To fully determine the performances of high-pressure compressors (HPC), modeling and partial tests can beperformed to characterize its different operating conditions. Nevertheless, there are still noticeable errorsbetween the results of these models and the tests: deformations and differences can appear, and notably becauseof a modeling defect or the assumptions made during the analysis (measurement corrections for example). Tomodel the closest to the tests, it is therefore necessary to include all the different elements impacting theperformances of the compressor performance map to model the operating points correctly. The purpose ofthe thesis is to take in charge a new software that predicts the performances of high-pressure compressors,built in Python where a compressor can be decomposed in elementary axial and/or centrifugal compressorsusing their respective compressor performance map. By a stacking technique it is possible to characterize theoperating point of the main compressor by knowing the inlet and the outlet conditions, and to include severaldeformation models such as Reynolds number effects, Variable Stator Vanes (VSV) effects, or tip clearanceeffects on the performances of the compressor. A calibration function also allows the development of newversions of the previous deformations models and it quantifies the unknowns and uncertainties betweencomputed and tested results. Several working points at off-design conditions were computed with specificoperating conditions such as the opening of a handling bleed valve. Deformations models of this specificcondition was built to mitigate the uncertainties between computed and tested results and include thephenomenon to the modeling. Several deformations models were also compared for efficiency purposes. / För att fullt ut kunna bestämma prestanda hos högtryckskompressorer (HPC) kan modellering och delprovutföras för att karakterisera kompressorns olika driftsförhållanden. Det finns emellertid fortfarande märkbaraskillnader mellan resultaten av dessa modeller och testerna: deformationer och skillnader kan uppstå på grundav en modelleringsdefekt eller antaganden som har gjorts under analysen (t.ex. mätkorrigeringar). För att närmamodellen till prov är det därför nödvändigt att inkludera alla de olika elementen som påverkar kompressornsprestanda för att korrekt modellera de olika arbetspunkterna i en kompressor mapp. Syftet med avhandlingenär att implementera en ny Python-baserad programvara som förutspår prestationerna hoshögtryckskompressorer, där en kompressor kan brytas ner i elementära axiella och / ellercentrifugalkompressorer med tillhörande kompressor prestandamappar. Med en staplingsteknik är det möjligtatt karakterisera huvudkompressorns driftspunkt genom att känna till förhållanden vid inloppet och utloppetav huvudkompressorn. Modellen inkluderar olika effekter som Reynolds-tal effekter, ”Variable Stator Vanes”-effekter (VSV) eller påverkan av toppspel. En kalibreringsfunktion tillåter också utveckling av nya versioner avtidigare modeller och kvantifierar osäkerheter och skillnader mellan resultat från simuleringar och de frånprövningar. Flera arbetspunkter vid off-design-förhållanden simulerades med specifika driftsförhållanden,såsom öppnandet av avtappningsventiler (”bleed air valves”) och deformationsmodeller för dessa specifikatillstånd togs fram för att minska osäkerheten hos simuleringsresultat.

The electricity generation is changing. In the grid there is more and more distributed generation installed and the expansion is expected to continue further. The main difference in production of distributed generation units in comparison to a classic power plant is the mass production. In order for distributed generation to be allowed to connect to the public grids, it must fulfil the electrical requirements, the grid code. This thesis is done together with Climeon AB and focuses on what requirements that may apply to an inverter-based drivetrain powered by low temperature heat. By looking at requirements from seven different regions, it can be concluded that the most occurring types of requirements are concerning fault ride-thru, handling of grid frequency fluctuations, reactive power management, power regulation, island mode, DSO or TSO communication, ramp up, automatic reconnection and certification. However, no continuity could be found within the requirements which indicates that in order to comply with the regulations, every local installation must be adapted to the local regulations. The different types of regulations affect an inverter-based drivetrain in multiple ways and it is impossible to say that one requirement will affect the drive train in one specific way. The hardest requirements for a generator unit powered by a low temperature steam cycle are the ones involving islanding and fault ride-thru which requires the drivetrain to instantaneous limit its electricity production. Most of the requirements can be address in the design process by adding electrical inertia and choosing an AFE with a wide operating range. / Elproduktionen och elnätet är under stor förändring. Vi går mot ett elnät med allt fler och mindre kraftverk utspridda över alla delar av nätet. För att få ansluta en generator mot elnätet måste den först uppfylla en uppsättning elnätskrav, grid codes. Detta arbete har gjorts tillsammans med Climeon och fokuserar på att ta reda på samt analysera de krav som ställs på en drivlina som drivs av en lågtemperaturs ångcykel och som med en frekvensomriktare ansluts emot elnätet. Genom att titta på kraven som ställs i åtta olika länder fördelat över tre kontinenter, har de vanligast förekommande kraven definierats. De vanligaste sortens krav berör hur maskinen ska hantera spänningsdippar i elnätet, frekvensvariationer i elnätet, injektion av reaktiv effekt, varierande effekt, ö-drift, kommunikationskrav, stegvis effektförändring, automatisk återanslutning samt certifiering. Inom de vanligaste sortens krav fanns det dock en stor variation på hur de tillämpas och vilka parametervärden som bör användas. Inga regioner hade exakt samma krav och varje installation måste således anpassas enligt lokala föreskrifter. Kraven som ställs på generatorns drivlina påverkar dess utformning så väl som utformningen av kringutrustning på många olika sätt. Då det in hittades ett samband mellan kraven i de olika regelverken går ej att definiera exakt hur kraven påverkar drivlinan. De mest kritiska kraven är de som berör ö-drift och spänningsdippar. Dessa påverkar alla delar av drivlinan och kräver en snabb minskning av levererad effekt. För att kunna tillgodose detta måste en installation kompletteras med komponenter som tillför elektrisk tröghet så som syntetisk svängmassa. De flesta av kraven går att tillmötesgå i design processen genom att lägga till elektrisk tröghet samt välja en AFE som klarar av att arbeta inom ett stort omfång.

