Sammendrag Denne masteroppgaven tar for seg klimatiseringsløsningen i et kontrolltårn ved en flyplass. Kontrolltårnkabinen er studert med mål om å komme frem til en optimal systemløsning med hensyn på energieffektiv drift og godt arbeidsmiljø. Denne delen av kontrolltårnet er av en komplisert form, og består av store glassfasader. Dette gir en utfordring med å forsyne flygelederne med et godt nok inneklima. Det er fokusert på akustisk, atmosfærisk og termisk inneklima i dette arbeidet. Energiberegninger og simuleringer av inneklimatiske verdier i oppgaven er gjort i beregningsprogrammet SIMIEN 4.034. Klimatiseringsløsningen som var tiltenkt tårnkabinen består av omrøringsventilasjon, kjølebafler og radiatorer. En vurdering er fremlagt av denne systemløsningen sammen med andre forbedringer for kontrolltårnkabinen. Alternative klimatiseringsløsninger er så presentert, og en ny, forbedret systemløsning foreligger som resultat av inneklimatiske og energimessige vurderinger. Den nye, foreslåtte klimatiseringsløsningen består av personlig ventilering ved arbeidsbordet til flygelederne, i tillegg til den opprinnelig valgte løsningen. Dette gir flygelederne individuell kontroll over sitt eget lokale klima. Ettersom personer har veldig forskjellige preferanser særlig til termiske forhold, vil individuell kontroll av luftens temperatur og hastighet føre til en større komfortmessig gevinst. Termisk komfort påvirker prestasjon og mental ytelse, og termisk balanse med omgivelsene gir maksimal uttelling for arbeidseffektivitet. Personlig ventilasjon tilfører samtidig friskluft direkte til pustesonen, og sørger dermed for tilnærmet forurensingsfri luft til flygelederne. Det totale netto energibehovet for denne klimatiseringsløsningen ligger 3,2 % høyere enn for Multiconsults tiltenkte løsning. For en forbedret energieffektivitet og inneklima i tårnkabinen, ble det i tillegg anbefalt å igangsette andre tiltak: En installering av radiatorer med lavere konveksjonsgrad vil gi en mer behagelig oppvarming og en reduksjon av kaldras fra vinduene. For å hidre den store solinnstrålingen gjennom sommeren vil en bruk av vinduer med lavere solfaktor føre til et mindre kjølebehov og et bedre termisk inneklima. En reduksjon i solfaktoren på 5 % vil kunne dekke det høyere energibehovet for den nye klimatiseringsløsningen. For å hindre lav relativ luftfuktighet gjennom vinterperioden bør det installeres en befukter i ventilasjonsanlegget. Dermed installeres det også en fuktsensor i tillegg til en sensor for strålingstemperaturen. Disse to parametrene er svært viktige for opplevelsen av et godt inneklima.

