<p>A home for elderly is planed to be built at Zakrisdal, Karlstad, Sweden. The heat source for the building was at the time not determined. In order by the local government of Karlstad this report is meant to examine if the need of heat could be provided only by solar heat combined with a seasonal heat storage. The problem to solve is, if the need of heat from the home for elderly is provided from only solar heat, whitch dimensions of the solar collectors and the storage is needed?</p>

A home for elderly is planed to be built at Zakrisdal, Karlstad, Sweden. The heat source for the building was at the time not determined. In order by the local government of Karlstad this report is meant to examine if the need of heat could be provided only by solar heat combined with a seasonal heat storage. The problem to solve is, if the need of heat from the home for elderly is provided from only solar heat, whitch dimensions of the solar collectors and the storage is needed?

The purpose of the house which is the basis of this report is to be able present itself on the market as a relatively cheap and at the same time a climate friendly choice. The house is supposed to be able to be built anywhere in Sweden and the rest of Scandinavia in a short period of time. This puts demand on what kind of heating system the house can have, since not all places have the geographic advantage of being able to use geothermal or district heating. Therefore the heating system choices will only include those that are not limited by their geographic location. The house will be built in modules which only require the groundwork to be done before the house can be erected.   In this report "System solutions for plus or passive-housing" a comprehensive literature search has been conducted as well as a number of calculations. This has been done to find out which system solution would be most appropriate for this specific house.   After calculations and literature searches, three different systems was chosen; Water-jacketed wood stove with solar panels Water-jacketed pellet stove with solar panels Air/water heat pump with solar panels   The results showed economic differences. The wood stove proved to be the cheapest, it does, however release some toxic gases during its incomplete material incineration and it also requires more of the user’s attention. The investment cost of the pellet stove is higher and the fuel cost proved to be around twice the amount, which led to a higher cost in total. The advantages of the pellet stove is that it is a self-feeding system which requires less of the user’s time and attention. It is also a more efficient machine and therefor emits less toxic gases. The heat pump proved to be the most expensive choice and also the more difficult choice to assess as to its environmental impact. This due to the fact that it uses electricity as fuel. This electricity is hard to predict the source of. If the source is renewable it could be argued that the heat pump is the most environmental positive choice. If the source on the other hand is from coal or oil plants this will release large amounts of greenhouse gases into the atmosphere. The obvious positive aspect of the heating pump is its ability to run without the help of the user. Something that both the pellet and wood stoves need.   The house proved a few flaws in the thermal bridges that appear in the joints of the house. This could be solved by providing these joints with extra insulation which are otherwise only made of wood.   The conclusion is that this is well thought-out house which pass the definition of a passive house in most places in Sweden. It did now, however, pass the definition of a plus house. This due to the angle of the roof which led to a lesser amount of solar cells, which could not generate the amount of electricity needed to sell more electricity then what is needed to purchase. This is the only part of the house that can be seen as a truly big flaw, since this goes against the purpose of the house. The type of heating system has not been made as a definite conclusion, but is being left open for reader to decide. According to the last calculations made however, the wood stove proved the best choice, this is due to its cheap price over a long period of time. Something that does not prove decisive for all. / Huset som ligger till grund för detta arbete har som syfte att kunna komma in på marknaden som ett billigt men klimatsmart val. Huset ska kunna byggas vart som helst i Sverige och i resten av Skandinavien på kort tid. Detta ställer krav på vad huset kan ha för värmesystem, då inte alla platser har förutsättningar för att använda till exempel bergvärme eller fjärrvärme. Därav används värmesystem som är oberoende av omgivningen.   I arbetet "Systemlösningar för plus- eller passivhus" har en mängd beräkningar, en omfattande litteraturstudie och en multikriterieanalys gjorts. Detta för att ta reda på vilken systemlösning som skulle kunna vara bäst för detta specifika hus.   