Construction companies in Sweden has to comply with regulations forboth indoor environment and energy performance in multifamily buildings,and they also face a growing demand for certified green buildings.In order to lower the energy demand, all potential energy savings areof interest. Recent European studies have reported that a decentralizedventilation system might have a lower energy consumption for fansthan a centralized system, and an increasing interest for decentralizedventilation in multifamily buildings has been noted among the buildingcompanies in Stockholm. However, research comparing the environmentalimpact from the whole life cycle seem to be missing. In this thesis,an LCA-comparison of centralized and decentralized ventilation was performedfor a case building in the outskirts of Stockholm, considering alifetime of 50 years. The energy performance was also compared, in relationto Swedish building regulations, and the initial costs were estimatedfor both systems. The LCA-study was carried out in SimaPro, usingEcoinvent 3 as inventory database and ReCiPe 2016 Endpoint (H) asimpact assessment tool. The results showed that if the pressure dropacross supply air diffusers was kept at 70 Pa in the decentralized system,energy for fans was 19% lower than in the centralized system, and ata supply air diffuser pressure drop of 30 Pa the corresponding energysaving was 44%. This led to lower environmental impact on resources,human health and ecosystems for the decentralized system. When theair supply temperature was raised from 16C to 21C, the differences inenvironmental impact increased between the systems due to the fact thatdistrict heating was employed for air heating in the centralized systemwhile Swedish electricity mix was used in the decentralized system. Productionof products only had limited impact on the LCA-results, whiletransports and maintenance had no impact on the results at all. Theenergy performance in relation to Swedish building regulations was bestfor the decentralized system, if air heating was minimized. Both energyand LCA-results were highly dependent on the choice of pressure dropover supply diffusers in the decentralized system, indicating that the systemperformance is sensitive to relatively small changes in pressure dropdue to the low efficiencies of the small fans. The initial costs were estimatedto be 27% higher for the decentralized system, and an increasewith 25 m2 in salable area would be required in the case building to coverfor the higher cost. Further research regarding long-term functionalitywould be valuable in order to evaluate quality aspects and operationaldifferences between the systems. Also, a more thorough inventory of environmentalimpact from district heating generation and a life cycle costanalysis would be welcome. / Svenska byggföretag behöver förhålla sig till regler gällande både inomhusklimatoch energiprestanda i flerbostadshus, och de möter ocksåen växande efterfrågan på miljöcertifierade byggnader. Varje möjlig energibesparingär därför av intresse i byggnadens projekteringsfas. Nyligengenomförda europeiska studier har rapporterat att decentraliserade ventilationssystemkan ha ett lägre energibehov för fläktarbetet jämfört medcentraliserade system, och i Stockholm verkar intresset för decentraliseratventilationssystem i flerbostadshus ha ökat bland byggbolagen. Jämförandestudier av miljöeffekter med ett livscykelperspektiv tycks docksaknas. I denna uppsats genomfördes en LCA-jämförelse av centraliseratoch decentraliserat ventilationssystem som en fallstudie på en byggnadi utkanten av Stockholm, med avseende på 50 års livscykel. Även energiprestandanjämfördes, i relation till svenska byggregler, och de initialakostnaderna uppskattades för båda systemen. LCA-studien gjordes medhjälp av SimaPro, där databasen Ecoinvent 3 användes för inventeringoch ReCiPe 2016 Endpoint (H) för utvärdering av miljöeffekter. Resultatenvisade att det decentraliserade systemet förbrukade 19% mindrefläktenergi då tryckfallet över tilluftsdonen sattes till 70 Pa, respektive44% mindre om tryckfallet sattes till 30 Pa istället. Detta ledde till enlägre miljöpåverkan på resurser, folkhälsa och ekosystem för det decentraliseradesystemet. När tilluftstemperaturen höjdes från 16C till 21Cökade skillnaderna i miljöeffekter mellan systemen eftersom fjärrvärmeanvändes som uppvärmning i det centraliserade systemet medan svenskelmix användes i det decentraliserade. Tillverkning av produkter hadeendast begränsad effekt på resultaten, medan transporter och underhållinte alls påverkade resultaten. Energiprestandan i relation till svenskabyggregler var bäst i det decentraliserade systemet, förutsatt att värmningav luften minimerades. Både energi- och LCA-resultat berodde tillstor del på valet av tryckfall över tilluftsdonen, vilket indikerar att systemetsprestanda är känsligt för relativt små förändringar i tryckfall p.g.a.de låga verkningsgraderna hos de små fläktarna. De initiala kostnadernauppskattades till att vara 27% högre för det decentraliserade systemet,och en ökning av den säljbara ytan med 25 m2 skulle krävas för byggnadeni fallstudien för att täcka denna extra kostnad. Ytterligare forskningpå långsiktig funktionalitet vore värdefullt för att utvärdera kvalitetsaspekteroch skillnader i driftegenskaper mellan systemen. Även en mernoggrann utvärdering av miljöeffekter från fjärrvärme samt livscykelkostnadervore välkommet.

