Syftet med projektet är att bilda en uppfattning av elektriska flygplans potential att reducera en flygrutts klimatpåverkan ur ett livscykelperspektiv.Flygresor leder till stora utsläpp av växthusgaser vilket påverkar jordens klimat negativt. Majoriteten av dessa utsläpp kommer från förbränningen av fossilt bränsle i flygplanens motorer. Elektriska flygplanharlagts fram som ett möjligt sättatt reducera flygplans klimatpåverkan. Elektricitet produceradfrån förnybara källoroch kärnkraftleder till mycket små utsläpp jämfört med förbränning av fossila bränslen. Förbrukning av drivmedel är emellertid inte flygplans enda bidrag till deras totala klimatpåverkan. För att få ett helhetsperspektiv måste utsläppen över hela flygplanets livscykel betraktas.Denna undersökning utför livscykelanalyser på ett elektriskt och två fossilbränsledrivna flygplan. Analysen utgår från tre svenska inrikesrutter som i dagsläget flygs av dem två fossilbränsledrivna planen. I analysen betraktas utsläpp från tillverkning, transport, användning, drivmedelsproduktion och underhåll. Livscykelslutet betraktas inte i analysen då dess klimatpåverkan anses försumbar. Med livscykelanalysen till grund uppskattas klimatpåverkan från att flyga rutterna med fossilbränsleplanen under ett helt år. Antalet flygningar på ett år bestäms utifrån Transportstyrelsens passagerarstatistik och antalet passagerarplatser på var flygplansmodell. Samma uppskattning av klimatpåverkan görs för ett elektriskt flygplan på demtre rutterna. Resultaten jämförs för att avgöra om/hur mycket mindre klimatpåverkan är med det elektriska planet.Undersökningen kommer även göra en uppskattning av direkt operativ kostnad för de tre flygplansmodellerna. Uppskattningen inkluderar alla kostnader som uppstår vid användning av flygplan. Kostnaderna delas in i fyra kategorier: anskaffningskostnad, drivmedelskostnad, underhållskostnad och besättningskostnad. Resultaten jämförs i syfte att belysa hur ett elektriskt flygplan ställer sig ekonomiskt mot dagens modeller. Resultatet av undersökningen visar att elflygplanets klimatpåverkan var 6–15gånger mindre än motsvarande värde för fossilbränsleflygplanen. Elflygplanet jämförde sig även väl i den ekonomiska aspekten med lägre direkt operativ kostnad än fossilbränsleflygplanet av liknande storlek. Elflygplanet presterade däremot sämre i detta mått än det större fossilbränsleflygplanet. Slutsatsen är att det elektriska flygplanet signifikant kan reducera klimatpåverkan från tre svenska inrikesrutter och att det är ekonomiskt konkurrenskraftigt med dagens flygplan.Ett intressant vidarearbete vore att göra undersökningen på fler rutter, fler flygplansmodeller och fler geografiska områden i världen. / Thisstudy aimsto form an estimate of electric aircraftspotential to reducethe environmental impact ofair routes froma life cycle perspective. Air travel leads to a large amount of greenhouse gas emissions, which contributes to global climate change. The majority of said emissions originate withthe combustion of fossil fuels in the aircraft's engines. Electric aircraft have been proposed as a possible way to reduce the environmental impact of aviation. Electricity from renewable and nuclear sources contributes far less to climate change thanfossil fuel combustion. However, fuel combustion is not the only way aircraftscause emissions of greenhouse gases. To map an aircraft's total emissions during a full life span a life cycle assessment is required. This study makes life cycle assessments on one electric and two fossil fuel powered aircrafts. The analysis is based on three Swedish domestic airroutes which are operated by the two fossil fuel powered aircrafts. The analysis accounts for pollution from production, shipping, operation, propellant production and maintenance. Not included in the analysis is the end-of-life phase since its environmental impact is considered to be negligible. The environmental impact from a full year of operation of an air route is estimated based on the life cycle assessment. Number of flights per year is determined usingstatistics from the transportation authority and the passenger capacity of each aircraft model. The same estimate for environmental impact is made for each air route with the electric aircraft. The resultsare compared to determine if/to what extentan electric aircraft can reduce environmental impact.The study also produces anestimation of direct operating expenses for the three aircraft models. The estimation includes all costs associated with aircraft usage. They are divided into four categories: procurement cost, propellant cost, maintenance cost and crew cost. The results are analyzedto assess how the economics of the electric aircraft compare with contemporary aircrafts. The results show a reduction of environmental impact by a factor of 6-15 when the electric aircraft is used in place of afossil fuel powered counterpart. The electric aircraft also compares favorablyon direct operating expenses with a lower value than the fossil fuel powered aircraft of equal size. The electric aircraft was outmatched in this metric by the larger fossil fuel powered aircraft. The conclusion is the electric aircraft has the potential to significantly reduce the environmental impact of three air routes and it is competitive economically.In a follow up study,it would be interestingto examine more air routes, more models of aircraftand includeroutes from different parts of the world.