Helt fra 25 år tilbake har issørpe som ny teknologi for å bedre kjølebetingelsene for fisk fått mye oppmerksomhet. Etter nesten 30 år med kontinuerlig innsats fra forskere og produsenter, har issørpe etablert seg som en anerkjent og meget god kjøleteknologi på dette området, samt et egnet medium for konservering. Når det gjelder håndtering av issørpen ombord på fiskebåter, er det kjent at på de fleste fiskebåter benyttes issørpen til direkte kjøling av fisk og annen fangst. Issørpen blir da produsert av sjøvann ombord på båtene, og når fangsten tas inn blir den blandet med issørpe i beholdere. Ulik håndtering av issørpen ble prøvd ut gjennom praktiske forsøk. Basert på målinger av kjernetemperatur i modellprodukt ble kjøleeffekten i fire ulike metoder for bruk av issørpe sammenlignet. De ulike metodene bestod av tre ulike tilfeller med hensyn til drenering av issørpen, hhv. uten drenering, kontinuerlig drenering og forhåndsdrenering (større iskonsentrasjon enn uten drenering). I tillegg ble en siste metode med luftinnsprøyting i bunn av issørpebeholderen prøvd ut som et tiltak for å bedre varmeovergangen. Issørpen ble også sammenlignet med tradisjonell kjøling med flak-is. Kjøleprosessene ble modellert i MATLAB og simuleringer kjørt i forsøk på å tallfeste kjøleeffekten i form av et varmeovergangstall. Det ble ved siden av modellproduktene utviklet et system beregnet for studering av interaksjonen mellom issørpe og produkt ved hjelp av et termisk kamera. Temperaturmålinger i modellprodukt bekreftet en langt større kjølekapasitet ved bruk av issørpe sammenlignet med tradisjonell flak-is. Issørpe ga raskere nedkjøling enn flak-is uansett håndtering, men sammenligning av temperaturmålinger og varmeovergangstall viste at hvordan issørpen benyttes er avgjørende. Lav iskonsentrasjon medførte temperaturstigning i beholderen og modellproduktene nådde ikke kjernetemperaturer under 0 °C. Høyere iskonsentrasjon ga raskere nedkjøling og lavere slutttemperatur. Luftinnsprøyting i issørpen for å skape omrøring viste seg å gi en vesentlig økning i varmeovergangstallet. I tillegg opprettholdes issørpens lave temperatur også inne ved produktoverflaten, i motsetning til de øvrige kjøletilfellene hvor denne temperaturen opplevde en stigning etter forsøksoppstart, for så å etterhvert gå ned igjen. Konseptet for lufttilførsel i issørpen bør derfor jobbes videre med, ettersom det har en potensiell gevinst i produktkvalitet som følge av raskere nedkjøling og konstant lav overflatetemperatur hos produkt uten at frysing oppstår.

Central Norway has had a significant growth in power consumption over the last few years, and demand is expected to rise. Due to lack of investment in sufficient generation and transmission capacity, Central Norway is expected to have a significant power deficit in an average year and severe deficits in dry years. This thesis investigates the power situation in Central Norway by using the EMPS model developed at SINTEF Energy Research combined with newly developed investment functionality.The thesis has studied the EMPS model and developed new functionality for the investment model in order to do more precise investment analyses. Simulations on optimal investments in different cases concerning increased load and subsidies on wind power investments have been done as well.The simulations show that the power situation Central Norway is close to critical and that investments must be executed to avoid high risk of rationing in a future situation with higher demand.The investment analysis based on the present state show that the proposed transmission investments on Nea--Järpströmmen and Ørskog--Fardal are sensible and very useful for the power situation in Central Norway.Simulations show that subsidies to encourage wind power development might cause more uncertain and variable prices due to lower price incentives to build new transmission capacity. Simulations also show that large wind power investments will have a substantial impact on how hydro power is utilized in Norway.The investment functionality has shown a good capability to obtain sensible solutions that give less price variation throughout the system and reasonable price distributions as long as the investments are small enough to not have substantial impact on hydro power utilization.

The EMPS model is a fundatmental model for optimizing and simulation of power systems with substantial amounts of hydro power, developed by SINTEF Energy Research. Recently SINTEF Energy Research developed investment functionality making it possible to run optimal investment analysis of thermal power, wind power and transmission capacities.The purpose of this thesis is to study and learn how to use both the EMPS and the newly developed investment model. The investment model is to be improved to use price segments instead of weekly average prices when calculating the profits and to implement the option to set a maximum capacity. Furthermore simplistic models of Germany and the Netherlands are to be constructed to be able to use the investment model to find the optimal transmission capacity between Norway and the Netherlands.The investment analysis resulted in an investment of 6000 MW in transmission capacity between Norway and the Netherlands. 6000 MW was the limit due to limitations in the grid from "Sørlandet" to the other parts of Norway. However the way the Netherlands are modelled do not take into account that the prices in the Netherlands also would change as a function of this capacity increase so it is fair to say that the invested capacity is too large. The investment analysis does show that an investment should be made as it is very profitable. For instance would an investment in the region of 1200 MW result in the full investment costs beeing payed back within 3 years of installation according to the investment analysis. The investment functionality is a program that is quick and easy to use. It provides the user a way to specify a lot of different investment alternatives. The program can be used to see the optimal investment in one or more investment alternatives and it also shows the impact they possibly have on each other. The program saves the user a lot of time as the user no longer has to manually add the investments into the EMPS model. There are however still a few errors that have to be fixed in the program and new features that could be added to improve the results, such as non-linear investment costs.

