Increased focus on sustainability and climate change has made reduction in CO2 emissions a priority across all industries. The construction equipment (CE) industry sees alternate powertrain technologies like battery electric and hydrogen fuel-cells as the solution to the climate problem and has therefore started investing in this domain. However, with their niche application, the demand on construction equipment is unique and this indicates that it is important to understand the customer preferences when introducing new technologies in this market. This presents the research question answered in thisthesis - do customers prefer non-fossil based alternate powertrain in construction equipment?. In order to answer this question, extensive literature review is carried out and parallelsare drawn with passenger vehicle and commercial truck industry. Based on previous workin this area, the first step is to calculate the total cost of ownership of the four different alternatives - diesel, bio-diesel, battery electric and fuel-cell electric. This information is then used to establish a discrete choice experiment, which is designed to gauge thes tated preference of the customers. A survey was conducted to this effect, where CE customers were provided with multiple choice scenarios and asked to choose between fouralternatives, differentiated by varying attributes such as total investment cost, total variablecost, operation range, refill duration and technology maturity. The survey responsewas then used to build a random utility model using logistical models like MultinomialLogit, Mixed Logit and Nested Logit. The utility coefficients were estimated in these three models and compared against each other and the most significant attributes were identified. Out of 54 respondents, even though majority 62% preferred a conventional diesel machine in the stated preference choices, an overwhelming 38% had opted for the sustainable alternatives which was more than expected, specially since such machines are not available in the mainstream market. The mixed multinomial logit model showed the best fit among the model alternatives tested and attributes like fixed cost, variable cost and market share showed statistical significance with this model. The results indicate that the market preferenceis still in favour of diesel machinery but the perception towards sustainable poweredmachinery looks positive and better than expected. Original Equipment Manufacturers(OEMs) need to target smaller fleet owners for adoption of sustainable alternatives like Battery Electric and Fuel Cell electric machines. Even though Sustainable powered machines show a lot of promise, they are still not competitive in terms of cost as the discrete choice analysis shows that variable cost significantly influence purchase decision.

Der vorliegende 38. Band der Reihe "Leipziger Beiträge zur Informatik" fasst die Ergebnisse der Fachtagung "Betriebsführung und Instandhaltung regenerativer Energieanlagen (BIREA)" am 24. und 25. September 2012 in Leipzig zusammen. Die Fachtagung adressierte aktuelle Herausforderungen der Energiewirtschaft im Allgemeinen und der Branche der Erneuerbaren Energien im Speziellen. Der Anteil erneuerbarer Energien am Bruttostromverbrauch wird sich von derzeit ca. 17 % im Jahre 2020 auf 35% verdoppeln und langfristig bis auf 80% steigen. Mit der wachsenden Bedeutung steigen auch die Anforderungen an die regenerative Energiebranche. Dabei stehen im Vordergrund: a) die Versorgungssicherheit und Netzstabilität, b) sinkende Einspeisevergütungen, c) die Betriebsoptimierung regenerativer Energieanlagen, d) die effiziente Instandhaltung regenerativer Energieanlagen, e) die Vernetzung von Energieerzeugern und -verbrauchern zu virtuellen Kraftwerken, f) Verfügbarkeitsgarantien für Energieanlagen sowie Strom- und Ausfallprognosen. Die Fachtagung fokussierte folgende Themen des Betriebs und der Instandhaltung regenerativer Energieanlagen: a) neuartige Dienstleistungen (z. B. Wirkungsgradanalyse, Ertragsprognosen, Ausfallprognosen), b) Standardisierungsprozesse (z. B. RDS-PP, IEC 61850 / IEC 61400-25), c) die IKT-unterstützte Optimierung (z. B. Lebenslaufakte, Betriebsführung, Instandhaltungsplanung).