This thesis work focuses on the design of a hybrid PV-Gasification-Battery plant for a remote villagelocated on an Indonesian island and currently not electrified. As the objective of the study is to assess therelevance of the hybrid plant to make use of the local resources to satisfy the demand, the village situationis analyzed, and a representative load curve is built. The consumption of the whole village whose 3000households mainly live from fishing is assumed to reach 13.3 MWh/day by the plant year 10, peaking at920 kW at 6 pm. The local situation study raises important issues such as deforestation, lack of drinkablewater and food conservation solutions. This project not only intends to bring electricity access but adoptsan integrated and innovative approach to best serve the local needs and address the above-mentionedissues. This is why virtuous practices such as polygeneration with cooling, ice and clean water productionor load shaving are embraced. To determine its optimal sizing and behavior, a modelling of the plant isdeveloped, with a specific focus on the gasification plant operation and technical limits, and simulationsare carried out. The scenario in which the gasification plant runs at half load during the day while all thephotovoltaic power available is injected proves to be the best one as it engenders a smooth power curvewith a limited peak and a balanced ratio biomass/solar in energy. As for the optimal sizing, it is found tohave respective PV, gasification and storage capacities of 1600 kWpeak, 450 kW and 1274 kWh. It isdefined as optimal with regards to its performance on the three main criteria, introduced to make sure thataffordability, reliability and environmental sustainability remain at the core of the project. Indeed, theLevelized Cost of Energy (LCOE) is the lowest of all simulations and remains in the range of tariffsevoked by the Indonesian energy distributor PLN for Power Purchase Agreements in off-grid areas with141$/MWh, the 5%-minimum criterion is met for the share of blackout and the plantation size remainsreasonable with less than 50 hectares required. This configuration is finally compared to other hybridsolutions, both the association of PV and batteries and the PV-genset-storage solution boast higherLCOE with 286 and 157$/MWh respectively. / Denna magisteruppsats undersöker en konstruktion av ett kraftverk för en by i Indonesien som förnärvarande saknar elförsörjning. Konstruktionen görs med hjälp av fotovoltaik-förgasnings-batterier.Syftet med studien är att bedöma hybridkraftverks förmåga att utnyttja lokala naturresurser och om de ärkapabla att tillgodose byns behov. Därför analyseras byns situation och presenteras med en representativbelastningskurva. Förbrukningen av hela byn, det vill säga 3000 hushåll som försörjer sig huvudsakligenvia fiske, uppskattas till 13,3 MWh/dag för kraftverks år 10. En lokal undersökning tydliggör trehuvudproblem: avskogning, brist på drickbart vatten och brist på möjlighet att förvara mat. Projektetsyftar inte bara till att ge tillgång till el utan också till att tillgodose andra lokala behov. Därför används ettintegrerat och innovativt tillvägagångssätt: kylning, is och dricksvatten produceras; belastningsutjämningtillämpas. En modell utvecklas för att bestämma optimal dimensionering som fokuserar påförgasningskraftverkets drift och tekniska begränsningar. Därutöver utförs simuleringar. Bästa scenariouppstår när förgasningskraftverket körs vid halv belastning under dagen medan all tillgänglig solkraftutnyttjas, eftersom kraftproduktionen är jämn och peaken under dagen är begränsad samtenergiförbrukningen av sol/biomassa är balanserad. Den optimala konfigurationen är för respektive PV-,förgasnings- och batteris kapaciteter 1600 kWpeak, 450 kW och 1274 kWh. Det definieras som optimaltbaserat på tre huvudkriterier som bedömer kraftverkets överkomlighet, tillförlitlighet och miljöhållbarhet.LCOE (Levelized Cost of Energy) visar att det är det billigaste jämfört med de andra simuleringarna på141 $/MWh. Andelen blackout uppfyller 5 %-målet och plantagen har en rimlig storlek under 50 hektar.Slutligen jämförs den optimala konfigurationen med andra hybridkraftverk som båda är dyrare: PVbatterikraftverkmed en LCOE på 286$/MWh och PV-genset-batterikraftverk med en LCOE på157$/MWh.