This thesis gives a detailed evaluation of the integration of power plants and post-combustion CO2 capture based on absorption. The study looks at natural gas combined cycles and pulverized coal power plants. Also the absorption process has been evaluated separately, aiming at reducing energy requirements in the capture process. In the first part of the thesis a theoretical part was given on fundamentals of CO2 capture by absorption, power generation, and process integration. Based on this theory, several case studies were defined for each of the three main processes. Simulation models were built accordingly and investigated. Simulation results from the capture process showed that there was a reboiler energy saving potential of 29% and 27% for NGCC and PC plant, respectively, when including vapor compression and absorption intercooling in the capture process. Another interesting observation made was reduced cooling duty in the overhead condenser of the stripper when applying vapor compression.Analysis of steam extraction from the NGCC plant showed it was possible to cover 1 MJ/kg CO2 directly from the HRSG. This steam can be provided directly from the LPB. For duties above 1 MJ/kg CO2 a secondary extraction point was required. In this study the IP/LP crossover was considered the most appropriate point to extract the remaining steam. The efficiency penalty when integrated with the different CO2 capture cases ranged from 7-8%, giving a net plant efficiency of 49.6-50.5%. At part load it was shown that the LPT should be throttled in order to secure constant pressure at the extraction point.For the PC plant the feedwater heat system showed potential in terms heat recovery in the return stream from the capture process. By integrating the return stream with FWH2, energy savings of 11.9% compared to the base case plant were found. Also it was found that the IP/LP crossover pressure should be set to 4.5 bar, since the IPT has the highest efficiency and therefore power production in this unit should be maximized. The final results for the PC plant efficiency range from 30-31.7% and the percentual efficiency penalty was 10-11.7% for the four capture case studies. As was the case for the NGCC plant, the LPT should be throttled when operating at part load.

Det er gjennomført målinger av energibruken til ulike formål i fem leiligheter i Løvåshagen borettslag i Bergen. Tre av leilighetene er av lavenergistandard, mens de to siste er av passivhusstandard. Hovedmålsetningen med oppgaven har vært å framskaffe data for virkelig energibruk i norske passiv- og lavenergihus, slik at det kan gjøres sammenligninger med planlagte verdier. Resultatene viser til dels store variasjoner i energiforbruket i leilighetene. Energiforbruket til oppvarming av varmt tappevann var blant energipostene som viste størst variasjoner. I en av passivhusleilighetene var tappevannsforbruket omtrent dobbelt så stor som i enkelte av lavenergileilighetene. Energitilskuddet fra solfangerne i passivhusleilighetene så også ut til å være mindre enn forventet.Energiforbruket til ventilasjon viste seg å være markant større i lavenergileilighetene enn i passivhusleilighetene. Årsaken til dette er ulikt ventilasjonsaggregat i de to leilighetstypene. Årlig spesifikt energiforbruk i leilighetene er blitt estimert på grunnlag av måleresultatene. Energiforbruket i de to passivhusleilighetene ville gitt henholdsvis karakter C og D på energimerkeskalaen, mens lavenergileilighetene trolig ville endt opp med karakteren C. Forbruket ser generelt ut til å ligge over det som var forventet. Dette gjelder spesielt for leilighetene av passivhusstandard.De store variasjonene i det totale energiforbruket og variasjonen i forbruket til oppvarming av varmt tappevann, viser at energiforbruket i passiv- og lavenergihus i stor grad er brukeravhengig.