The presented master’s thesis has evaluated the possibility of commercializing a research project at the Royal Institute of Technologys (KTH) Department of Energy Technology (EGI) in Stockholm, Sweden, where a Stirling engine is used for renewable microscale power generation.  The purpose of the thesis has been to evaluate the current market situation and future prospects by composing a business plan under the working name MicroStirling. In the business plan a potential target group consisting of house owners, farming companies and small energy-intensive industries has been identified. The market is currently small but displaying tremendous possibilities and is likely to grow rapidly in coming years. By offering a unique, high quality product MicroStirling has a competitive edge; however, several risks threaten the success of the company. Market readiness and customer acceptance of the technology are significant market barriers. Short term focus should be concentrated on technology development to prepare for pilot projects in 2013 and a market introduction in 2014. A future successful commercialisation of the technology is viable although further technical and business development is required to finalize a product ready for a market introduction. / EXPLORE Polygeneration

Globally, a significant portion of energy comes from hydropower. However, harnessing hydro energy interrupts the natural state of river flows, thus affecting the ecological processes of the surrounding communities. In this thesis, a water level control model is described to sustain a desired head for a hydropower plant despite the nature of the stream flows. A scientific analysis is carried out on the physical set up of a hydropower reservoir via mathematical modelling. The study depicts that the amount of electric power, Pe(t) generated from a specific hydro reservoir is mainly controlled by the current water level, h(t) and its corresponding outflow volumes, fout(t). However, these two variables are largely constrained by the behaviour of the inflow volumes, fin(t). So, by relating the torque-force balance equations of all the dynamic elements involved we develop a mathematical model that maintains a steady water level at sustainable inflow rates. The Routh-Hurwitz stability criterion and the Final Value theorem are applied to decide the PD-control actions that stabilize the system. The penstock cross-sectional area, Ap is varied to attain the correct fout(t) for the desired h(t). The model behaviour is verified using Simulink simulation software. Eventually, the model accounts for hydroelectric power production patterns that depends on the nature of the stream flow rates.

Der vorliegende 38. Band der Reihe 'Leipziger Beiträge zur Informatik' fasst die Ergebnisse der Fachtagung 'Betriebsführung und Instandhaltung regenerativer Energieanlagen (BIREA)' am 24. und 25. September 2012 in Leipzig zusammen. Die Fachtagung adressierte aktuelle Herausforderungen der Energiewirtschaft im Allgemeinen und der Branche der Erneuerbaren Energien im Speziellen. Der Anteil erneuerbarer Energien am Bruttostromverbrauch wird sich von derzeit ca. 17 % im Jahre 2020 auf 35% verdoppeln und langfristig bis auf 80% steigen. Mit der wachsenden Bedeutung steigen auch die Anforderungen an die regenerative Energiebranche. Dabei stehen im Vordergrund: a) die Versorgungssicherheit und Netzstabilität, b) sinkende Einspeisevergütungen, c) die Betriebsoptimierung regenerativer Energieanlagen, d) die effiziente Instandhaltung regenerativer Energieanlagen, e) die Vernetzung von Energieerzeugern und -verbrauchern zu virtuellen Kraftwerken, f) Verfügbarkeitsgarantien für Energieanlagen sowie Strom- und Ausfallprognosen. Die Fachtagung fokussierte folgende Themen des Betriebs und der Instandhaltung regenerativer Energieanlagen: a) neuartige Dienstleistungen (z. B. Wirkungsgradanalyse, Ertragsprognosen, Ausfallprognosen), b) Standardisierungsprozesse (z. B. RDS-PP, IEC 61850 / IEC 61400-25), c) die IKT-unterstützte Optimierung (z. B. Lebenslaufakte, Betriebsführung, Instandhaltungsplanung).

