The Earth receives 5.4 million exajoule in the form of radiation from the sun each year. To put this in perspective, it corresponds to about ten thousand times more energy than total human energy consumption per year. Solar energy is therefore a very interesting energy source that is also infinite, environmentally friendly and free to use. The interest in solar energy has increased sharply in Sweden in recent years. In June 2016, the Swedish government set a target where Sweden will use 100 percent renewable electricity generation in 2040, where solar electricity will contribute.This report investigates the possibility of solar cell installation at Brinellvägen 66 in Stockholm. The purpose of the report is to present the profitability of solar cells application on the roof of Brinellvägen 66 and determine how the solar cells are most conveniently installed.The report’s literature study addresses solar cell and components in solar cell systems, the electricity price, economics and local factors. The method is divided in two models. First, System Advisor Model (SAM) developed by the National Renewable Energy Laboratory (NREL) USA, is used to simulate the electricity generation from the solar cell system. Second, to calculate profitability, an investment calculation focusing on production cost (LEOC) where present value, discounted repayment time and internal rate are used. Available rooftop area for the solar cell system at Brinellvägen 66 is 30x6 meters. Two solar modules from SAM's database are used: Sunpower SPR-E20-327 and Jinko Solar JKMS270M-60 and both modules are available in the Swedish market. A sensitivity analysis is performed on selected factors that may affect the results from the method.The result that proved to be most profitable was a cell solar system of 60 Jinko Solar JKMS270M-60 modules, placed in rows of two. From the investment analysis, a production cost of 0,495 SEK/kWh was determined, a present value of 112 706 SEK, a discounted repayment period of 12 years and an internal interest rate of 7,7 percent.The result from System Advisor Model shows that optimal tilt angle for solar cells on Brinellvägen 66 is 42 degrees for one row, 35 degrees for two rows and 5-6 degrees for three rows. Optimal tilt angle decreases with the number of rows due to self-shading. A low Ground Cover Ratio (GCR) is preferred, which means that the rows should be placed as far apart as possible for best results. / Varje år mottar jorden 5,4 miljoner exajoule i form av strålningsenergi från solen. För att sätta detta i perspektiv motsvarar det cirka tiotusen gånger mer än människans totala energiförbrukning per år. Solenergi är därför en mycket intressant energikälla som dessutom är oändlig, miljövänlig och kostnadsfri. Intresset för solenergi har under de senaste åren ökat kraftigt i Sverige och i juni 2016 fastlade regeringen ett mål där Sverige år 2040 ska använda 100 procent förnyelsebar elproduktion. Solel ska ingå som en viktig andel i denna vision.Förstudien undersöker möjligheten för solcellsinstallation på Brinellvägen 66 i Stockholm. Syftet med förstudien är att presentera lönsamheten för installation av solceller på taket på Brinellvägen och bestämma hur solcellerna lämpligast ska monteras.Litteraturstudien behandlar solceller och komponenter i solcellsanläggningar, elpriser, ekonomi och lokala faktorer som påverkar solceller. I metoden använd System Advisor Modell (SAM) framtaget av National Renewable Energy Laboratory (NREL) USA, för att simulera solcellsanläggningens elproduktion. För att beräkna lönsamheten används en investeringskalkyl som fokuserar på produktionskostnad (LEOC), nuvärde, diskonterad återbetalnings tid och internränta. Tillgänglig takareal för solcellsanläggningen på Brinellvägen 66 är 30x6 meter. Två solcellsmoduler från SAM:s databas används: Sunpower SPR-E20-327 och Jinko Solar JKMS270M-60 och båda modulerna är tillgängliga på den svenska marknaden. En känslighetsanalys utförs på utvalda faktorer som kan komma att påverka resultatet från metoden.Resultatet som visade sig vara mest lönsamt var en solcellsanläggning med 60 stycken Jinko Solar JKMS270M-60 i rader om två. Från investeringsanalysen fastställdes en produktionskostnad på 0,495 SEK/kWh, ett nuvärde på 112 706 SEK, en diskonterad återbetalningstid på 12 år och en internränta på 7,7 procent.Resultatet från System Advisor Model visar att optimal lutning för solceller på Brinellvägen 66 är 42 grader för en rad, 35 grader för två rader och 5–6 grader för tre rader. Optimal vinkel avtar med antalet rader på grund av självskuggning mellan rader. Ett lågt avståndsförhållande (GCR) är att föredra vilket innebär att modulerna ska placeras så långt ifrån varandra som möjligt för bäst resultat.