The project is focusing on on finding the optimal grid connection of fast charging stations for electric vehicles. The project was carried out in cooperation with Lyse, which is the regional utility company in Rogaland, Norway. Lyse is developing combined filling stations for gas vehicles and fast chargers for electric vehicles. The first combined station will be built close to an existing petrol station in Luravika, Sandnes. There is space for four fast chargers at the site. The closest distribution substation is located about 200m up the street. There are both a gas pipe and a 22kV cable close to the site. The area is in an urban environment and the distribution grid consists of underground cables and pipes. Different load cases were studied using Powel Netbas for load flow simulations and a simulation tool called Dynko for economic analysis. Each load case included a certain power rating on the EV charging station. To achieve short charging times, the power rating should be high. Power ratings spanning from 125kW to 500kW were analysed for the charging station. Two solutions for grid connection were evaluated. One involved using the existing distribution substation. The other involved installing a new substation close to the new load. The optimal dimensioning of cables and transformers were analysed. The quality of supply and fulfilment of the Norwegian PQ code were evaluated.The economic results showed that it is optimal to use the existing distribution substation as long as the total maximum load at the combined filling and charging station is less than 263kVA. For larger loads, a new substation should be built close to the new load. Replacing the transformer in the existing substation is not an optimal solution for any of the load cases. The cables should be chosen so that the loading is close to 30%. The average optimal transformer loading was around 75%, but the results had a large variance. The quality of supply was investigated for the worst case scenario. All values concerning voltage variations and harmonics were well within the limits of the Norwegian PQ code. The loading of the high voltage distribution grid was considered acceptable. No adjustments are needed in the 22kV grid.

Denne oppgaven søker å undersøke egenskapene til det nye isolasjonsmaterialet syndiotaktisk polypropylen (sPP) knyttet til elektrisk trevekst ved sammenligning med det mer brukte materialet isotaktisk polypropylen (iPP). For å belyse temaet er det gjort en bakgrunnsstudie av elektrisk trevekst knyttet til partielle utladninger (PD), treform, overflateutladninger(tracking) og mekanisk belastning. Undersøkelsesmetoder som har blitt utformet og benyttet er spenningssetting av nål-plategap med digital filming av treveksten, og høyspent måling av resistiviteten til ulike trekanaler i sPP og iPP. Hovedpunkter for undersøkelsene har vært initieringstid, vekstrate, tid til jord og tid til gjennomslag, samt definering av tretype, og resistivitet.Datamaterialet er basert på i alt 64 tester og det finnes til sammen ca 290 timer med video- og bildeopptak av elektrisk trevekst i iPP og sPP.Følgende hovedkonklusjoner kan trekkes fra studien:•Betydningen av hulrom ved nålespissen for nål-plategap prøveobjekt er antydet å være typen trevekst i form av tykkelse på trekanalene. Resultatene tyder på en middels sterk sammenheng mellom denne parameteren sammen med spenningsnivå som definerende for type trevekst i form av en eller flere trekanaler i kontakt med jord ved gjennomslag.•Hulrom ved nålespissen har vist en sterk tendens til å påvirke antall trekanaler mot jord for 9 og 11kV, men ikke 7 og 13kV, altså gjelder det i kombinasjon med spenningsvariasjoner. Det er ikke avdekket noen tydelig sammenheng mellom omfanget av jordveksten og hulrom.•Hulrom ser ikke ut til og nevneverdig påvirke tid til jord og tid til gjennomslag i sPP, om noe så ved å forlenge levetiden noe. •Resultatene viser ingen tydelig sammenheng mellom hulrom og initieringstid i sPP.•Initieringstiden i sPP tenderer mot å være lengre enn i iPP.•Den gjennomgående tendensen i resultatene er at elektrisk trevekst vokser raskere i sPP enn i iPP. Dette gjelder både tid til treveksten når jord, og tid til gjennomslag. •I motsetning til nevnte tendens har sPP vist generelt bedre verdier ved 9kV enn iPP. •Resultatene fra resistansmålingene av trekanaler i sPP var inkonsekvente. Forsøksmetoden krever videre utvikling og større prøvemengder.