For the EU to reach net-zero by 2050, an increased rate of renewable energy generation is needed. Off-grid tiny houses serve as a sustainable housing option as they are energy conservative, and their primary source of energy is renewable energy. However, off-grid living is faced with challenges due to the seasonal energy imbalance caused by the intermittent characteristics of renewable energy. This thesis aims to explore the potential of reducing this energy imbalance by using an electric vehicle (EV) to charge the home when there is an energy shortage and charge the EV when there is an energy surplus. This concept is enabled by bidirectional charging, also referred to as “Vehicle to Anything” (V2X). The main research question is to understand if an off-grid tiny house supported by V2X can be self-sufficient on energy and what the prerequisites for usage are. The method for answering this research question is firstly by conducting a general study followed by a case study. In the general study, industry experts are interviewed and surveyed to assess the innovation’s technology, market, and regulatory readiness and attributes of the innovation related to potential adoption. Thereafter, a case study with a partner in Sweden offering stays in off-grid tiny houses was conducted. The aim was to understand the system dynamics of the energy balance for an off-grid tiny house with solar panels and a home battery when adding an EV.  Results show that it is regulatory unproblematic to connect an EV to power off-grid living today, and the technology is more ready than the market. To increase the readiness level of the innovation, standardization of equipment and communication is needed. The attributes of the innovation that supports adoption are that the EV is mobile and offers large storing capacity which increases flexibility and hence decreases dependency on renewable energy. However, setting up the off-grid system and following safety regulations can be considered complex. Thereto, the innovation is seen as most applicable for short-term stays and individual usage. Results from the case study show that the EV can theoretically prolong the season for off-grid tiny house living by 1-4 months by reducing the energy imbalance and increasing self-sufficiency. Moreover, the EV can increase the share of renewable energy that is being used by storing energy when there is excess solar energy available.  On a final note, to answer the main research question if off-grid living supported by V2X can become self-sufficient on energy and what the prerequisites are for usage, the study concludes that it is theoretically possible, but the innovation is dependent on all technology components being tested and validated together in an off-grid environment. The EV needs to have bidirectional capabilities and the home needs to be equipped with smart software and an inverter to control the charging and discharging. Thereto, there needs to be a business model that creates value confirmed by the market, both customers and industry actors. Lastly, from a regulatory point of view, the concept is feasible as long as the installation of the energy system follows Swedish safety regulations. The EV can then, according to the model, theoretically help to prolong the season by reducing the energy balance making the energy system self-sufficient on energy. The EV can be discharged as well as charged by the excess solar, and hence the smart bidirectional charging of the EV and the home can increase theshare of renewable energy available for use and reduce the energy imbalance. Implications of this thesis suggest increased access to off-grid living as the V2X technology can prolong the season for people living off-grid as well as for off-grid businesses in the hospitality industry. This would allow for increased business value and opportunities within both the housing and tourism industry. The findings also support sustainable development as the innovation increases resource efficiency of the EV as it can serve multiple purposes, including transportation, energy storage, and energy supply. / För att EU ska nå nettonoll till 2050 krävs mer förnybar energi. Off-grid tiny houses är små hus som är frikopplade från stamnätet och är ett hållbart boendealternativ då de är energisnåla och deras primära energikälla är förnybar energi. I dagsläget finns det dock flera utmaningar med att bo off-grid till följd av den säsongsbaserade energiobalansen orsakad av de intermittenta egenskaperna hos förnybar energi. Därför syftar det här examensarbetet till att utforska potentialen för att minska energiobalansen genom att använda en elbil för att ladda hemmet när det råder energibrist och ladda elbilen när det finns ett energiöverskott. Detta koncept möjliggörs av dubbelriktad laddning, även kallad "Vehicle to Anything" (V2X). Den huvudsakliga forskningsfrågan är att undersöka om off-grid tiny house med stöd av V2X kan bli självförsörjande på energi och vilka förutsättningarna är för användning. Metoden för att besvara forskningsfrågan är inledningsvis en empirisk studie följt av en fallstudie. I den