The underlying problem for this bachelor's degree thesis in Industrial Engineering andManagement within Energy Systems and Sustainable Development is the low level of materialrecycling of plastic packaging in Sweden compared with other recycled packaging. Most plasticsproducts are made from fossil fuels which, when burned, contribute to global warming and thatis the main reason for the increased greenhouse effect. By recycling plastic packaging instead ofincinerating them, great climate profits are made.The aim of the report is to investigate current and future plastic recycling systems in Sweden andcreate a business model to achieve a higher level of plastic recycling. The business model iscreated for the organization Förpacknings- och Tidningsinsamlingen, FTI, which in Sweden isthe organ responsible for collection and recycling of plastic packaging. The study is based on aliterature study that underlies a SWOT analysis of the recycling system, identifying strengths,weaknesses, opportunities and threats. The strengths and opportunities of the system are takeninto account when designing the business model in order to find solutions to several of theidentified weaknesses and threats.Some significant weaknesses identified in the result section of the report are lack ofcommunication and information to the Swedish households, that not all households are sortingplastic packaging and that the quality of the recycled plastic is not always clear. The valueproposition of the proposed business model includes a standardization and certification ofrecycled plastic raw materials that lead to quality assurance of the raw material. That makes theproduct more attractive to the customers, which in this case are the plastic manufacturers. Inorder to enable a larger collection of plastic packaging, only kerbside collection is applied in thebusiness model and a more targeted and digitized communication with households is proposed.By implementing the featured business model, collected plastic packaging can increase, which inturn leads to an increased degree of recycled plastics. For this reason, the business model ismotivated to implement from an environmental perspective. The business model is alsoappealing from an economic point of view, as the stakeholders find financial incentives andbenefits. Finally, it is possible to integrate the collection and recycling of other packaging thatFTI is responsible for in the business model for plastic packaging. / Det bakomliggande problemet för det här kandidatexamensarbetet inom industriell ekonomi medinriktning energisystem och hållbar utveckling är den låga nivån på materialåtervinning avplastförpackningar i Sverige jämfört med andra förpackningar som återvinns. De flesta av dagensplastprodukter tillverkas av fossila bränslen som vid förbränning bidrar till den globalauppvärmningen, vilket är den största orsaken till den ökade växthuseffekten. Genom attmaterialåtervinna plastförpackningar istället för att förbränna dem görs stora klimatvinster.Syftet med rapporten är att undersöka nuvarande och framtida återvinningssystem för plast iSverige och skapa en affärsmodell för att uppnå en högre nivå av plaståtervinning.Affärsmodellen skapas för organisationen Förpacknings- och Tidningsinsamlingen, FTI, som iSverige är den aktör som är ansvarig för insamling och materialåtervinning plastförpackningar.Undersökningen baseras på en litteraturstudie som ligger till grund för en SWOT-analys avåtervinningssystemet där styrkor, svagheter, möjligheter och hot identifieras. Systemets styrkoroch möjligheter tas tillvara på vid utformandet av affärsmodellen för att hitta lösningar påflertalet av de kartlagda svagheterna och hoten.Några betydande svagheter som identifierats i resultatdelen av rapporten är bristandekommunikation och information till de svenska hushållen, att inte alla hushåll källsorterarplastförpackningar samt att kvaliteten på återvunnen plast inte alltid framgår. I den föreslagnaaffärsmodellens värdeerbjudande ingår en standardisering och certifiering av återvunnenplastråvara som leder till kvalitetssäkring av råvaran och gör den attraktivare för kunderna, vilketi detta fall är plastproducenterna. För att möjliggöra en större insamling av plastförpackningar såtillämpas enbart fastighetsnära insamling i affärsmodellen och en mer målgruppsanpassad ochdigitaliserad kommunikation med hushållen föreslås.Genom implementering av den presenterade affärsmodellen kan mängden insamladeplastförpackningar öka, vilket i sin tur leder till en ökad grad av materialåtervunnen plast. Avden anledningen är affärsmodellen motiverad att genomföra ur ett miljöperspektiv.Affärsmodellen är också tilltalande ur ett ekonomiskt perspektiv då de berörda aktörerna finnerekonomiska incitament och fördelar. Avslutningsvis finns det möjligheter att integrera insamlingoch återvinning av andra förpackningar som FTI ansvarar för i affärsmodellen förplastförpackningar.