I arbetet jämförs hur vattenmantlade kaminer och värmepumpar fungerar i ett system tillsammans med solfångare. Studien innefattar även att ta reda på hur många solfångare och solceller som kan placeras på huset för att använda förnyelsebara källor i största möjliga utsträckning. Samt vilka val som är ekonomiskt smarta över en längre period och även hur miljön påverkas av dessa val.   Efter beräkningar och litteraturstudier valdes tre olika värmesystem; Vattenmantlad vedkamin med solfångare Vattenmantlad pelletskamin med solfångare Luft/vatten värmepump med solfångare   Resultatet visade ekonomiska skillnader där den vedeldade kaminen var billigast, dock släpper den ut en del farliga gaser vid sin ofullständiga förbränning och kräver mycket uppmärksamhet. Den vattenmantlade pelletskaminen blev dyrare då investeringskostnaden är högre än för vedkaminen och där den årliga bränsleförbrukningen för pellets är cirka dubbelt så hög gentemot veden. Till sin fördel har den ett enklare självmatande system vilket kräver mindre tid av brukaren. Den har även högre verkningsgrad än sin vedeldade motsvarighet och släpper därför ut mindre farliga gaser. Värmepumpen visade sig vara dyrast och det är även den svåraste att miljöbedöma. Elen som används är svår att förutse var den kommer från. Om källan är förnyelsebar kan det argumenteras att värmepumpen är det mest miljövänliga valet. Om den däremot kommer från marginalel ger den upphov till stora mängder växthusgaser i atmosfären. En fördel med värmepumpen är att den är enkel att använda då den till stor del sköter sig själv till skillnad från pelletskaminen och vedkaminen.   Slutsatsen blev att huset är vältänkt och klarar passivstandard i stora delar av Sverige. Huset uppfyllde dock inte kravet för plushus. En stor bidragande orsak till detta är husets taklutning. Att taket lutar mot norr innebär att antalet solcellsmoduler blir för få, vilket leder till för liten elproduktion. Detta är det enda som skulle kunna ses som en stor brist eftersom det motverkar syftet med huset. Valet av typen av uppvärmning är endast vägledande och lämnas därför öppet för val. Enligt de sista beräkningarna som gjordes ses vedkaminen som det bästa valet, vilket i stort beror på den stora skillnaden i pris över en längre period. Det styr dock inte valet för alla brukare.

Absolicon Solar Collector AB har börjat undersöka möjligheten att snabbt kunna kvalitetssäkrakoncentrerade paraboliska solfångare till sin nya drivlina. Detta genom att beräkna den geometriska formen på tråget utifrån kameror som förs övertråget och detekterar kanterna på det reflekterade receiverröret. Mätdata skickas sedan till en central dator över Message Queuing Telemetry Transport (MQTT)som sköter beräkningen av trågets geometriska form.Projektet har fått namnet ARGQOS som är en akronym för Absolicon Robotized GeometricalQuantification Ocular System. I projektet skulle åtta stycken identiska kamerahus designas, konstrueras och testas därkameran och datorn för kantdetektionen ska vara monterad. På kamerahuset ska det även finnas LED-belysningen för att kunna kommunicera sin driftstatustill operatören.Även mjukvaran behöver utvecklas för kantigenkännande algoritmer samt för kommunikationtill systemets centraldator över MQTT, där bland annat mätdata och viktig information kommerskickas. Tester har sedan gjorts för att utvärdera kamerahusets funktion där första testet bestod av att utvärdera hårdvaran på kamerahuset. Det andra testet som gjordes var att utvärdera mjukvaranoch ett testschema upprättades för att efterlikna en riktig mätning. Även kommunikationen medcentraldatorn via MQTT testades. I det tredje testet gjordes en riktig mätning av en parabolisk koncentrerade solfångare. Dettaför att se hur mycket av de reflekterade kanterna i solfångaren kunde detekteras samt hur brasolfångaren var genom att räkna ut om varje detekterad punkt träffade receiverröret eller inte. Det fjärde och sista testet som gjordes var för att validera om metoden fungerade genomatt först mäta en defekt solfångare med en laser och se vart den träffade och missadereceiverröret och sedan mäta den med systemet ARGQOS och jämföra resultaten. Testerna visar kamerahusen är väl fungerade i en industriell applikation och att programmetfungerar stabilt med få mindre buggar och mätningar på solfångare kan köras upprepadegånger utan problem. Kamerorna kunde detektera de reflekterade kanterna på nästan hela tråget med fåproblemområden. De visade också att mätningen var känsligt för yttre störningar som kom med i reflektorn påsolfångaren samt systemet är känslig för belysning. I valideringen med den defekta solfångaren kunde man se att lasern och ARGQOS visar sammasak men ytterligare tester behövs göras för att vara helt säker. / Absolicon Solar Collector AB has started to investigate the possibility to implement a quickquality insurance for concentrating parabolic solar collectors to their new power train. This will be done by calculating the geometrical shape on the trough by letting cameras move over the through and detect the edges on the reflected receiver pipe. Measure data