The blockchain activity within the energy sector is high, and the list of use cases is continuouslygrowing. The distributed and immutable nature of blockchain technology could potentially beleveraged to accelerate the ongoing transition to more decentralized and digitalised energy systemsand to address some of the challenges the industry is facing. However, blockchain is an emergingtechnology and it is seen as a critical uncertainty by many incumbents as the challenges andopportunities of implementation are still largely unknown. There is thus a lack of knowledge andscarcity of decision-making tools for understanding why, when and how the technology can addprofound value. This study sets out to explore how utilities can evaluate and prioritize amongblockchain-based use cases and gain practical knowledge about how blockchain could beimplemented.In the first part of the study, a broad initial scope was applied as a large part of the blockchain-baseduse cases within the energy market were inventoried and grouped into clusters based on their overallarea of use. Each cluster was analysed and evaluated to best fit both the strategy of the commissioningcompany and the criteria for using blockchain technology. After the first stage of the use caseevaluation approach, four clusters most suited to the specified selection criteria were selected. Theseare P2P Energy Trading, EV Charging & Management, Grid Stabilization & Management andEnvironmental Commodity Management & Trading. Given a final evaluation based on the overallmaturity of the clusters, EV Charging & Management and more specifically, the use case of EmobilityRoaming, was prioritized and selected for further evaluation given the high market relevanceof the use case.In the second part of the study, both the business and the functional layers of the e-mobility roamingcase were investigated. By adding an additional blockchain layer to the current solution, fourscenarios for blockchain implementation were identified. Several observations were made from thedevelopment of the scenarios and the evaluation of their impact on the business and the functionallayers within the e-mobility market. It became evident that many of the current functions andprocesses could be automated with the use of blockchain. As the technology allows for instantaneoussettlement of transactions, the current manual and time-consuming process of exchanging chargedetail records and the following billing and settlement functions could be removed. This further hasimplications on the market environment as some of the responsibilities of the incumbent marketplayers could become obsolete. By evaluating the scenarios based on the technology, market,customer and regulatory aspects it became clear that the scenarios based on a permissionlessblockchain are further away from commercialization in the energy sector due to the volatile nature ofcryptocurrencies, scalability issues, and regulatory constraints compared to a permissioned consortiumblockchain. On the other hand, these scenarios are easier to start exploring until the technology ismature, since it does not require any initial investment to start building Proof of Concepts foreducational purposes.In conclusion, the industry interest and dedication towards blockchain is high as both incumbents andstart-ups are investigating the potential of the technology. However, given the high complexity of thetechnology, it is essential for companies to evaluate both the technology and the applications beforeinitiating projects and taking investment decisions. It can additionally be seen that while blockchainhas a significant potential to provide scalable and automated solutions with lower transaction costs,the technology is currently not mature enough to do so. There are still issues concerning scalability aswell as a lack of a coherent policy mix in place limiting the development of commercial applications.However, as the adoption of EVs is increasing and interesting technologies such as machine-tomachinepayments and inductive charging are being investigated, value lies in taking a proactivestance and to start exploring scalable and automated solutions. / Blockchain är en framväxande teknik som har uppmärksammats mycket av både näringslivet ochinom olika forskningsområden de senaste åren. Blockchain-teknikens distribuerade och digitala naturkan potentiellt användas för att lösa några av de utmaningar industrin i dagsläget står inför.Blockchain är dock en teknologi under utveckling och tekniken anses av många företag vara en kritiskosäkerhet då både utmaningarna och möjligheterna kopplade till tekniken till stor del fortfarande ärokända. Det saknas således både kunskap och brist på beslutsverktyg för att förstå var, när och huranvändningen av blockchain kan skapa reellt värde. Denna uppsats ämnar följaktligen breddakunskapen inom området genom att ta fram verktyg för att utvärdera och prioritera bland blockchainbaseradeanvändningsfall samt att på en teoretisk och praktisk nivå visa hur blockchain-tekniken kanimplementeras inom ett specifikt område.I den första delen av studien applicerades ett brett initialt fokus, då en stor del av alla projekt somutförs på marknaden undersöktes och sorterades in till större kluster baserat på dess övergripandeanvändningsområde. Varje kluster analyserades och utvärderades sedan baserat på hur väl de passadebåde strategin av det beställande företaget och kriterierna för att använda blockchain. Efter det förstasteget av den egenframtagna utvärderingsmetoden kunde det bedömas att fyra kluster bäst passade inpå de tidigare nämnda