The development of photovoltaic energy requires a lot of land. To maximize the land use, agrivoltaic systems that combine an agricultural and an electrical production on the same land unit are developed. A demonstrator was built in Montpellier (France) with dierent experimental arrangements to study the impact of a xed and a dynamic solutions on the crops below the panels. The eect of shade on lettuces appears to be positive with a Land Equivalent Ratio greater than 1. To extend the experiment to other crops, the crop species best adapted to the agrivoltaic system are identied. The shade tolerance and vulnerability to climate change are key parameters to select crops that will benet the most from the installation of PV panels. The SWOT analysis brings out that agrivoltaic systems can be a solution to maximize the land use and to adapt crops to climate change. The technical constraints imposed by the PV structure must be overcome to deploy this technology on a large scale. The greatest threat lies in the non-acceptability of the projects by farmers and the chambers of agriculture. An agrivoltaic project was developed in the South of France as a rst testing area but was nally abandoned because of too important reciprocal constraints for the farmer and the operator. / Utvecklingen av fotovoltaisk energi kräver mycket mark. För att maximera markanvändningen utvecklas agrivoltaiska system som kombinerar en jordbruksproduktion och en elektrisk produktion på samma markenhet. En demonstrant byggdes i Montpellier (Frankrike) med olika experimentella arrangemang för att studera effekterna av en fast och en dynamisk lösning på grödorna under panelerna. Effekten av skugga på sallader verkar vara positiv med en LER som är större än 1. För att utvidga experimentet till andra grödor identiferas de grödor som bäst anpassas till det agrivoltaiska systemet. Skuggtoleransen och sårbarheten för klimatförändringar är viktiga parametrar för att välja grödor som kommer att dra mest nytta av installationen av PV-paneler. SWOT-analysen visar att agrivoltaiska system kan vara en lösning för att maximera markanvändningen och anpassa grödorna till klimatförändringar.  De tekniska begränsningarna som PV-strukturen sätter måste övervinnas för att kunna använda denna teknik i stor skala. Det största hotet ligger i att projekten inte godtas av jordbrukare och jordbrukskamrar. Ett agrivoltaiskt projekt utvecklades i södra Frankrike som ett första testområde men övergavs slutligen på grund av för viktiga ömsesidiga begränsningar för bonden och operatören.

Demand-Side Flexibility (DSF) is a very attractive option to solve challenges that are emerging from the evolution of modern power systems all around the world. The greater integration of intermittent renewable energy sources into the energy mix creates the need for flexible end-user behavior and demand management. In Singapore, distributed power production grows steadily in the form of rooftop solar PV panels installed on both households and commercial buildings, where the main load demand is cooling and air conditioning. Challenges arise also from the projected rapid increase in the penetration of Electric Vehicles (EVs). The charging routines of EVs could represent a high and potentially dangerous power peak that the current electrical grid is not able to withstand. Providing the ability to shift the demand profile of a large building or a neighborhood with minimum modifications of the electrical grid, DSF is poised to play a central role in solving these challenges during the next 10-20 years. This study proposes linear mathematical modeling for the optimum utilization of sensible-heat thermal and electrochemical battery energy storage, implemented in the already existing building modelling framework developed by TUM-CREATE, the CoBMo. An optimization problem is defined aiming to minimize the total cost as the sum of operational costs from the electricity consumption of the HVAC system and the investment costs for the energy storage. Financial payback analysis is performed using the CoBMo version improved with the mathematical model to estimate the achievable annual savings. The discounted payback time is considered as an economic indicator to whether the storage would be a valid investment or not depending on the electricity price signal – wholesale and retailer – as well as on the storage operation setup and installation costs, lifetime, efficiency, etc. The economic analysis shows that both the thermal energy and battery storage options are feasible for office buildings in Singapore considering the investment conditions from year 2020 onwards. While chilled-water thermal energy storage is well established and relatively simple technology, the battery storage displays better economic return when selecting Li-Ion Nickel Manganese Cobalt (NMC) technology. The optimal daily schedule of both storage solutions is presented in this study, showing how the optimization tool leverages the price signals, relying on trade-offs between operational expenditures and investment costs for the energy storage systems. / Den inbyggda flexibiliteten av elkonsumtion vid slutanvändarna för att jämna ut en varierande tillförsel av elkraft från produktionssidan kallas för ”Demand-Side