will be sent to a central computer through Message Queuing Telemetry Transport(MQTT) that handles the calculation of the troughs geometrical shape. The project has been named ARGQOS and is an acronym for Absolicon Robotized GeometricalQuantification Ocular System. In the project eight identical camera houses should be designed, constructed and tested where the camera and the computer would be mounted. LED-lights should also be located on top of the camera house to communicate the operational status of the unit to the operator. The software also had to be developed for edge recognition algorithms, communication to the system central computer over MQTT, where measure data and other important information will be send. Tests has been made to determine the function of the camera house where the first test consisted of the evaluation of the hardware of the camera house for industrial usage. The second test that was made was the evaluation of the software and a test scheme was established to mimic a real measurement on a concentrated parabolic solar collector. Even the communication with the central computer trough MQTT was tested. In the third test a measurement was done to a real concentrating parabolic solar collector to see how well the reflected edges could be detected. Also the status of the solar collector by calculating if the detected points hit the receiver pipe or not. The fourth and final test that was made was to validate the method by first measure a defect parabolic solar collector with a laser to where the laser hit and missed the receiver pipe and then measure the same solar collector with the system ARGQOS and compare the results. The tests show that the camera houses have the intended function for industrial usage and that the program is working well and is stable with only a few minor bugs. Measurements on parabolic solar collectors can be done repeatedly without any problems. The cameras could detect the reflected edges on almost the whole trough with only a few problem areas. It also displayed that the measurement was sensitive to outer disturbances that was reflected in the trough and the system was sensitive to the ambient light. In the validation test the comparison between the measurement between the system and the laser displayed the same result. More tests need to be performed to be sure that the validation holds.

Detta examensarbete utreder om det är möjligt att värma upp en planerad växthusutbyggnad av en 1,5-plans villa i Skåre utanför Karlstad. Uppvärmningen av växthuset ska ske enbart med värme från ett säsongsvärmelager, i form av ett markvärmelager. Värmelagret ska värmas upp med hjälp av solfångare som placeras på husets tak. Växthuset värms upp genom vattenburen golvvärme. Växthuset ska värmas upp under vintern och ska klara av att hålla 5 °C med detta värmesystem. Uppdraget blir att dimensionera värmelagret efter det värmebehov växthuset har och den effekt golvvärmen kräver. Värmebehovet för växthuset simuleras i IDA ICE där även vilken effekt som krävs av golvvärmen simuleras fram. De temperaturer som vätskan i golvvärmen behöver hålla beräknas i programmet Phoenix från Uponor. Värmelagret simuleras i COMSOL Multiphysics. Innan värmelagret kan simuleras beräknas det lokala värmemotståndet mellan kollektorslangen och omgivande mark i lagret. Detta för att veta vilken temperatur som säsongsvärmelagret behöver hålla. Det lokala värmemotståndet beräknas enligt de metoder som presenteras i Markvärme – En handbok om termiska analyser del II. Värmeproduktionen av solfångare beräknas enligt Björn Karlsson formel. Resultatet blir att det krävs en värmeproduktion på 12 150 kWh av solfångare, 30 m2 solfångare, för att ladda värmelagret. Jorden i marken byts ut mot lera för att värmelagret ska klara av att hålla tillräckligt hög temperatur under vintern för att värma växthuset. Simuleringarna visar att det är två stycken lager som klarar hålla tillräckligt hög temperatur för att golvvärmen ska kunna ge den värmeeffekt som krävs. Säsongsvärmelagret klarar att värma växthuset under vintern med golvvärme. Systemet blir dock relativt dyrt, vilket gör att projektet är svårt att försvara rent ekonomiskt. / This thesis investigates whether it is possible to heat a greenhouse planned expansion of a 1.5-storey house in Skåre outside of Karlstad. The warming of the greenhouse will be made exclusively with the heat from the seasonal heat storage which is in the form of ground heat storage. The warming of the seasonal heat storage will be done using solar panels that will be placed on the roof. The greenhouse is heated by floor heating. The greenhouse will be heated during the winter and should be able to keep 5 °C with the heating system. The mission is to design the heat storage after the heating requirements that the greenhouse has and the design power the floor heating demands. The heat demand of the greenhouse is simulated in IDA ICE, where also the design power required by the floor heating is simulated. The water temperature in the floor heating is calculated in the