urvalskriterierna. De fyra kluster som värderades högst är “P2P EnergyTrading”, “EV Charging & Management”, “Grid Stabilization & Management” och “EnvironmentalCommodity Management & Trading”. Genom att utföra en slutgiltlig utvärdering baserat påprojektens mognadsgrad så prioriterades “EV Charging & Management” och mer specifikt,användningsfallet e-mobility roaming, för vidare utvärdering.I uppsatsens andra del så undersöktes både marknaden och de tillhörande funktionerna för e-mobilityroaming närmare. Genom att addera blockchain till den nuvarande lösningen identifierades fyra olikascenarier för hur blockchain skulle kunna implementeras på marknaden. Under utvecklingen avscenarierna och utvärderingen av dess inverkan på marknaden och funktionerna inom e-mobilityroaming kunde flera observationer göras. Det blev tydligt hur många av de nuvarande funktionernaoch processerna kan automatiseras med hjälp av blockchain-tekniken då den möjliggör transaktioner irealtid samt effektiviserar flera av de nuvarande manuella och tidskrävande processerna för utbyte avkunddata och fakturering. Detta har ytterligare konsekvenser för marknaden i helhet eftersom några avde nuvarande ansvarsområdena för vissa av de etablerade aktörer kommer att bli överflödiga. Genomatt utvärdera scenarierna utifrån teknik, marknad-, kund- och legala aspekter blev det ytterligaretydligt att scenarierna baserade på en publik blockchain är längre ifrån en kommersialisering inomenergisektorn än de som baserades på en privat blockchain. Detta är dels på grund av de fluktuerandeväxlingskurserna för kryptovalutor och dels av nuvarande skalbarhetsproblem ochregleringsbegränsningar. Dock anses publika blockchains vara bättre för att påbörja tester av teknikenoch utforska möjliga lösningar tills tekniken är mogen, då de inte kräver någon initial investering.Sammanfattningsvis kan det ses att både intresset och engagemanget för blockchain är högt inomenergisektorn då både etablerade företag och startups undersöker potentialen hos tekniken. Med tankepå teknikens höga komplexitet är det dock viktigt för företagen att utvärdera både tekniken ochapplikationerna närmare innan de initierar projekt och tar investeringsbeslut. Ytterligare så harblockchain en stor potential att tillhandahålla skalbara och automatiserade lösningar med lägretransaktionskostnader, men tekniken är inte tillräckligt mogen för att klara av det i dagsläget. Problemsom rör både transaktionskostnader och transaktionshastighet begränsar för närvarande utvecklingenav kommersiella applikationer. Det finns dock ett värde i att redan nu ta en proaktiv ställning ochbörja undersöka skalbara och automatiserade lösningar då både antalet elbilar förväntas öka ochtekniker såsom maskin-till-maskinbetalningar och induktivladdningar undersöks.

Technical surface cleanliness is a mandatory requirement for many production lines. It is part ofthe quality control process to ensure that the surfaces of the manufactured components are freeof contaminations and are ready for the next step in the production line. The project has takeninto account two different requirements related to the component cleanliness: first, thecleanliness is measured as the level of contamination on a sample and then, the particles sizes aredetermined. An important factor in the cleanliness is the presence of particles larger than acertain limit, called the critical particles, which have to be detected. This thesis is inspired from anissue SCANIA has (2018) in its production plant in Södertälje, Stockholm. SCANIA has a qualitycontrol system that analyzes the contamination level of few components through a timeconsuming process that takes hours and requires expensive microscopes, human intervention anda dedicated measurement room in the plant. The aim of this thesis is to investigate an alternativetechnical cleanliness monitoring method through the image analysis of the contaminationsamples. Through a simple digital camera, pictures from the contaminated samples are taken,processed and analyzed in order to obtain the cleanliness level and the particles size of thesamples. In contract to the current solution, the proposed method has the possibility of beingimplemented in the production line, providing larger sampling rate. / Teknisk ytrenhet är ett obligatoriskt krav för många produktionslinor. Det är en del avkvalitetsstyrningsprocessen för att säkerställa att ytorna på de tillverkade komponenterna är friafrån föroreningar och är redo för nästa steg i produktionslinan. Projektet har tagit hänsyn till tvåolika krav relaterade till komponents renhet: för det första mäts renheten som föroreningsnivå påett prov och sedan bestäms partikelstorlekarna. En viktig faktor vid renhetsbestämning ärnärvaron av partiklar som är större än en viss gräns, som kallas de kritiska partiklarna, som måstedetekteras. Avhandlingen är inspirerad av ett problem SCANIA har (2018) i sinproduktionsanläggning i Södertälje, Stockholm. SCANIA har ett kvalitetskontrollsystem somanalyserar föroreningsnivån av få komponenter genom en tidskrävande process vilken tar timmaroch kräver dyra mikroskop, mänskligt ingripande och ett dedikerat mätrum i anläggningen. Syftetmed denna avhandling är att undersöka en alternativ teknisk renhetsövervakningsmetod genombildanalys av förorenade proverna. Med en enkel digitalkamera tas bilder på de förorenadeproverna, bearbetas och analyseras för att uppnå renhetsnivån och partikelstorleken på proven. Iöverensstämmelse med den nuvarande lösningen finns det möjlighet att implementera denföreslagna metoden i produktionslinan, vilket ger större samplingsfrekvens.