Flexibility” (DSF). DSF är ett attraktivt verktyg för att lösa utmaningarna som uppstår från den växande andelen elproduktion baserad på varierande energikällor såsom solkraft och vindkraft, som utvecklas överallt i världen. I Singapore växer utbyggnaden av solkraft mycket snabbt i form av solceller på byggnaders tak och den större integrationen av förnybara resurser i energiblandningen skapar ett behov av att göra efterfrågan flexibel med tanke på det typiskt stora andelen kyla och luftkonditionering. Utmaningar uppstår också från den förväntade snabba ökningen av antalet elfordon vems laddningsrutiner representerar en hög och potentiellt farlig effekttopp som det nuvarande elnätet kommer snart inte kunna tåla. Därför spelar DSF-tekniken en central roll när det gäller effektiva lösningar för dessa utmaningar inom de kommande 10-20 åren. Studien härmed föreslår en optimeringsmetod baserad på linjära matematiska modeller för byggnadsintegrerade energilaggringssystem i form av både kylvattenlagring och elbatterier. Metoden implementeras i ett redan befintligt program för modellering av byggnadsenergisystem som utvecklats av TUM-CREATE och kallas för CoBMo. Optimeringsmålet definieras för att minimera den totala kostnaden som är summan av driftskostnaderna för VVS-systemet samt investeringskostnaderna för energilagringen. En ekonomisk återbetalningsanalys utförs med hjälp av CoBMo-programmet förbättrad med det härmed utvecklade optimeringsverktyget som utvärderar de årliga besparingarna. Återbetalningstiden betraktas som en ekonomisk indikator på huruvida energilagringen skulle varit en giltig investering eller ej, beroende på en varierande elprissignal – både grossist elhandel och elpriset för småkunder – och även energilagringens användarprofil och effektivitet samt kostnaderna för installation, underhåll, avskrivningar, m.m. Den ekonomiska analysen visar att både kylvattenackumulator samt elbatterier integrerade i kontorsbyggnader i Singapore kan leverera avkastning med tanke på det förväntade investeringsklimatet från och med år 2020. Även om lagringen av värme och kyla är en beprövad och relativt enkel teknik, studien visar att batterilagring står sig bättre ekonomiskt, särskilt när man väljer Li-Ion Nickel Mangan Cobalt (NMC) tekniken. Den optimala dagliga laddnings- och urladdningsstrategin för vardera energilagringslösningen presenteras i resultaten från denna studie, vilket visar hur optimeringsmodellen utnyttjar de prissignaler som tillhandahålls och gör en avvägning mellan driftsutgifter och investeringskostnader för energilagringen.

Syftet med detta projekt var att skapa underlaget till ett personligt digitalt verktyg. Verktyget, som är menat att vara en applikation till smarttelefoner, ska hjälpa den enskilde individen att minska sin negativa inverkan på miljön. Detta ska skegenom att appen hjälper individen att hitta ett mer hållbart sätt att leva. Detta genom att både informera användaren om vad den vardagliga konsumtionen orsakarsamt hitta alternativ till dagens levnadssätt. Det beslutsfattande elementet iverktyget skulle bygga på en metod som är framtagen av Joakim Karlsson. Denna metod går ut på att presentera alternativ parvis för användaren och genom attvikta alternativen sortera ut överflödiga jämförelser.För att kunna presentera klimatsmarta alternativ för användaren behövdes en databas med statistik på utsläpp som produkter orsakar inom alla konsumtionområden. En litteraturstudie utfördes där möjligheterna till att bygga en sådan databas undersöktes. Konsumtionsmönster undersöktes som skulle möjliggöra en miljömässigt hållbar levnadsstandard. Vidare studerades motivationsmetoder som, genom att föras in i appen, skulle bidra till att fler individer lyckas genomgå en förändring. Slutligen sammanställdes en simulering av appen och möjliga vägar för att kommersialisera produkten utvärderades. Nedan följer en lista av kortfattade slutsatser och resultat. • Att basera appens beslutsprocess på Joachim Karlssons metod fungerar ochär lämplig att integrera i en app som är anpassad för en individ. • En databas som innehåller statistik för utsläpp av produkter är teoretisktmöjligt att bygga, men alldeles för tidskrävande i detta projekt. 15 datapunkter samlades istället in för att simulera funktionen. • De tekniker och teorier som studerats inom motivationsmetoder har lett tillen diskussion kring hur dessa kan implementeras i appen. • Marknadsanalysen synliggjorde företaget Svalna som utvecklat en liknande app. Efter ett möte där de visade intresse för underlaget som utvecklats idenna studie övervägdes de olika vägarna för att kommersialisera underlaget. Slutsatsen som drogs var att det bästa alternativet för fortsatt arbete är ettsamarbete med Svalna. / The purpose of this project was to lay the foundations for a personal digital tool.The tool, which is intended to be an application for smartphones, will be designed to help individuals reduce their negative impact on the environment. This will be achieved by helping the individual find a more sustainable lifestyle through the app. The app will inform the user about the impact on the climate from daily consumption and thereafter suggest possible changes to their current lifestyle. The decision-making element in the tool would be based on