Denna rapport är skriven för ett kandidatexamensarbete på Kungliga Tekniska högskolan inomprogrammet industriell ekonomi med inriktning mot energisystem och hållbar utveckling.Bakgrunden till studien som presenteras i denna rapport är det intresse som väckts förcellulosabaserade basfiber för textiltillverkning. Intresset kommer av att dagens dominerandebasfiber, bomull och polyester, inte anses vara hållbara ur ett miljömässigt perspektiv.Klädindustrin är en industri som i personella mått är enorm och sysselsätter miljoner människorglobalt. Det konsumtionsmönster som observeras inom klädindustrin idag ställer ökade krav påhållbarhet. Kläder konsumeras i hög takt och nya, hållbara textilier och metoder för återvinningär efterfrågade. Samtidigt måste klädföretagen hantera de ekonomiska svårigheter som uppstårnär nya material ska tillverkas med nya metoder. Många alternativ till bomull och polyester är idagsläget för dyra.Syftet och målet med den studie som presenteras i rapporten har varit att undersöka och svara påfrågan om den cellulosabaserade basfibern lyocell är ett hållbart alternativ till basfibern bomull.Resultatet bygger på en hållbarhetsanalys och en ekonomisk analys, med grund i enlitteraturstudie. Hållberhetsanalysen har skett genom en undersökning av utsläpp avkoldioxidekvivalenter för basfibern bomull och basfibern lyocell. Den ekonomiska analysen harvarit ämnad att svara på frågan om lyocell är ett hållbart alternativ till bomull för företag, sett urekonomisk synvinkel. Den ekonomiska analysen innefattar en marknadsundersökning avförsäljningspriser hos det internationella klädföretaget H&M och en självkostnadskalkyl.Resultaten av hållbarhetsanalysen visar att fiberproduktionen av bomull släpper ut merkoldioxidekvivalenter än fiberproduktionen av lyocell. Skillnaden som observeras är stor.Däremot konstateras skillnaden i global påverkan på miljön som mycket liten mellan produktionav de aktuella basfibrerna.Resultaten från den ekonomiska analysen visar att försäljningspriser av kläder i lyocell och kläderi bomull skiljer sig mycket lite åt. Självkostnadsanalysen visar däremot att skillnaden i självkostnadför en T-shirt i bomull och en T-shirt i lyocell skiljer sig åt och T-shirten i lyocell är dyrare. / This report is made for a Bachelor's Degree Thesis at the Royal Institute of Technology withinthe program Industrial Engineering and Management with a focus on Energy Systems andSustainable Development. The background for the study is the interest raised for cellulose-basedfibre for textile manufacture. The dominant fibre used in textile manufacture today, mostlycotton and polyester, are considered unsustainable.The clothing industry employs millions of people worldwide. The consumption pattern observedin the clothing industry today causes increased demand for sustainability. Clothes are beingconsumed at an intensive level and new, sustainable textile fibers and recycling methods aredemanded. At the same time, clothing companies must handle the financial difficulties that arise.So far, many alternatives to cotton and polyester are expensive.The purpose of this report is to investigate and answer the question whether the cellulosic fiberlyocell is a sustainable alternative to cotton. The question is investigated through a sustainabilityanalysis and an economic analysis. The sustainability analysis is carried out by a study of carbondioxide equivalents for cotton fiber and lyocell fiber. The economic analysis aims to answer thequestion whether lyocell is a sustainable alternative to cotton for companies, from an economicpoint of view. The economic analysis includes a market investigation of selling prices at theglobal clothing company H&M and a self-cost analysis.The results of the sustainability analysis show that fibre production of cotton releases morecarbon dioxide equivalents than fibre production of lyocell. The difference between the twofibers is high, however, the global impact is very small.The results of the economic analysis show that selling prices of clothes in lyocell and cottonclothes differ very little. The self-cost analysis, on the other hand, shows that there is a differencein the cost of a T-shirt made from cotton and a T-shirt made from lyocell, where the T-shirt inlyocell is more expensive.

Sedan den industriella revolutionen har utsläppet av växthusgaser, mednågra få undantag, vuxit kontinuerligt. Fokus har alltid legat på ekonomisktillväxt, men de senaste åren har ett paradigmskifte skett.År 2012 lyckades sju av Sveriges största partier (alla i riksdagen förutomSverigedemokraterna) enas om att Sverige från år 2050 inte skulle ha någranettoutsläpp av koldioxid-växthusgaser. Ett aggressivt mål med tanke på varvi står nu. Men för bara något år sedan reviderade Miljömålsberedningenmålet till att Sverige redan skulle nå målet år 2045 för att sedan år 2050 hanegativa utsläpp (Miljömålsberedningen, 2016).Vi ser en trend av storstäder som väljer att begränsa vilka fordon som fårköras inom staden samt vilka bränslen som får användas av dem. Oslo ochStuttgart är bara några av de städer som har valt att förbjuda dieseldrivnafordon att köra inom stadsgränserna tiderna 06:00 - 22:00 i ett försök attminska farliga luftföroreningar (Financial Times, 2017, Reuters, 2017).Denna studie avser att undersöka om det är möjligt för Stockholms Länsbusstrafik att övergå till att enbart använda vätgas som bränsle. Vidare avserstudien att analysera vilka miljöeffekter en sådan ändring skulle få samtanalysera vilka kostnader som är inkluderade.För att besvara den frågeställningen som sattes upp har en grundliglitteraturstudie genomförts som kan användas som en referensram. Därtillhar vi kontaktat intressenter som är verksamma på marknaden; frånhuvudoperatören till politiker till bussentreprenörer. Resultatet har delatsupp i tre underkategorier; Miljöanalys, kostnadsanalys samt plan förimplementering.Resultatet visar att det skulle kosta 6,3 miljarder kronor och att besparingenav koldioxidekvivalenter skulle vara 97 tusen ton, vilket motsvarar 0,0012%av Sveriges totala utsläpp. / Since the industrial revolution, emissions of greenhouse gases, with a fewexceptions, have grown continuously for the past 200 years. The focus hasalways been on economic growth, but in recent years there has been aparadigm shift.By 2012, seven of Sweden's largest parties (all in the parliament besidesSweden Democrats) agreed that, from 2050, Sweden would not have any netemissions of carbon dioxide greenhouse gases. A pretty aggressive goal withregard to where we stand now. But just a few years ago, theMiljömålsberedningen revised the goal, to one that said that Sweden wouldalready reach the target in 2045 and by 2050 the country would havenegative emissions (Miljömålsberedningen, 2016).We have seen a trend of metropolitan areas that choose to restrict whichvehicles are allowed to run within the city as well as which fuels may beused by them. Oslo and Stuttgart are just some of the cities that have chosento prohibit diesel-powered vehicles from driving within the city between06:00 - 22:00 in an attempt to reduce hazardous air pollutants (FinancialTimes, 2017, Reuters, 2017).This study intends to investigate whether it is possible for StockholmCounty's bus service to switch to using hydrogen only as a fuel source.Furthermore, the study intends to analyze the environmental impact of suchchange, as well as analyze the costs that are included.In order to answer the question raised, a thorough literature study has beenconducted that can be used as a reference frame. In addition, we havecontacted stakeholders who are active in the market; From the main operatorto politicians to bus contractors. The result is divided into threesubcategories; Environmental analysis, cost analysis and implementationplan.The result shows that it would cost 6,3 billion swedish krones and that thesaving of carbon dioxide equivalents would be 97 thousand tons,corresponding to 0,0012% of Sweden's total emissions.

