charging station to provide ancillary services to the local distribution grid while maintaining an efficient BESS capacity utilisation. The winter period’s peak power demand was significantly reduced by optimising the BESS operation to shift peaks in the building’s load profile, and peaks caused by the additional EV charging demand and the EV heaters, to off-peak hours. On this basis, future research is recommended for improved simulations of the charging station operation and to study additional value-added features that the solar driven charging station can bring. / Sveriges energisystem genomgår en omfattande omställning. Förändringar i form av en ökad andel förnybar elproduktion och elektrifieringen av transportsektorn förväntas medföra stora utmaningar för elsystemets nätstabilitet och överföringskapacitet. Att integrera in distribuerad, förnybar elproduktion som en del av laddinfrastrukturen för elfordon ställer sig som en lovande lösning för att möta de väntande utmaningarna. Möjligheterna att tillämpa en sådan lösning i norra Sverige är däremot mindre självklara, då solresurserna är knappa under vintertid. Det här examensarbetet syftar till att maximera nyttan av en soldriven laddstation för elbilar, placerad på ett arbetsplatsområde i Umeå. En integrerad energisystemmodell av laddstationen har skapats, bestående av systemmodeller av solpaneler, ett batterienergilager, arbetsplatsens elbilsflotta samt byggnaden Växthuset, som laddstationen ska anslutas till. Tre scenarier har utformats för att undersöka hur laddstationens prestanda förändras beroende på olika laddstrategier för elbilarna och batterienergilagrets styrning. Ytterligare två scenarier har utvecklats för att utforska möjliga nättjänster som laddstationen kan bistå med under vintertid. Laddstationens värde har vidare bedömts utifrån systemets prestanda i de olika scenarierna. Bedömningen grundar sig på laddstationens lönsamhet och hur välutnyttjat batterienergilagret är efter en kalkylperiod på 10 år, samt på specifika påverkansfaktorer på elnätet. Faktorerna omfattar konsumtionen av egenproducerad el, toppeffektuttaget och nätöverföringarna orsakade av laddstationen. Från värderingen av laddstationen framgår det att de dynamiska laddstrategierna ledde till en, överlag, minskad påverkan på elnätet samt att styrningen av batterienergilagret hade stor inverkan på dess utnyttjandegrad. Laddstationens nettonuvärde förblev negativt i de tre scenarierna, även om de dynamiska laddstrategierna, ökade dess ekonomiska värde till en viss del. Vidare tyder simuleringen av vinterscenarierna på att det finns en stor potential för laddstationen att erbjuda tjänster för lokalnätet och samtidigt nyttiggöra sig av batterienergilagret. Växthusets toppeffektuttag reducerades märkbart genom att optimera batteristyrningen till att flytta effekttoppar orsakade av Växthusets ellastkurva eller elbilarnas laddning och uppvärmning, till de timmar där lasten var lägre. Med detta i bakgrund föreslås vidare studier som fokuserar på den integrerade energisystemmodellen för att förbättra simuleringarna, samt att undersöka möjligheterna till att erbjuda fler nättjänster, som ökar laddstationens mervärde.

I dagsläget har världen en stadigt växande befolkning och där igenom en stadigt växande energiförbrukning. Med en växande energiförbrukning har det under de senaste åren uppenbarats diskussioner rörande samhällets hållbarhet och miljöpåverkan.  Samtidigt sker det en kontinuerlig teknikutveckling och människan är mer beroende av konstant elförsörjning än någonsin tidigare. Teknologiska framsteg, tillsammans med önskan att sträva mot ett mer hållbart samhälle med hög elleveranssäkerhet, har mynnat ett begrepp kallat smarta elnät. Till följd av att elnätet involverar en stor bransch råder det delad mening över vad som utgör ett smart elnät. Detta har lett till uppkomsten av olika definitioner och modeller av konceptet. I syfte att skapa en övergripande uppfattning har en litteraturstudie utförts för att sammanställa de huvudsakliga områden som utgör det smarta elnätet. För att skapa denna överblick har ett förslag på en övergripande definition framtagits enligt följande: Ett smart elnät är nästa steg i elnätets fortgående utveckling som sker till följd av samhällets ökande förlitlighet på konstant elförsörjning och önskan att begränsa människans miljöpåverkan. Målet är att med hjälp av kostnadseffektiva tekniska lösningar, effektiv teknik och ekonomiska drivkrafter främja införandet av ytterligare förnyelsebar elproduktion, en ökad elanvändning och ett effektivare utnyttjande av elnätet – ett elnät med låga förluster, hög elkvalitet och leveranssäkerhet med elkunder som är mer medvetna och delaktiga i sin elförbrukning än förr. Utifrån denna definition kan man summera smarta elnät till att omfatta två huvudsakliga intressen för samhället – hållbarhet och en ökad leveranssäkerhet. I framtiden förväntas därför elnätet hantera vidare utbredning av förnyelsebar elproduktion och en ökad elanvändning. För att möta denna förväntan har det dels konstaterats att nätkapaciteten behöver öka. Det har visats att en ökad nätkapacitet kan nås genom både tekniska lösningar som energilagring och effektivare komponenter men också icke-tekniska lösningar som politiska drivkrafter och