a method that aims to streamline decision making in companies through pairwise comparisons. This is achieved by weighting the categories and then presenting them in pairs to the user. To present the user with environmentally friendly alternative ways to live, a broad database of statistics on emissions caused by the consumption of products was needed. A literature study was conducted to find out if such a database would be possible to build. Furthermore, studies where conducted to find the consumption patterns of an environmentally sustainable lifestyle. To get as many people to succeed in changing their lifestyle as possible, theories and methods regarding motivation were studied. Finally, a simulation of the app was compiled and possible ways to commercialize the product were evaluated. The list below briefly covers the conclusions and results of the project. • It is possible to integrate Joachim Karlsson’s method in an app of which targets the individual. • The database containing statistics on emissions is theoretically viable but too time-consuming to be a part of this project. 15 data points were collected to be able to simulate the function of the app. • The techniques and theories behind the motivational methods have led to a discussion of how these methods can be implemented in the app. • The market analysis drew attention to a company named Svalna who made an app with a similar purpose. After a meeting, where they showed interest in this concept, possible ways to commercialize the app were considered. Finally, it was concluded that the best option forward is a collaboration with Svalna.

See filen / Today the energy usage and storage is a crucial subject around the world as the need for energy is largerthan ever. In thermodynamics, three current methods exist for thermal storage: sensible heat storage,latent heat storage, and heat storage by chemical reaction. The sensible heat storage is currently themost commonly used one and involves storing heat by shifting the temperature for the storage mediumwithout causing a phase change. The latent heat storage is very much similar but with the dierencethat the medium goes through a phase change. Finally the thermochemical heat storage which diersfrom the two earlier methods by utilizing the advantage of reversible chemical processes.The purpose of this thesis is rst to establish a literature study on current studies and applications oncontrol strategy's for primarily latent heat storage, but for sensible as well. The literature study willbe composed of scientic articles and books, and a few interviews. The second part of this thesis is togenerate concept solutions for latent heat storage control strategies and a nalized design is visualizedby CAD.Based on the literature study, it can be concluded that the control technique between sensible heatstorage and latent heat storage varies because of the principles of storage. Sensible heat storage usesthe transfer uid as the material of storage which facilitate the control strategy as it is therefore only amatter of ow rate. Latent heat storage's have the transfer uid and the material of storage separatedand it requires a heat transfer process between them. Therefore, controlling the latent heat storage becomesnot only a matter of ow rate but also of contact area and conduction. On top of this, the storagematerial changes phase, which causes a reduction in power over time due to thermal resistance, andthe storage capacity will decrease because storage material for latent heat storage usually deteriorateover time. Since the storage principles dier between latent and sensible heat storage's, the establishedcontrol strategy for sensible heat storage's cannot be easily applied to latent heat storage's. Controlstrategies for latent heat storage's need to be developed, but as each challenge for latent heat storage isa dicult control-technical challenge, advanced control technology and strategy are therefore required.The result of the literature study consists of summary of all the source material to conclude the resultin matrix form and a discussion that suggested control strategy for latent heat storage is a lowdeveloped subject. The state of charge for latent heat storage is a matter that has been researchedbut has no result yet with an obvious strategy to measure the state of charge. Sensible heat storagehave control strategy solutions that could work for latent heat storage such as a general control of thelatent heat storage by a human operator or a production plan.The result on the concept creation solved a group of control strategy problems that was formulated forlatent heat storage. These are to hold constant mass ow and power, holding constant power but tobe able to adjust the mass ow, atten the power curve for the latent heat storage such that it fulllsthe requirements on power, and to calibrate the state of charge when the storage capacity has reduceddue to deterioration of the storage material. The concepts was evaluated for their pros and cons anda nal design was constructed from the best concepts. The design solves all the problems formulated,however to be something to regard as a product suggestion for a latent heat storage the design needsto solve more or all control strategy problems.