Med klimatförändringarna ställs högre krav på användning av förnyelsebara energikällor, såsom vattenkraft, vindkraft och biobränsle. Biomassa har ett biologiskt ursprung och mycket tas från skogsindustrin eller jordbruket. En stor fördel med biomassa är att det är koldioxidneutralt. Med Sveriges väletablerade skogsindustri finns goda förutsättningar för ökad användning av biobränsle.Syftet med denna rapport är att undersöka om det går att använda så kallade svarta pellets till en småskalig energiproduktion. I fallstudien ingår en bondgård som vill producera egen energi i form av elektricitet och värme, till vilket det behövs 105 000 kWh energi per år. Huvudmålet med rapporten är att undersöka om svarta pellets kan expandera på marknaden i småskaliga produktioner. Utöver detta undersöks vilken förgasningsteknik som är mest lämpad för småskalig produktion, hur mycket svarta pellets som behövs för att få tillräckligt med energi samt om småskalig energiproduktion genom förgasning av svarta pellets är lönsamt. Detta görs genom att ta fram en massbalans där massan svarta pellets som behövs för att tillgodose bondgårdens energibehov fås fram med hjälp av programmet MATLAB.Enligt litteraturgranskningen är en motströmsförgasare bäst lämpad för småskalig produktion där direkt förbränning sker. Resultatet visar att för att täcka behovet på 105 000 kWh per år behövs ungefär 24,5 ton svarta pellets, vilket kan jämföras med förbrukningen av vanliga pellets där cirka 29,4 ton pellets skulle förbrukas. Driftskostnaden för egenproduktion genom förgasning av svarta pellets är låg jämfört med inköp av el. Det som innebär stora kostnader och gör att det idag inte skulle vara lönsamt att ha egenproduktion är de höga investeringskostnaderna vilka kommer ta många år för enskilda individer att betala av.Fortsatta arbeten som rekommenderas är bland annat en experimentell studie med testkörning av förgasningen. Då kan den faktiska verkningsgraden tas fram och de problem som kan uppstå undersökas praktiskt, varav de kan undvikas i framtiden. Eftersom svarta pellets ännu inte är kommersiella bör även en ny kostnadsanalys göras. / As the climate change gets worse the demand for use of renewable energy sources such as hydropower, wind power and biofuels grows. The origin of biomass is biological and much is taken from the forest industry or the agriculture. One of the major advantages of biomass is that it is carbon neutral and the conditions for an increased use of biofuels in Sweden is good since there is a well-established forest industry.The purpose of this report is to investigate whether it is possible to use the so-called black pellets in small scale energy production. The case study includes a farm desiring to produce its own energy in terms of electricity and heat, requiring 105 000 kWh of energy per year. The main objective of this report is to find out if it is possible for black pellets to expand on the market in small scale productions. In addition to this, an analysis of which gasification technique is most suitable for small scale production, how much black pellets is required to get enough energy and if small scale energy production through gasification is profitable. This is done with a mass balance where the mass of black pellets required to meet the energy needs of the farm is obtained using a program called MATLAB.According to literature found, the countercurrent gasifier is best suited for small scale production with direct combustion. The results show that about 24,5 tonnes of black pellets are required to cover the energy need of 105 000 kWh per year, compared to the consumption of common pellets where about 29,4 tonnes of pellets would be needed. The operating costs of production through gasification of black pellets is low compared to purchasing electricity. It is the high investment costs that makes it unprofitable to use in single households today as it will take several years for individuals to pay it off.Suggestions of further work is to make an experimental study of gasification, test driving the gasifier to get the actual efficiency and examine the potential problems that might occur and how to avoid them. Since black pellets are not yet commercial, a new analysis of the cost should be made.