Rapporten tar for seg design, bygging og utføring av målinger på en forsøksrigg som skal simulere en passiv varmeveksler til bruk i subsea varmeveksling. Målet med forsøkene er å undersøke varmeovergangen ved forskjellige rørtemperaturer og vannstrømninger.Forsøksriggen som blir designet og bygget består av et vertikalt rør plassert i en vannrenne som har justerbar vannhastighet. Røret blir varmet opp ved hjelp av termoelementer og avgir varme til vannet rundt. Rørveggtemperaturen blir målt ved forskjellige effekter for å finne varmeovergangstallene.Målingene fra forsøkene stemmer godt overens med teorien for naturlig konveksjon ved stillestående vann, men avviker fra teorien allerede ved liten vannhastighet. De målte varmeovergangstallene ved strømning er mye høyere enn de teoretiske beregnede varmeovergangstallene for naturlig og tvungen konveksjon.Det blir oppdaget store usikkerhetsmomenter ved modellen, der hovedproblemet er ujevn varmefluks. Det antas også at det er stor usikkerhet i strømningshastighetsmålingene.På grunn av usikkerhetsmomentene blir det anbefalt å jobbe videre med modellen for å eliminere disse, eller å bygge en ny modell basert på erfaringene fra denne rapporten.

This master thesis has investigated the possible application of voltage source converters (VSC) for the interconnection of offshore installations, i.e. wind farms and petroleum platforms, in a multiterminal DC (MTDC) grid. The master thesis is written at the Norwegian University of Science and Technology, Department of Electric Power Engineering and is a continuation of the project written during the autumn of 2009. The work has been carried out in cooperation with Statnett SF, the Norwegian TSO, as a contribution to an ongoing research and development program on offshore electrification. The motivation behind this thesis is the possibilities the VSC technology bring about for the realization of renewable wind energy far from shore and supplying petroleum installations from the main onshore grid, thus reducing emissions. A theoretical study has been conducted, describing the VSC technology from basic operation to topics related to the implementation of a high power rated offshore MTDC grid. A suggested model of a small power system was established in the simulation program PSS®E. The model consisted of a four converter MTDC connecting three separate AC systems. One of the AC systems was a simplified representation of a main onshore grid, and the other two were small offshore AC grids made up of a wind farm and a petroleum platform. The MTDC was modeled using ABB’s HVDC Light Open model v 1.1.9-2, developed for use in PSS®E. A series of dynamic simulations have been performed using the model to demonstrate and analyze the principles of operation for a MTDC and the interaction between the AC systems and the MTDC. The dynamic simulations demonstrate the basic operation of a MTDC with a master-slave control scheme for the active power control, as implemented in the HVDC Light model. The simulation results confirm the functionality of a MTDC as described in the theoretical analysis of the technology.The analysis based on both the literature and simulations conclude that VSC technology is a realistic solution for an offshore grid with the objective of supporting passive network installations far from shore. Simulation results conclude that an advanced control system for the active power control operation (Poption) of all the converters in a MTDC may greatly improve the performance of the system following a disturbance. Both theoretically and through simulations it has been demonstrated that the VSC MTDC provides stability improvements to the connected AC grid, by actively controlling the injected active and reactive power to the grid. The possibility to use the MTDC as an alternative path for transferring large amounts of power has been investigated, and this was found to be beneficial for the system. The difficulties related to fault protection in a MTDC have been highlighted, and a theoretical analysis concluded that the protection scheme using IGBT circuit breakers is the preferred solution with present available technology.