Se filen / See file

Biogasanläggningar har oftast en relativt låg verkningsgrad och en låg lönsamhet, detta har gjort att biogasens potential inte utnyttjas till fullo utan används endast till några få procent globalt. Till följd av detta har Innovationsverket i Gamelby, i samarbete med KTH sedan hösten 2014 tagit fram en analys av hur ett framtida gårdsbaserat biogassystem kan se ut och samtidigt vara mer energioptimalt än dagens motsvarigheter. Företaget International Micro Biogas AB har skapats och patent har beviljats. Detta arbete syftar på att ta fram en komplett energianalys av ett småskaligt gårdsbaserat biogassystem utifrån dess huvudkomponenter, vilket har utförts genom att analysera tidigare examens- och projektarbeten som genomförts i samarbete mellan Innovationsverket och KTH, för att ur dessa dra ut relevanta delar och skapa det övergripande systemet. Energidata för de ingående huvudkomponenterna analyserades och beräkningar utfördes i Microsoft Excel. En Excelfil har skapats där det genom att ange gårdens antal kor går att beräkna den årliga energiåtgången för det gårdsbaserade biogassystemet, denna rapports resultat baserades på en gård med 200 kor. Sammanställningen av systemets huvudkomponenter resulterade i en energiåtgång på 385 MWh per år. Det nya gårdsbaserade biogassystemet har visat sig ha en god potential ur ett energiperspektiv och skulle med stor sannolikhet kunna bli självförsörjande om en optimering av systemet skulle genomföras. / Commercial biogas facilities often tend to have a relative low efficiency and low profitability, resulting in the worldwide biogas potential not being utilized to its full extent. Consequently, since autumn 2014, Innovationsverket in Gamelby has in collaboration with KTH analysed the potential of a farm-based biogas system compared to the energy efficiency of today’s equivalents. The company International Micro Biogas AB was started, and patents has been granted. This essay aims to conduct a comprehensive energy analysis of a small-scale farm-based biogas facility based on its main components, which has been performed by evaluating preceding master theses and project assignments conducted by the collaboration between Innovationsverket and KTH, with the goal of compiling information from these and creating the comprehensive system. The energy data of the main components were analysed, and calculations were conducted in Microsoft Excel. An Excel spreadsheet were one can insert essential farm data to calculate the yearly energy expenditure of a biogas facility has been created. This study was conducted with the intention of utilizing 200 cows as the essential data and the collection of the energy components output resulted in a yearly energy consumption of 385 MWh. The new farm-based biogas facility has displayed great potential, from an energy consumption perspective, and could with high probability become self-sufficient if an optimization of the system were conducted.

The world is now facing a transition from a fossil fuel dependent society to an energy sustainable one. This is happening by the world moving towards renewable energy resources and technologies. To realize and accelerate the transition, the key stakeholders of energy systems, such as the industries around the world needs to be involved and contribute to this transition. This paper investigates the possibilities of implementing on-site renewable energy technology solutions, for a medium-scale company in the developing country Sri Lanka. This company, Wijeya Newspapers Ltd., in particular has its own intention and vision of being 100% carbon neutral in their operations. This study keeps its major focus on the aspects of economical sustainability and technological feasibility but the environmental and societal impacts are investigated as well. Wijeya Newspaper’s printing factory form the base of this study and is located in Hokandaraarea outside the capital town Colombo. Among the options of renewable energy, the potential of solar power is large at the location and the area of the rooftop could generate 640 MWh electricity every year. As the factory is located in an urban area, the option wind power plant is not practical, due to poor wind conditions and other reasons. The bioenergy, in the form of biogas is produced in the factory by taking organic waste into an anaerobic digester. This generate a daily production of around 30 m3 biogas which could contribute to around 18 MWhelectricity on an annual basis. By looking at and analyzing data for the area and the factory’s operation alongside practical work, literature studies and calculations, the feasibilities of generating electricity from biomass, wind and solar energy was done. In conclusion, generating energy from biomass, solar and windpower on-site, is technically feasible but solar power and bioenergy are the only ones that could generate economic and environmental savings. However, neither of these renewable energy technologies will alone or in combination be able to supply the factory’s total energy demand, due to the practical limitations posed by the location. Among those three renewable options, also encouraged by Sri Lanka energy regulations and promotional efforts by the governmentfor solar energy in urban areas, the solar PV rooftop system has become the most economically feasible option.