Detta arbete behandlar ett kombinerat solenergi- och värmepumpssystems plats på marknaden för större fastigheter. Arbetet inkluderar även att undersöka vilket effektbehov ett sådant system kräver för att underhålla ett typexempel för en större fastighet. Kandidatexamensarbetet genomförs på begäran av en uppdragsgivande kund, Free Energy. Arbetet börjar med en förundersökning till alla Sveriges kommunala energi- och klimatrådgivare för att undersöka deras synpunkter kring Free Energys system och vilken plats systemet har på marknaden för större fastigheter. Resultatet från undersökningen visar att energirådgivarna anser att ett kombinerat solenergi- och värmepumpssystem lämpar sig bäst utanför fjärrvärmenätet. De anser även att en verksamhet med hög energiförbrukning sommartid är aktuell. Från dessa resultat samt litteraturstudien utformas en enkät som riktar sig till hotell, campingar och flerbostadshus. Enkätens syfte är att undersöka vilka krav dessa marknader ställer på ett kombinerat solenergi- och värmepumpssystem. Resultatet från denna enkät visar att marknaderna har en positiv inställning till solenergi samt att de anser att ekonomi och miljö är de två viktigaste aspekterna när ett nytt värmesystem väljs. Vidare görs en SWOT-analys för att utse en av dessa marknader att göra en beräkningsanalys på. Analysen visar att den mest intressanta marknaden är camping. Den hypotetiska campinganläggningen beräknas kräva en maximal värmeförbrukning under juli månad som uppgår till 692 kWh under det dygn med högst värmebehov. Solfångarnas area beräknas uppgå till 98 m2 vilket leder till en genomsnittligt levererad energi på 265 kWh per dygn. Vidare beräknas värmepumpen behöva en medeleffekt på 18 kW för att täcka resterande värmebehov. / This work addresses which place in the market an integrated solar and heat pump alternative has for larger properties. The work also includes investigating the power needs of such a system to sustain a typical example of a larger property. The Bachelor's Degree Project has been done at the request of the commissioning customer Free Energy. The work begins with a preliminary investigation to all Sweden's energy advisors to consult their views on where such a system has its place in the market for larger properties. The results of the survey show that the energy advisors considered that an integrated solar and heat pump system was best adapted outside the district heating network. They also considering that a business where high energy consumption in the summer is relevant. From these results a survey is formulated aimed at hotels, campings and multi-family houses, all of which meet one or more of the energy consultants' opinions. The purpose of the survey is to investigate the requirements of these markets for an integrated solar and heat pump system. The result of this survey shows that the markets have a positive attitude to solar heating and that they consider economy and environment to be the two most important aspects when choosing a new heating system. In addition, a SWOT analysis is made to designate one of these markets to make calculations. The analysis shows that the most interesting market is camping. The hypothetical camping facility is estimated to have a maximum consumption in July, amounting to 692 kWh during the day with the highest energy needs. The solar collectors’ area is estimated to be 98 m2 to be as cost-effective as possible, which would lead to a delivered energy of 265 kWh per day. Furthermore, the heat pump is expected to have an average effect of 18 kW to cover the remaining energy needs.

Kenya’s electricity sector faces extensive development as the country strives to achieve the goal of universal access to electricity by 2020 and the national blueprint Kenya Vision 2030. With a history of overestimating the future electricity demand, it is important to make investment decisions based on realistic demand prognoses. In this study, we evaluate a cost-optimal energy mix for electricity generation in 2030 for scenarios following business-as-usual (BAU) and Kenya Vision 2030 demand forecasts, using the spatial electrification tool OnSSET and the energy system modelling tool OSeMOSYS. Kenya is vulnerable to climate change and faces the challenge of frequent droughts, making water management a national priority. This study considers the nexus of Climate, Land, Energy and Water (CLEW). We look at how a climate change scenario, following a worst-case development according to Representative Concentration Pathway (RCP) 8.5, can affect the hydrology of the Tana River and thereby the electricity generation from its hydro power plants. Results show that the share of grid connected households increase with a higher demand forecast, that the investment cost of meeting the electricity demand of Kenya Vision 2030 is 106 % higher than the investment cost at BAU demand and that extreme climate change reduces the electricity generation of hydropower, leading up to that 2 % of electricity production must be supplied by other (non-hydro) sources in 2030. A conclusion drawn from this study is that the demand estimation has a central role for the investments in electricity technologies and is suggested to be based on trends of Kenya’s actual growth rather than visionary goals. Another conclusion is that a scenario of climate change impacts the future usage of hydropower, making the nexus to other natural resources important to include in the development of the electricity system. / Kenyas elsektor står inför omfattande utveckling när landet strävar efter att ge hela befolkningen tillgång till elektricitet och att uppfylla de nationella utvecklingsmålen enligt Kenya Vision 2030. Då elbehovet tidigare överskattats är det viktigt att investeringsbeslut grundas på realistiska efterfrågeprognoser. I den här studien utvärderas en kostnadsoptimal energimix för elgenerering år 2030 i scenarion som följer prognostiserade elbehov enligt business-as-usual (BAU) och Kenya Vision 2030, med hjälp av modelleringsverktygen OnSSET och OSeMOSYS. Kenya är utsatt för klimatförändringar och har problem med återkommande torka, därför är vattenplanering högt prioriterad i landet. Den här studien tar hänsyn till hur Klimat, Land, Energi och Vatten (CLEW) påverkar varandra. Vi tittar på hur ett extremt klimatförändringsscenario som följer Representative Concentration Pathway (RCP) 8.5 kan påverka hydrologin i floden Tana och därmed elgenereringen från dess vattenkraftverk. Resultaten visar att andelen elnätsanslutna hushåll bör bli större vid ett högre elbehov, att investeringskostnaden för att möta elbehovet enligt Kenya Vision 2030 är 106 % högre än investeringskostnaden i ett BAU-scenario och att extrema klimatförändringar kan göra att elgenereringen från vattenkraft minskar, vilket gör att 2 % av elgenereringen måste ersättas av andra energikällor år 2030. En av slutsatserna i studien är att efterfrågeprognosen har en central roll för investeringar som görs i elsystemet och bör baseras på utvecklingstrender snarare än visionära mål. En annan slutsats är att klimatförändring påverkar den framtida produktionen från vattenkraft, vilket gör att kopplingen till andra naturresurser är viktig att inkludera i utvecklingen av elsystemet.