As the plastic industry continues to grow globally, with plastic materials contained in a vast quantity of consumer products, the management of the resultant waste has become one of the greatest challenges of our time. Greater than 8 million metric tons of plastics were estimated to enter the world’s oceans as of 2010, with an even larger amount remaining on land. The associated ecological and health effects of plastic waste disposal are many, and existing solutions can only tackle small portions of the waste.China and Indonesia top the current list of contributors to ocean contamination with plastic waste, which is dominated by Asian countries. China in particular is positioned as the world’s leader in plastic production. The waste management scenarios of these countries and associated energy outlooks are discussed, where the plastic waste of the islands of Indonesia is mostly a result of residential, not industrial activities. These calculations are projected to 2025 with recent values of population growth, as an update to previous literature, with Vietnam now expected to supersede both Indonesia and the Philippines. Given the available solar resource in the top coastal plastic waste producing nations, many of which lie within close proximity to the equator, the feasibility of applying solar thermal power for the melting of plastic waste is examined. Melting points of common plastics are typically below 200°C, and thus lie within the range of low-temperature parabolic solar thermal systems.A prototype non-evacuated tube parabolic trough was constructed following methodologies for accessible technologies for the developing world. Tests in Stockholm, Sweden demonstrated its ability to partially melt waste ABS from a 3D printer. Internal temperatures up to 211°C were recorded in further tests in Ioannina, Greece, where HDPE, LDPE, and PP were successfully melted along with waste household items. Heat loss was calculated as well as associated internal dynamics, examining the interaction of ambient conditions with the chosen design parameters. Additional testing is needed to constrain surface heat loss for higher temperature applications such as plastics like PET that melt above the exhibited range. Future refinements to the design are discussed as well as the role micro-projects have in the reduction of plastic waste at its source within developing countries. / Plastindustrin fortsätter att växa årligen, med plast som finns i en stor mängd konsumentprodukter, har hanteringen av det resulterande avfallet blivit en av de största utmaningarna i vår tid. Mer än 8 miljoner ton av plast beräknades nå världens hav varje år enligt en studie ifrån 2010, med en ännu större mängd kvar på land. De därmed sammanhängande ekologiska och hälsopåverkande effekterna av att leva med en sådan mängd plastavfall är många, och befintliga lösningar kan bara hantera små delar av avfallet.Kina och Indonesien leder nuvarande lista över bidragsgivare till havsplast, som domineras av asiatiska länder. Kina är i synnerhet världsledande inom plastproduktion. Avfallshanteringsscenarierna i dessa länder och därtill hörande energiutsikter diskuteras, där plastavfallet på Indonesiens öar främst är ett resultat av bostads-, och inte industriell verksamhet. Dessa beräkningar projiceras till 2025 med de senaste värdena av befolkningstillväxt, som en uppdatering till tidigare litteratur, där Vietnam nu förväntas överträffa både Indonesien och Filippinerna. Med tanke på den tillgängliga solressursen i de största bidragande kustområderna, av vilka många ligger i närheten av ekvatorn, undersöks möjligheten att applicera solvärme för smältning av plastavfall. Smältpunkterna av vanlig plast är vanligtvis under 200 °C och ligger således inom området för lågtemperaturparabola solvärmesystem.En prototyp med icke-evakuerat rörparaboliskt tråg konstruerades enligt metoder och tillgänglig teknik för utvecklingsvärlden. Test i Stockholm visade på förmåga att delvis smälta rest ABS från en 3D-skrivare. Interna temperaturer upp till 211 °C registrerades i ytterligare tester i Ioannina, Grekland, där HDPE, LDPE och PP framgångsrikt smältes tillsammans med avfallshushållsartiklar. Värmeförlusten beräknades liksom tillhörande inre dynamik, genom att undersöka samspelet mellan omgivningsförhållandena och de utvalda designparametrarna. Ytterligare testning behövs för att begränsa ytvärmeförlusten vid högre temperaturapplikationer, såsom PET plast som smälter över det uppvisade intervallet. Framtida förädlingar till designen diskuteras liksom den roll som lokala mindre projekt har i minskningen av plastavfall vid dess källa inom utvecklingsländerna.