Currently, the proliferation of electrified vehicles (EV) has increased rapidly. Considering EV users’ point of view, the duration of charging, and the place to charge their car are essential factors. Increase of EV penetration gives also impact on the electrical network such as overloading, and power quality issues. IEC 61851 and ISO 15118 are the two primary standards to provide requirements for electric vehicle supply equipment (EVSE) to ensure the process of charging can be adequately conducted without disrupting the electric system in general. Following standards and considering the user’s preference in charging place, a new charging method that can draw higher energy than existing technique should be developed. A three-phase grid connected home system is modeled in this study to see the impact of unbalance household load to a three-phase charging. The load modeling covers the variation level of load in summer, spring/fall, and winter. Specific usages of electricity are distributed in a three-phase home system which consists of phase 1: cold appliance, cooking, standby appliances, and other loads; phase 2: heat pumps, audiovisual (Television and sound system) and computer size; and phase 3: Lightning and washing. Two methods of charging are defined in this model, which are symmetrical (existing standard) and asymmetrical (proposed). In symmetrical technique, the On-board Charger (OBC) will draw equal phase current independent of home loads connected in each phase of three phase system. The three phase system will not balanced completely in this method. Meanwhile, in asymmetrical method, the OBC will draw the leftover of current in each phase according to its real-time availability by balancing all three phase in the home. The asymmetrical method is expected to achieve faster charging duration than symmetrical charging due to higher energy availability. There three main cases defined in this study: theoretical case (the EV is charged from hour 00:00), 0-100% SOC case, and the user case (the distance targeted determines Car Demand). The result of simulation reveals that Asymmetrical charging method can provide higher energy available than asymmetrical technique. Fuse-rating level influences a lot on this result. If the higher fuse rating applied in the same load profile, the gap of energy availability between symmetrical and asymmetrical will be reduced. But still the symmetrical method never perform better energy availability than the asymmetrical method, either with 16 A fuse and 20 A fuse. This result of energy availability becomes an indication for 3 the theoretical case, in which asymmetrical method can provide more charging cycles than the symmetrical method, especially for 16 A fuse system. For all cases that have been simulated, the asymmetrical method shows benefits in terms of reduction in time and cost reduction. In a year, the saving of hours of charging duration which could be achieved by new charging method in a 16 A fuse system is as high as 8 hours and 4 hours for 0-100% SOC cases and partial charging user cases respectively (less than 50% approx.). In a three-year cost comparison, the money that could be saved by the asymmetrical method in a 16 A fuse system are as high as 35 Euro for 0-100% case and 23,405 Euro in the user case. After simulations result obtained, asymmetrical method demonstrates a promising performance of the new charging technique in terms of duration and saving. There is a need to push a new standard to realize the implementation of this charging activity. A communication scheme between energy meter, EVSE, and OBC should be established to exchange real-time current availability information. New AC information sequences could be adapted from the DC charging communication standard, IEC 61851-24. / För närvarande har spridningen av elektrifierade fordon (EV) ökat snabbt. Att ta hänsyn till EVanvändarnas synvinkel, laddningstiden och platsen att ladda sin bil är väsentliga faktorer. Ökning av EVpenetration ger också inverkan på det elektriska nätverket, såsom överbelastning och problem med kraftkvalitet. IEC 61851 och ISO 15118 är de två primära standarderna för att tillhandahålla krav på elfordonsförsörjningsutrustning (EVSE) för att säkerställa att laddningsprocessen kan genomföras på ett adekvat sätt utan att störa det elektriska systemet i allmänhet. Efter standarder och med tanke på användarens preferens på laddningsplats bör en ny laddningsmetod som kan dra högre energi än befintlig teknik utvecklas. Ett tre-fas nätanslutet hemsystem modelleras i denna studie för att se effekterna av obalanserad hushållsbelastning på en trefasladdning. Lastmodelleringen täcker variationen i lasten på sommaren, våren / hösten och vintern. Specifika användningsområden för elektricitet distribueras i ett trefas hemsystem som består av fas 1: kallapparat, matlagning, standbylagare och andra laster; fas 2: värmepumpar, audiovisuella (TV- och ljudsystem) och datorstorlek; och fas 3: Blixt och tvätt. Två