På senare år har efterfrågan på kylning ökat i takt med urbaniseringen i storstäder. 1992 introducerades fjärrkyla i Sverige, sedan dess har tekniken utvecklats och spridits till allt fler anläggningar över hela landet. Kallt vatten skickas från frikällor i naturen till en värmeväxlare och därifrån vidare till de anläggningar som behöver kylas ner. I de fall där en tank används separeras varmt och kallt vatten på grund av densitetsskillnad, kallt vatten kan således pumpas ut oberoende av det varma.Syftet med denna rapport är genom användning av diffusorer skapa ett laminärt utflöde ur perforerade rör. Diffusorer kan minimera termoklinet och direkt öka kapaciteten av fjärrkyla. Med hjälp av tidigare forskning inom området har sex olika diffusordesigner tagits fram. Dessa har sedan genom inledande beräkningar i MatLAB kombinerats med simulationer i COMSOL Multiphysics för att erhålla resultat. Antaganden som gjorts för detta arbete är uniformt flöde genom tryckrören med försummad tryckförlust och endast en urladdningsprocess.En känslighetsanalys har genomförts där diffusorradie, höjd över inloppet, massflöde och inloppstemperatur har varierats. Resultatet visade att den avrundade och i toppen perforerade diffusorn gav upphov till tunnast termoklin på 3,26m och relativ hög höjd över tankens botten vilket innebär hög kapacitet för kylvattenlagret vilket uppfyller målen. / In recent years, the demand for cooling has increased with urbanization. District cooling as a technique started in Sweden in 1992 and has been steadily evolving ever since. The technology is now available in several facilities throughout the country. Cold water is sent from a deep water source found in nature to a heat exchanger and led into a facility in need of cooling. The flow of hot water that returns to the tank is separated from the cold because of the difference in density. Cold water can thus be pumped out independently of the hot until the entire tank consists of hot return water.The purpose of this report is to create laminar flow out of the perforated pipes by using diffusers and thereby maintaining the separation of hot and cold water. Diffusers can help minimize the thermocline thickness and thus increase the cooling capacity of the tank. By studying previous research in the area six diffuser designs have been proposed. The proposals have then been tested using calculations in MatLAB combined with flow simulations in COMSOL Multiphysics to achieve results. The assumptions for this study are uniform flow throughout the pressure pipe with neglected pressure losses along and only taking one discharge process into consideration.A sensitivity analysis has been carried out where the diffuser radius, height above the inlet, mass flow and the inlet temperature has varied. The results showed that the rounded and perforated diffuser led to the thinnest thermocline of 3.26m with a relatively high height above the bottom of the tank which satisfies the goals.