program Phoenix from Uponor. The seasonal heat storage is simulated in COMSOL Multiphysics. Before the heat storage can be simulated, the local thermal resistance between the collector and the surrounding soil is calculated. This is to know what temperature the seasonal heat storage needs to keep. The local thermal resistance is calculated using the methods presented in Markvärme – En handbok om termiska analyser del II. The heat production of solar panels is calculated according to Björn Karlsson formula. The result is that the heat generated by the solar panels to the seasonal heat storage needs to be 12 150 kWh, this is the heat generated by 30 m2 of solar panels. The soil in the ground needs to be replaced with clay in order to get the seasonal heat storage sufficient enough to be able to keep high enough temperatures during the winter to heat the greenhouse. The simulations show that there are two heat storages sufficient enough to maintain temperatures for the underfloor heating to be able to provide the heat output required. The seasonal heat storage is capable to heat the greenhouse during the winter with floor heating. The system is relatively expensive, which means that the project is difficult to justify in economic terms.

Jernhusen AB är ett fastighetsbolag inom transportbranschen och är framförallt inriktade mot järnvägen. Jernhusen har ett uttalat mål att bidra till ett hållbart samhälle. Som ett steg i detta vill Jernhusen undersöka möjligheterna med att investera i lokalproducerad förnybar energi på deras tågunderhållsdepåer.Denna rapport utreder förutsättningarna och möjligheterna med detta. Det finns idag flera olika förnybara energikällor som kan användas lokalt på depåerna. De bäst lämpade teknikerna för Jernhusens tågunderhållsdepåer är att använda solenergi och geoenergi. Solenergin kan användas för att producera elkraft med solceller och värme med solfångare. Det finns flera olika typer av solceller med den mest kommersiellt använda typen är polykristallina kiselsolceller. Underhållsdepåerna har stora effektbehov, både för el och för värme. Effektbehovet är som störst under vintermånaderna när tågen behöver avisas. Depåerna har stora öppna tak och bangårdar som lämpar sig till att använda både solceller, solfångare och geoenergi. De flesta depåerna är gamla och fastigheterna innehåller markföroreningar, vilka behöver beaktas om ett geoenergisystem ska installeras på fastigheten. Det finns goda förutsättningar för Jernhusen att installera olika system som utnyttjar förnybara energikällor. Om ett solcellssystem skulle installeras på Hagalund enligt Tabell 6-1 är återbetalningstiden för investeringen 15 år. Detta får anses som en god investering då ett solcellssystem kan ha en livslängd på 40 år. Hade en geoenergisystem installerats på Raus enligt Tabell 6-3 blir återbetalningstiden 17 år. Ett solfångarsystem har låg lönsamhet oavsett vilket depå det installeras på. Dock blir både geoenergi och solfångare betydligt mer lönsamma om byggnaden är uppvärmd av direktverkande el eller vid nybyggnationer. / Jernhusen AB is a real estate company within the transportation industry and their business is focused towards the railway. Jernhusen has a stated goal that the company should contribute to a sustainable society. As a step in this goal the company explores the possibilities of investing in locally produced renewable energy systems at their maintenance depots. This report investigates the potential in that kind of investment. There are currently several different renewable energy sources that can be used for locally producing renewable energy at the depots. The most appropriate techniques for Jernhusen to use are solar energy and geothermal energy. Solar energy can be used to produce electric power with solar cells and to produce heat with solar panels. There are several different types of solar cells but the most commonly used are polycrystalline silicon based solar cells.The maintenance depots have large power requirements for both electricity and heat. The power demand is greatest during the winter months when the train needs de-icing. The maintenance depots have large open roofs and rail yards suitable for solar cells, solar panels and geothermal systems. Most of the depots are old constructions and the properties contains a lot of soil pollution that need to be considered if a geothermal energy solution is up for investigation. There are good prospects for Jernhusen to install various systems using renewable energy sources. If a solar cell system were installed at Hagalund according to Table 6-1 the payback period for the investment is 15.1 years. This must be seen as a good investment when the solar cells have a lifespan of 40 years. If a geothermal system were installed at Raus according to Table 6-3 the payback period is 17.2 years. A solar panel system has a low profitability regardless of which depot the system is installed at. However, both the geothermal system and the solar panel system are far more profitable if the building is heated by electricity.