laddningsmetoder definieras i denna modell, som är symmetriska (befintlig standard) och asymmetriska (föreslagna). I symmetrisk teknik drar ombordladdaren (OBC) lika fasström oberoende av hembelastningar anslutna i varje fas i trefassystemet. Trefassystemet kommer inte att balansera helt i denna metod. Under tiden, i asymmetrisk metod, kommer OBC att dra återstoden av strömmen i varje fas enligt dess realtids tillgänglighet genom att balansera alla tre faserna i hemmet. Den asymmetriska metoden förväntas uppnå snabbare laddningstid än symmetrisk laddning på grund av högre energitillgänglighet. Det finns tre huvudfall definierade i denna studie: teoretiskt fall (EV debiteras från timme 00:00), 0-100% SOC-fall och användarfallet (avståndsinriktningen avgör bilfrågan). Resultatet av simulering avslöjar att asymmetrisk laddningsmetod kan ge högre tillgänglig energi än asymmetrisk teknik. Säkringsgraden påverkar mycket på detta resultat. Om den högre säkringsgraden som tillämpas i samma belastningsprofil kommer energiförbrukningen mellan symmetrisk och asymmetrisk att minska. Men fortfarande har den symmetriska metoden aldrig bättre energitillgänglighet än den asymmetriska metoden, varken med 16 A-säkring och 20 A-säkring. Detta resultat av energitillgänglighet blir en indikation för det teoretiska fallet, i vilket asymmetrisk metod kan ge fler laddningscykler än den symmetriska metoden, särskilt för 16 A-säkringssystem. För alla fall som har simulerats visar den asymmetriska metoden fördelar när det gäller minskning av tid och kostnadsminskning. På ett år är besparingen av timmar med laddningstid som kan uppnås genom en ny laddningsmetod i ett säkringssystem på 16 A så hög som 8 timmar och 4 timmar för 0-100% SOC-fall respektive partiell laddning av användarfall (mindre än 50% ungefär). I en kostnadsjämförelse på tre år är de pengar som kan sparas med den asymmetriska metoden i ett säkringssystem på 16 A så höga som 35 Euro för 0-100% fall och 23 405 Euro i användarfallet. Efter erhållna simuleringsresultat visar den asymmetriska metoden en lovande prestanda för den nya laddningstekniken när det gäller varaktighet och sparande. Det finns ett behov att driva en ny standard för att realisera genomförandet av denna avgiftsaktivitet. Ett kommunikationsschema mellan energimätare, EVSE och OBC bör inrättas för att utbyta information om aktuell tillgänglighet i realtid. Nya ACinformationssekvenser kan anpassas från DC-laddningskommunikationsstandarden, IEC 61851-24.

With the increasing amount of buildings that are being renovated in Austria, the potential of replacing conventional heating systems with heat pumps increases and thus CO2 emissions could be reduced. Several companies therefore focus on installing combined heat pump and PV systems. The installation of heat pumps and PV systems are being subsidized in Austria with different schemes for every state. The subsidy programs could therefore be clearer and more constant, like the Swedish heat pump subsidies of the last decades. Heat pumps currently cover the heating of over 10% of the gross floor area of single-family houses in Austria. For multifamily houses less than 5% of the gross floor area is heated with heat pumps. The research goal has been to analyze the sensitivity of the net present value (NPV), benefit cost ratio (BCR) and internal rate of return (IRR) on different input parameters for the replacement of a conventional heating system in a multifamily house, by a heat pump combined with a PV system. This way it could be researched what parameters would have most influence on the profitability of a combined heat pump and PV system. A case study has therefore been performed on the replacement of a gas heating system by an ambient air/water heat pump and a borehole ground source heat pump combined with a PV system in a multifamily house in Vienna. A model has been developed with Excel to perform this analysis uses the building space heating demand generated from a simulation tool created internally by AIT: The Building Model Generator. The model calculates the annual energy demand of a multifamily building in Vienna, which leads to the annual costs and benefits with respect to the conventional gas heating system. This model has been validated by a model created with the Polysun software. The results of the analysis showed that installing a combined heat pump and PV system to replace a gas heating system in a multifamily house would improve the NPV in comparison to installing the heat pump or PV system separately. The BCR is greater than one for both the combined air/water heat pump and PV system (AW HP+PV) and the combined ground source heat pump and PV system (GS HP+PV) for the currently used input. Subsidies currently have a large influence on the NPV and payback time of the installment of these combined systems, especially for the GS HP+PV due to the high investment subsidies for this type of heat pump in Vienna. The sensitivity analysis shows that the bigger the PV