Mechanical ventilation systems with heat recovery are a common sight in modern buildings. If plate heat exchangers, which are the most common type used in Swedish residential buildings, are utilized for heat recovery there is a risk of frost build-up in the heat exchanger due to the exhaust air being cooled below freezing by the outside air. Frost limits the performance of the heat recovery system and increases the need for extra heat to be added to the supply air by a heating coil. By utilizing geothermal heat to preheat the outdoor air before it enters the heat exchanger the risk for frost build-up can be minimized, and the need for extra added heat, usually by means of district heating, is lowered. Multiple Swedish district heating companies apply a price model containing a fee for peak power requirements, so by minimizing the need for added heat power this part of the bill can be lowered. During summer the geothermal system can be used for cooling the supply air which can improve the indoor climate. A model for geothermal preheating and precooling was created in the building simulation software IDA Indoor Climate and Energy. The model was tested and evaluated using three different cases of varying complexity. In the first case the accuracy of the cooling coil model was evaluated using measurements from HSB Living Lab during winter. The results suggested an overall overestimation of the cooling coil’s performance, however, the validity of these results are uncertain. In the second case the cooling coil model was coupled together with the bore hole model, and the system was evaluated using measurements from an apartment building in Finnboda, Nacka, Sweden. The result from the simulation corresponded well with the measurements. The implementation of the control strategy also turned out well. In the final case a whole building simulation was conducted for a projected preschool in Ursvik, Sundbyberg, Sweden. In this building, the free cooling from the ground is utilized to improve the indoor climate to achieve the highest possible credits for thermal climate in the Swedish standard for green building certification Miljöbyggnad. The simulation suggests a reduction in the maximum heating power demand by 55𝑘𝑊 or slightly less than 30% which is saved on the district heating that would otherwise be required to add to the supply air. The total annual energy usage was reduced by 9 𝑘𝑊ℎ/𝑚2 or just above 5%. The system delivered a significant improvement to the thermal climate during hot summer days. In the room that was evaluated the operational temperature was lowered by about 3℃. / Ventilationssystem av FTX-typ används flitigt i moderna byggnader. Om plattvärmeväxlare används, vilket är vanligt i flerbostadshus, finns en risk att fukten i frånluften fryser när det är kallt ute och det är fukttilskott i byggnaden den kyls ned av uteluft i värmeväxlaren vilket försämrar prestandan och kräver ökad användning av eftervärmning. Geotermisk värme kan användas för att förvärma uteluften och därigenom minska risken för påfrysning i värmeväxlaren. Om värmeåtervinningen kan användas fullt ut under hela vintern minskas behovet av eftervärmning som ofta försörjs av fjärrvärme. På så sätt minskas den avgiftsgrundande toppeffekt som många fjärrvärmebolag tillämpar. Borrhålet kan under sommaren användas för att ge sval tilluft vilket kan förbättra inneklimatet. En modell för geotermisk förvärmning och kylning skapades i byggnadssimuleringsprogrammet IDA Indoor Climate and Energy uppbyggd med hjälp av beräkningsmodulerna för borrhål samt kylbatterier. Modellen undersöktes och validerades med hjälp av tre olika fall. I ett första fall undersöktes noggrannheten hos endast kylbatterimodellen utifrån mätdata vintertid från HSB Living Lab. Under de förutsättningar och antaganden som gjordes visade simuleringen att modellens prestanda generellt överskattades. Det råder dock osäkerhet kring resultatets giltighet. I ett andra fall undersöktes noggrannheten hos kylbatterimodellen tillsammans med borrhålsmodellen utifrån mätdata vintertid från ett flerbostadshus i Finnboda, Nacka. Resultatet från simuleringen överensstämde väl med mätdata. Även styrstrategin implementerades och fungerade väl. I ett tredje fall gjordes en simulering på en IDA-modell av en projekterad förskola i Ursvik, Sundbyberg. Här ska bl.a. den frikyla som tas ut användas för att förbättra inneklimatet för att klara högsta betyg enligt Miljöbyggnad. Enligt simuleringen minskas byggnadens maximala effektbehov för uppvärmning med 55 𝑘𝑊 eller knappt 30 % vilket sparas in på den fjärrvärme som används för att eftervärma tilluften. Byggnadens energianvändning minskade med 9 𝑘𝑊ℎ/𝑚2 per år eller drygt 5 %. Påverkan på det termiska klimatet sommartid blev påtaglig. Under de varmaste dagarna sänkte det geotermiska systemet operativtemperaturen med ca 3℃ i ett undersökt rum.

Wind power has different characteristics compared to conventional energy sources. The main difference is that wind power fluctuates under the influence of meteorological variables. This gives rise to problems related to grid stability. It is therefore important to understand these variations and their predictability in order to improve the integration of wind power into grids. Wind power forecasts play an important role. In this study, the accuracy of Numerical Weather Prediction (NWP) wind speed forecasts over the period 1st Sept. 2013 – 31st Dec. 2016 has been investigated. This was done for four Scandinavian windfarms; Rødsand II, Kårehamn, Jokkmokksliden and Storliden.   The NWP used was The Air Pollution Model (TAPM). The main aim of the study was to examine if the implementation of bias correction methodologies could improve the accuracy of uncorrected TAPMforecasts. In addition to this main aim, the study was also intended to investigate the differences in the performance of TAPM between Australian and Scandinavian weather conditions.   