No description available.

Biologisk lakvattenrening, med hjälp av mikroorganismer, används på Häringetorp avfallsanläggning för att bland annat reducera mängden kväve i lakvattnet. För att möjliggöra en längre reningsperiod, eftersom mikro­organismernas tillväxt hämmas vid låga temperaturer, vill Tekniska förvaltningen på Växjö kommun studera möjligheten att värma upp nitrifikationsdammen på Häringetorp avfallsanläggning med hjälp av grön energi. Kvantifiering av effektbehov för förlängning av reningsperioden har gjorts utifrån en simuleringsmodell. Studie av tillförd effekt har gjorts under det första året med tillförd effekt. Jämförelse mellan de tekniska lösningarna solfångare, värmepump och biobränslepanna har gjorts gällande aspekterna driftsäkerhet, praktisk genomförbarhet, enkelhet och ekonomi. Utifrån diskussion ges rekommendation att installera en värmepump, vilken utnyttjar intern energi, för att levererar en effekt till nitrifikationsdammen på 100 kW under temperaturstyrda förhållanden. Denna tillförsel av effekt förväntas ge en förlängning av reningsperioden på fyra veckor.

This master thesis was performed for the consulting firm WSP in collaboration with the think tank Besmå. The main aim of the thesis was to examine if photovoltaic/thermal solar systems (PV/T-systems) is suitable for single family houses in Sweden and if it can be a more viable option than photovoltaic systems based on economical and energy performance aspects. The thesis also examines if the owner of a single family house with existing solar panels can benefit from installing an intercooler and a heat-exchanging system that could add the untapped heat of the panels to the house’s heating system. This would decrease the solar panel temperature, thus increasing their efficiency and electricity production. It also examines the possibility of PV/T-systems playing a role in fulfilling the increased energy performance regulations placed upon contractors today, by reducing the primary energy number (primärenergitalet). To achieve these objectives the heat demand of a typical house in Sweden was simulated in VIP Energy based on a real house in Gothenburg which has a photovoltaic system. A modell for electricity production of a solar cell which included the temperature dependency was created in Matlab and a modell of a PV/T-system was created in Simulink. From these models and real data from the existing house and energy system, total production of heat and electricity was acquired. The results showed that the intercooler can enhance the solar cell performance but a life cycle cost analysis found that it was not a neconomically viable option due to its excess cost. It also showed that the PV/T system can be a suitable choice for single family houses in Sweden under certain conditions, mainly depending on uncertain price points. It did enhance the total energy performance of the house in comparison to solar cells but was only economically viable (from a life cycle perspective and not initial cost) when the main heating system consists of an electric heater. Surprisingly, it was also found that smaller PV/T-systems of 5 square meters of module area can yield a better life cycle cost than solar cells, even when the main heating system is a heat pump. Lastly, it was found that a PV/T-system can act as a viable option when building real estate as a method of lowering the primary energy number, assuming a stable and economically competitive price point and that investing in large scale systems leads to a lower price per produced unit of energy and unit of area of modules.