area of these combined systems, the higher the BCR, but this BCR increase flattens out for increasing PV areas. The investment costs have a large influence: if these would decrease somehow by 50%, the BCR would double. The large influence of the investment costs is shown by the sensitivity analysis on the assumptions for the heat pump investment costs as well. The electricity price has a larger influence on the BCR than the feed-in tariff does. When the electricity price decreases, the BCR increases. It could be concluded from the sensitivity analysis that the gas price has the largest influence however. Because of this high dependency on the gas price, a gas price increase could even make subsidies redundant. Increasing the gas price could thus be the quickest way to stimulate the sales of combined heat pump and PV systems, which could lead to a decrease of approximately 45%-60% of the total CO2 emissions for every multifamily house where these combined heat pump and PV systems are installed. In the future the Excel model could be included in the Building Model Generator. With only a few input parameters it would then be possible to evaluate the replacement of a heating system with another heating system in different building types for the whole of Austria where there are various subsidy schemes. / Med ökande antal byggnader som renoveras i Österrike, ökar även potentialen för att byta ut det konventionella värmesystemet mot värmepumpar. Således kan CO2-utsläpp minskas. Därför fokuserar flera företag på att installera kombinerade värmepump och PV system. Installationen av värmepumpar och PV system subventioneras i Österrike, men subventionerna kan vara klarare och mer konstant, som det har varit i Sverige under de senaste decennierna. För närvarande omfattar värmepumpar mer än 10% av uppvärmningen av den totala golvytan av enfamiljshus i Österrike. Beträffande flerfamiljshus motsvarar värmepumparna mindre än 5% av uppvärmningen av den totala golvytan. Forskningsmålet har varit att analysera känsligheten av nuvärdet (NPV), förmånskostnadskvoten (BCR) och den interna avkastningen (IRR) på olika inmatningsparametrar för ersättningen av ett gasvärmesystem i ett flerfamiljshus, mot en värmepump kombinerat med ett PV system. På så sätt kunde det undersökas vilka parametrar som har mest inflytande på lönsamheten av en värmepump och PV system. Därför utfördes en fallstudie på ersättningen av ett gasvärmesystem med en luft/vatten värmepump och en bergvärmepump kombinerad med ett PV system i ett flerfamiljshus i Wien. En modell har utvecklats med Excel för att utföra den här analysen använder byggnadsutrymmets värmeefterfrågan som genereras av ett program som har skapats internt av AIT:s Building Model Generator. Excelmodellen beräknar det årliga energibehovet av ett flerfamiljshus i Wien, som leder till de årliga kostnaderna och fördelarna med avseende på ett konventionellt gasvärmesystem. Excelmodellen har validerats med en modell som har skapats med mjukvaran Polysun. Resultaten av analysen visade att installera ett kombinerat värmepump- och PV system för att byta ut ett gasvärmesystem i ett flerfamiljshus skulle förbättra NPV-värdet jämfört mot att installera ett värmepumpeller PV system separat. Resultaten visar att, för de aktuella inmatningarna, BCR-värdet är större än ett för både det kombinerade luft/vatten värmepump- och PV systemet (AW HP+PV) och det kombinerade bergvärmepump- och PV systemet (GS HP+PV). För närvarande har subventioner en stor påverkan på NPV-värdet och återbetalningstiden av installationen av dessa kombinerade system, framförallt på GS HP+PV på grund av höga investeringssubventionerna av den här typen av värmepumpar i Wien. Känslighetsanalysen visar att desto större PV-yta av dessa kombinerade system, desto högre BCR-värde, men ökningen plattas ut för ökande PV-ytor. Investeringskostnaderna har stort inflytande: om dessa på något sätt skulle minska med 50%, skulle BCR-värdet fördubblas. Den stora påverkan av investeringskostnaderna visas även i känslighetsanalysen av antagandena för investeringskostnader för värmepumpen. Inmatningstariffen har inte stort inflytande på BCR-värdet. Elpriset har en större påverkan än inmatningstariffen. När elpriset sänks, ökar BCR-värdet. Från känslighetsanalysen kan slutsatsen dras att gaspriset har största inverkan. På grund av den här stora påverkan av gaspriset, kunde även en gasprisökning göra subventioner överflödiga. Att öka gaspriset kunde således vara det snabbaste sättet att stimulera försäljningen av kombinerade värmepump och PV system, som kan leda till en minskning av ungefär 45%- 60% av totala CO2 utsläppen för varje flerfamiljshus där dessa kombinerade värmepump och PV system är installerade. I framtiden kan Excelmodellen komma bifogad i Building Model Generatorn. Med några få inmatningar kommer det sedan vara möjligt att värdera ersättningen av ett värmesystem med ett annat värmesystem i olika byggnadstyper i hela Österrike där flera subventioner gäller.