With the expected impact of climate change and the projected population growth, the availability of sweet water and arable land will become increasingly scarce and the production from traditional agriculture processes will become insufficient to sustain the population. Controlled environmental agriculture (CEA) greenhouses represent a possible approach to deal with the challenges in the agricultural sector. The main advantages are the saving of water and the good production yield, even in inappropriate climatic conditions or arid regions. However, the production of agricultural greenhouse crops is an energy-intensive process that mostly relies on conventional energy sources contributing to the environment degradation and global warming. Therefore, a sustainable and environmentally friendly way to power the agricultural sector is needed to optimize sustainability in food production.This thesis contributes to these challenges by providing a techno-economic analysis, using HOMER (Hybrid Optimization Model for Multiple Energy Resources), of a hybrid stand-alone system to power a LED-lighted Closed-loop Greenhouse (LCG) located in a farm in Morocco. An assessment of the available resources at the selected location has been performed, followed by a technology assessment. Then, a hybrid system configuration has been designed for a stand-alone system. To observe the potential economic and technical impact, a comparison has been made between a fully stand-alone system and a similar system which has the option to sell excess electricity to the grid.The resulting hybrid system configuration in both analyses is composed of photovoltaics panels, batteries and a biogas engine, using locally produced biogas, as a backup. The stand-alone system has a Levelized Cost of Electricity (LCOE) of 0.203 €/ kWh. This price is higher than the current grid rate of 0.15 €/ kWh, which means it is not competitive if the grid is available. On the other hand, the system that can sell back the excess of electricity to the grid at an assumed price of 0.05 €/ kWh, the LCOE obtained is 0.126 €/ kWh; which is lower than the current grid price and therefore competitive if the grid is available. Finally, this thesis provides a sustainability analysis focused into the economic, social and environmental dimensions. / Med förväntade effekter av klimatförändringar och förväntad befolkningstillväxt, kommer tillgängligheten av sötvatten och odlingsbar mark bli allt knappare och produktionen med traditionella jordbruksprocesser kommer bli otillräcklig för att upprätthålla befolkningen. Växthus med noggrant kontrollerade miljöbetingelser - Controlled environmental agriculture (CEA) - utgör en möjlig strategi för att hantera utmaningarna inom jordbrukssektorn. De främsta fördelarna är minskad vattenåtgång och en bra avkastning, även under svåra förhållanden, t.ex. i torra områden. Produktionen av växthusgrödor är emellertid en energiintensiv process som ofta bygger på konventionella energikällor, vilka bidrar till miljöförstöring och global uppvärmning. Därför är ett hållbart och miljövänligt sätt att driva jordbrukssektorn nödvändigt för att optimera hållbarheten i livsmedelsproduktionen.Denna avhandling bidrar till att hantera dessa utmaningar genom att erbjuda en teknoekonomisk analys, med hjälp av HOMER (Hybrid Optimization Model for Multiple Energy Resources), av ett fristående hybrid-energisystem för att driva ett växthus med slutet kretslopp som är upplyst av LED-lampor – LED Closed-loop Greenhouse(LCG)beläget på en gård i Marocko. En bedömning av de tillgängliga resurserna på den valda platsen har utförts, följt av en utvärdering. Sedan har en konfiguration av hybrid-systemet genomförts för ett fristående system. För att observera de potentiella ekonomiska och tekniska konsekvenserna har en jämförelse gjorts med ett lokalt (stand-alone) system och liknande nätanslutet system, sodär det finns möjlighet att sälja överskottsel till elnätet.Den resulterande hybrida systemkonfigurationen i båda analyserna består av solcellspaneler, batterier och en biogasmotor som använder lokalt producerad biogas som backup till solenergin. Det fristående systemet har en Levelized Cost of Electricity (LCOE) på 0,203 €/ kWh. Detta pris är högre än den nuvarande nättariffen på 0,15 €/ kWh, vilket innebär att hybridsystemet inte är konkurrenskraftigt om man har tillgång till elnätet. Däremot så kan man i det nätanslutna systemet sälja t ett elöverskott av till elnätet till ett förmodat pris på 0,05 €/ kWh, och därmed erhålla en LCOE på 0,126 €/ kWh. Det är lägre än den aktuella kostnaden för el från elnätet och är därmed konkurrenskraftigt om elnätet är tillgängligt. Slutligen görs denna rapport en hållbarhetsanalys avseende de ekonomiska, sociala och miljömässiga dimensionerna.