This rapport contains an examination of the energy consumption of a kindergarten, which areas that have the largest impact on the energy consumption and what can be done to reduce those areas in ways that are relatively easy and profitable. It is also analyzed if it is possible to reduce the energy consumption from today’s consumption to a consumption that fulfils the demands placed on low energy houses by FEBY. The focus has been on reducing the energy consumption of the areas ventilation, heating system and hot water system, since those seemed to be the easiest ones to affect and since the building is quite recently built. There are different kinds of ventilation systems, at the moment the building have a CAV-system, which means that the ventilation is too high during large parts of the day. There are different ways to manage the ventilation system, for example presence detection, humidity sensors, CO2 sensors, temperature sensors and season adjustment. Many of those are in the end dependent on CO2 sensors to guarantee a good indoor climate, therefore the focus have been placed on this system.   The building is heated through district heating which is relatively easy to connect to a couple of sun panels to contribute to the heating system and hot water system. There are different ways of connecting district heating with solar panels and those are described, as well as the cost and the repayment time. A comparison with a building with an electric heating system has been made as well. It is important to get solutions that are profitable, that the repayment time isn’t too long. Solar cells and wind turbines are examined as well, but the repayment time for solar cells are too long at the moment. The repayment time for solar cells varies between 42 - 75 years, while the expected lifetime is 25 years. Concerning ventilation, a reduced ventilation of 10, 20, 30, 40 and 50 % have been examined. With only reduced ventilation the demands on low energy houses could not be matched, but it was possible in two cases with the use of solar panels. The usage of a wind turbine meant that the ventilation had to be reduced even less to match the demands on low energy houses. The repayment times for the solar panels and the wind turbine are both around 14 years. / Rapporten behandlar en undersökning av energiförbrukningen vid en projekterad förskola och vilka poster som har störst inverkan på energiförbrukningen, samt vad som kan göras för att åtgärda dessa på ett sätt som är relativt enkelt och som är lönsamt. Det ses över om det är möjligt att få ner energiförbrukningen från dagens förbrukning som uppfyller BBR:s krav, till att uppfylla de lägre energikraven som gäller för minienergihus enligt FEBY. Med utgångspunkt i energiförbrukningsberäkningen som gjorts och det faktum att förskolan är relativt nybyggd så har fokus lagts på att minska ner posterna ventilation, värmesystemet och varmvattnet då dessa är de poster som är lättast att påverka. När det gäller ventilation finns olika styrsätt, byggnaden har i nuläget ett CAV-system, vilket innebär att ventilation under stora delen av dagen är för hög. Det finns olika saker att styra ventilationen och minska ner den på, däribland närvarogivare, fuktgivare, koldioxidgivare, temperaturgivare samt årstidsanpassning. Många av dessa är dock i slutändan beroende av koldioxidgivare för att garantera inomhusklimatet, så därför har fokus lagts på detta system. Byggnaden värms upp via fjärrvärme och det är relativt enkelt att koppla på solfångare för hjälp av uppvärmning av värmesystemet och varmvattnet. Det finns olika sätt att koppla in solfångare på system med fjärrvärme och de olika sätten beskrivs och undersöks, liksom kostnad och återbetalningstid för en anläggning med solfångare. En jämförelse med en byggnad med eluppvärmning har också gjorts. Det är viktigt att få ekonomisk lönsamhet i det hela och således att återbetalningstiden inte ska vara för lång. Även solceller och vindkraftverk tas upp, dock är återbetalningstiden för solceller i nuläget alltför lång för att vara ekonomiskt försvarbart. Återbetalningstiden för solceller varierar mellan 42 – 75 år, medan den beräknade livslängden ligger på 25 år. När det gäller ventilationen så har minskad ventilation med 10, 20, 30, 40 och 50 % undersökts. Med enbart minskad ventilation kan inte kravet för lågenergihus uppfyllas, men inräknat solfångare så nåddes i två fall lågenergihus. Till sist så innebar medräknandet av ett vindkraftverk att ventilationen inte behövdes minskas lika mycket för att uppfylla kraven för lågenergihus. Återbetalningstiden för solfångarna beräknades till 14 år och återbetalningstiden för vindkraftverket till 14 år.