incitament för elkunder att sänka sin maxförbrukning och elförbrukning i överlag i form av efterfrågeflexibilitet. I dagsläget finns inga uppenbara incitament för detta och det anses att reformer på vissa delar av elmarknaden kommer att krävas för att främja utvecklingen mot ett hållbart smart elnät. Samtidigt förväntas elnätet förse kunder med högre elkvalitet och leveranssäkerhet. Dagens elnät utgörs av många långlivade och, i många fall, gamla komponenter och investeringar kommer att behöva göras i moderna skyddssystem och kommunikationsnätverk i sinom tid ifall man vill uppnå nya förväntningar. Därtill förväntas det smarta elnätet omfatta olika typer av kommunikationsnätverk inom skyddssystem, övervakning och mätning. Därför har också information rörande relevanta kommunikationsprotokoll, -medier och -nätverk summerats där olika egenskaper lämpar sig för olika tillämpningar. / Currently the world has a steadily growing population and therefore steadily growing need of energy. With a growing need of energy, discussions regarding society’s sustainability and environmental impact have risen. At the same time modern technology has resulted in society being more dependent on a constant power supply than ever before. Technological advances, together with the desire to become a more sustainable society with high availability of power, have yielded a concept known as the smart grid. Due to the power grid being a huge industry there’s a divided perception regarding what a smart grid constitutes. This has resulted in the appearance of different definitions and models of the concept. Therefore a literary study was done with the purpose of creating an overall perception of the main aspects of the smart grid. To create this overview a proposed definition has been developed that describes the smart grid as mainly sustainable and available. The smart grid is the next step of the power grid’s ongoing development in response to society’s increasing reliability of a constant power supply and the wish for decreasing man’s environmental impact. With cost efficient technical solutions, efficient technology and economic forces the goal is to promote introduction of additional renewable electricity production, increased electricity utilization and a more efficient use of the power grid – a power grid with low losses, high power quality and availability with end-users that are more aware and involved in their power consumption than before. Based on this definition the smart grid can be summarized as two main interests for society – sustainability and a higher reliability. In the future the power grid is expected to cope with an increased introduction of renewable electricity production and an increased use of electrical applications. It has been concluded that the grid capacity has to increase in order to meet these expectations. It’s been shown that an increase in grid capacity can be achieved through technical solutions as energy storage and more efficient electrical components but also through non-technical solutions as political forces and incentives for end-users to lower their peak consumption and overall electricity consumption through demand response. At present there are no clear incentives for this and it’s considered that there is a need for reform of certain parts of the electricity market to promote the development towards a sustainable smart grid. The power grid is also expected to supply end-users with a higher power quality and reliability. The power grid of today consists of long lived and, in many cases, old components and investments in modern protection systems and communication networks are required in due time to meet new expectations. In addition, the smart grid is expected to include different types of communication network within protection systems, monitoring and metering. Information was therefore summarized regarding relevant communication protocols, media and networks where different properties are suitable for different applications.

The objective in this case study is to highlight typical problems of a planned hydropower dam project in Bokor National Park, Cambodia. The focal point in the line of questioning is the usage of public participation in larger exploration plans in a development country and to give a comprehensive survey of some of the participant involved. The study also discusses how the WCD report is used by non-govemental organisation to validate their claims. To be able to understand how the Cambodian society works, the study also includes a short briefing of recent Cambodian history. The study shows that the local people are more or less neglected in the preliminary investigations. Even if information meetings are held open, they are conducted in such a way that it is hard for common people to participate. The meetings are held in English and not in the domestic language Khmer. Critical groups are not formally invited but welcome to attend, most of their statements are withdrawn from the official protocols. The study also reveals that the leading entrepreneurs more or less neglects the environmental hazards in the construction by focus their information and calculations on the positive effects of the project. The study has been made as a field study, on location in Cambodia.