Vanadium redox flow batteries have, in previous studies, shown to have great potential for large-scale energy storage applications. Due to their beneficial characteristics, such as long lifetime, safety and flexible sizing the technology could be used for several different applications. In this study, the economic and technological feasibility of integrating a vanadium redox flow battery with a 100 MW wind farm is assessed. Different applications and operating schedules were tested. Simulating models have been built using conditional statements or linear optimisation and solved in MATLAB. Results suggested that a model which stacked power levelling with frequency regulation had the highest profitability. For this model the payback time was shown to be 10 years and the net present value was around 1.2 M€ for a 5 MW/10 MWh battery. However, the battery had around 820 annual charge/discharge cycles, which could be a limiting factor of the battery’s lifetime. A sustainability assessment was carried out which concluded that the battery can be seen as sustainable, given that the battery is manufactured and operated under safe conditions. / Vanadin redox-flödesbatterier har visat stor potential för storskaliga energilagringsapplikationer i tidigare studier. På grund av deras fördelaktiga egenskaper, såsom lång livstid, säkerhet och skalningsflexibilitet har teknologin många användningsområden. I denna studie utreds den ekonomiska och teknologiska möjligheten att integrera ett vanadium redox-flödesbatteri med en 100 MW vindpark. Olika applikationer och driftsstrategier testades. Simuleringsmodeller har byggts där linjäroptimering eller villkorssatser har tillämpats och dessa har lösts i MATLAB. Den mest ekonomiskt gynnsamma modellen var en modell där kraftbalansering och primär frekvensreglering kombinerades. Denna modell visade en återbetalningstid på 10 år och ett nuvärde på 1.2 M€ för en batteristorlek på 5 MW/10 MWh. Däremot hade batteriet 820 laddning/urladdnings cykler på år, vilket kan vara en begränsade faktorn för batteriets livstid. En hållbarhetsbedömning gjordes där slutsatsen kunde dras att batteriet kan anses hållbart, förutsatt att batteritillverkningen och driften görs under säkra förutsättningar.

The main focus of this work is to introduce a pumped storage system to an existing hydro power plant located on the Randenigala reservoir in Sri Lanka. The selected power plant is located in an area where farming is done extensively, therefore electrical power generation and release of water to the downstream is to be properly coordinated with relevant authorities. The solution for this situation can introduce a wind powered pumped energy storage power plant to the Mahaweli hydro cascade for the purpose of saving peak power for around half an hour. A feasibility study was carried out on the utilization of wind energy and excess power to drive the motors of the pumped storage system.Three versions with different numbers of pump motors and wind turbines have been considered to meet the half hour peak demand of the energy storage system. The optimum number of turbines and motor capacities and their number and brand have been selected with view of both energy and water management system.Finally, the selected system case has been compared with the function of pumped hydro storage using excess power from the national electricity grid. The annual savings to the Ceylon Electricity Board using the most optimum system configuration was found to be Rs. 55 million per year. / Detta examensarbete fokuserar på den preliminära utvärderingen av en möjlig omvandling av det existerande vattenkraftverket vid fördämningen Randenigala i centrala Sri Lanka till en energilagringsanläggning genom att pumpa upp vatten från sjön nedströms och använda det till att lindra toppbelastningen i landets elenergisystem under de vardagliga kvällstopparna. En rak utvidgning av vattenkraften är omöjlig eftersom områdets vattenavrinning inte räcker till ny kraftkapacitet, samtidigt som nästan allt vatten används nedströms till storskalig bevattning av lantbruket som i sin tur styr mängden vatten som kan släppas ut från alla sjöarna i hela Mahaweli vattensystemet.De föreslagna lösningarna inkluderar en vindkraftpark som kopplas direkt till pumpanläggningen; samt ett annat alternativ där överskottsel från den framtida expanderingen av nya kolkraftverk i Sri Lanka matas in så att vattenkraften får en fullvärdig balansrol i landets elkraftsystem. Storleken och anordningen av den föreslagna pumpanläggningen inklusive alla huvudsakliga komponenter och själva vindturbinerna med kopplingar emellan har beräknats och valts.Flera möjliga anordningar för pumpanläggningen och kraftinmatningen har utvärderats och jämförts tekniskt och ekonomiskt, där en halvtimme av elsystemets toppbelastning på kvällen kan kapas och levereras av vattenkraften istället för de nuvarande diesel-eldade gasturbiner och kolvmotorer som används som toppkraftaggregat i landet. Den ekonomiska effekten beräknades till en årlig besparing på upp till 55 miljoner Rs (Sri Lankan rupee) för det mest optimala konfigurationen, som är lika med ca 3 miljoner svenska kronor om året (referensår 2018).