The results indicated that TAPM has a tendency to under-predict against actual observations. It was also observed that the accuracy varied throughout the year, with the best performance during summer and the worst during winter. Additionally, the performance varied between turbines within the wind farms. The magnitude of forecast errors was lowest for turbines which experience high degrees of wake effects from upstream turbines. Furthermore, the results showed that the implementation of certain bias correction methodologies improved the accuracy. The greatest enhancements were achieved by the implementation of two correction methodologies, both based on the combination of bias correction and timing correction. The NRMSE of wind speed was reduced by almost 50% for “hour ahead” forecasts for Rødsand II and Kårehamn when full bias correction was applied and by nearly 70% for Jokkmokksliden and Storliden. A reduction in the wind speed magnitude error by as much as half was also reached.   Based on these results, the overall conclusion is that TAPM can be applied for sites with completely different weather conditions with moderately good accurateness, especially if bias correction is applied. However, due to the limited time frame and other delimitations of this study, further studies are necessary in order to draw deeper conclusions. / Vindkraft är en förnybar energikälla som skiljer sig på flera sätt jämfört med konventionell energiproduktion. Konvensionell produktion avser planerbar och icke väderberoende energiproduktion som dessutom är synkront kopplad till elnätet, exempelvis vattenkraft och kärnkraft. Den huvudsakliga skillnaden är att energiproduktionen från vindkraftverk är direkt kopplad till meteorologiska förhållanden och är därmed beroende av de rätta väderbetingelserna för att kunna producera el, framförallt rådande vindhastigheter. Detta innebär att elproduktionen varierar på ett oförutsägbart sätt vilket medför att den producerade elkraften från vindkraftverk är mindre stabil jämfört med elkraft som utnyttjar konventionells krafttekniker.   En ökad andel variabel elproduktion från vindkraft medför stora utmaningar för det befintliga och framtida kraftsystemet. Den främsta utmaningen är att upprätthålla balansen i systemet, både i det korta och långa tidsperspektivet. Om inga åtgärder genomförs förväntas kraftsystemets utformning och egenskaper att bli sämre i form av ökad känslighet för störningar och försämrad leveranstid. En ökad förståelse för vindkraftsproduktionens variabilitet och förutsägbarhet är därmed av intresse för att kunna förbättra integrationen av variabel vindkraftsproduktion. Prognosmodeller för vindkraftsproduktion (analogt med prognoer för vindhastighet) utgör en viktig faktor i detta. I denna studie har noggrannheten av numeriska väderprognoser (NWP) analyserats. Analysen genomfördes för fyra skandinaviska vindkraftparker mellan 1 september 2013 och 31 december 2016. De granskade parkerna var: Rødsand II, Kårehamn, Jokkmokksliden och Storliden.   Den numeriska prognosmodell som används i denna studie var The Air Pollution Model (TAPM). TAPM utvecklades i Australien och modellen bygger på observationsbaserade meterologiska input. TAPM är i själva verket ansluten till globala databaser med struktuerad meterologisk data bestående av bland annat terränghöjd, vegetation och synoptisk metrologisk information. TAPM har tidigare tillämpats för att förutspå vindhastigheter för ett flertal vindkraftparker i Australien och ett antal platser i USA. Inga tidigare studier har dock gjorts för scandinaviska förhållanden. Det huvudsakliga målet med denna studie var därmed att undersöka huruvida biaskorrigerade metoder kan förbättra noggrannheten av okorrigerade TAPMprognoser för de fyra utvalda vindkraftparkerna. Denna studie avsåg även att undersöka om prognosernas noggrannhet skiljer sig nämnvärt mellan skandinaviska och australienska väderförhållanden.   Numeriska modeller innehåller alltid fel jämför med de ”sanna” värdena. Resultatet av denna studie indikerade att TAPM-prognoserna har en tendens att underskatta vindhastigheter, därmed även vindkraftsproduktionen gentemot den verkliga produktionen. Dessutom observerades att prognosernas noggrannhet varierade under året. Den bästa tillförlitligheten erhölls under vintern och den sämsta tillförlitligheten under sommarhalvåret. Vidare varierade prognosernas noggrannhet mellan turbinerna inom de enskilda vindkraftparkerna. Storleken på felet i TAPMprognoserna var generellt sett lägst för turbiner som utsetts för så kallade vakar. Vakar är ett fenomen som uppstår bakom rotorbladen och påverkar energiproduktionen för bakomliggande vindkraftverk. Storleken på felet var lägst för turbiner som i stor utsträckning påverkas av vakar från turbiner uppströms.   Resultatet visade även att implementeringen av biaskorrigerande metoder förbättrade noggrannheten av TAPM-prognoserna. Sammantaget undersöktes fyra biaskorrigerande metoder varav två uppvisade de största förbättringarna. Gemensamt för dessa två metoder var att de baserades på en kombination av biaskorrigering och tidskorrigering.   Olika statistiska metoder användes för att uppskatta storleken av felet för den förutspådda vindhastigheten som modellerats i TAPM. Bland annat användes Root Mean Square Error (RMSE), Mean Absolute Error (MAE) och Mean Bias Error (MBE). Dessa värden normaliserades därefter med avseende på medelvärdet av den verkliga produktionen för önskad tidsperiod. Resultatet visade bland annat att NRMSE för TAPM-modellerade timvisa vindhastigheter minskade med nästan 50 % för Rødsand II och Kårehamn när full biaskorrektion tillämpades och med uppemot 70 % för Jokkmokksliden och Storliden.   Med utgångspunkt från de erhållna resultaten är den övergripande slutsatsen att TAPM kan tillämpas för geografiska platser med olika väderförhållanden och samtidigt generera prognoser med relativt god noggrannhet, speciellt om biaskorrigerade metoder appliceras. Till följd av den begränsande tidsramen och andra avgränsningar i denna studie är dock ytterligare analyser nödvändiga för att dra djupare slutsatser.