empiriska studien uppskattas den teknologiska, marknadsmässiga och regulatoriska mognadsgraden av att använda en elbil för att försörja off-grid boenden. Vidare undersöks innovationens egenskaper för att förstå hur lösningen skulle kunna tilltala möjliga användare. Studien gjordes genom att intervjua samt skicka ut en enkät till branschexperter. Därefter genomfördes en fallstudie med en partner i Sverige som erbjuder vistelser i off-grid tiny houses. Under fallstudien modellerades energisystemet bestående av ett off-grid hus, ett hembatteri samt solpaneler för att förstå hur energibalansen förändras när en elbil adderas till systemet. Resultaten visar att det är regulatoriskt oproblematiskt att ansluta en elbil till ett off-grid tiny house för att förse det med ström, och tekniken är mer redo än marknaden. För att innovationens mognadsgrad ska öka krävs mer standardisering av både utrustning och kommunikationsprotokoll. Egenskaper som uppmuntrar användning av innovationen är att elbilen är mobil och erbjuder stor lagringsmöjlighet vilket i sin tur minskar beroendet av förnybar energi. Det kan dock anses kompliceratatt sätta upp off-grid-systemet och följa de säkerhetsföreskrifter som krävs. Vidare ses innovationen som mest användbar för korttidsvistelser och individuellt bruk. Resultaten från fallstudien visar att elbilen kan förlänga säsongen för off-grid tiny houses boende med 1-4 månader genom att minska energiobalansen och öka systemets grad av självförsörjande. Dessutom kan elbilen öka andelen förnybar energi som används genom att lagra energi när det finns överskott av solenergi tillgänglig. Slutligen, för att svara på den huvudsakliga frågeställningen om off-grid tiny houses med stöd av V2X kan bli självförsörjande på energi och vilka förutsättningarna är för användning, drar studien slutsatsen att det är teoretiskt möjligt, men innovationen är beroende av att alla tekniska komponenter testas och valideras tillsammans i en off-grid miljö. Elbilen måste ha dubbelriktad laddning och hemmet måste utrustas med smart mjukvara och en växelriktare för att styra laddning och urladdning. Därför behöver det finnas en affärsmodell som skapar värde som bekräftas av marknaden, både av kunder och branschaktörer. Slutligen, ur ett regulatoriskt perspektiv, är konceptet genomförbart så länge installationen av energisystemet följer svenska säkerhetsföreskrifter. Elbilen kan då, enligt modellen, teoretiskt bidra till att förlänga säsongen genom att minska energibalansen och göra energisystemet självförsörjande på energi. Elbilen kan både ladda ur energi till boendet samt laddas av överskottet av solenergi, och därför kan den smarta dubbelriktade laddningen av elbilen och hemmet öka andelen förnybar energi tillgänglig för användning och minska energiobalansen. Implikationerna av denna uppsats tyder på ökad tillgång till off-grid boende eftersom V2X-tekniken kan förlänga säsongen för människor som bor off-grid såväl som för off-grid-företag inom besöksnäringen. Detta skulle möjliggöra ökat affärsvärde och möjligheter inom både bostads- och turistnäringen. Resultaten stöder också hållbar utveckling eftersom innovationen ökar resurseffektiviteten för elbilen eftersom den kan tjäna flera syften, inklusive transport, energilagring och energiförsörjning.

This thesis explores the viability of various energy harvesting technologies for powering micro-scale IoT devices in outdoor environments, specifically for products developed by Thule Sweden AB. Through a comprehensive literature review and experimental testing, we evaluated the performance of solar panels and piezoelectric systems to identify sustainable power solutions that could replace or reduce dependence on traditional battery power. Our methodology involved controlled laboratory tests and real-world applications on car roof boxes and bike trailers to assess the technologies under practical conditions. The experiments aimed to achieve a minimum daily energy output of 20 Joules. This target was chosen with reference to the energy consumption data of a specific IoT device used by Thule. The results demonstrated that while both solar and piezoelectric technologies have their possibilities and limitations, they hold promise for integration into IoT applications, offering a step towards more sustainable product designs. These findings contribute to a broader understanding of energy harvesting’s potential to reduce environmental impact and enhance the self-sufficiency of energy production in outdoor IoT applications. / Denna avhandling undersöker genomförbarheten av olika teknologier för energiutvinning för att driva mikroskaliga IoT-enheter i utomhusmiljöer, specifikt för produkter utvecklade av Thule Sweden AB. Genom en omfattande litteraturöversikt och experimentella tester utvärderade vi prestandan hos solpaneler och piezoelektriska system i syfte att identifiera hållbara energilösningar som kunde ersätta eller minska beroendet av traditionella batterier. Vår metodik inkluderade både kontrollerade laboratorietester och praktiska tillämpningar på takboxar och cykelkärror för att bedöma teknologierna under praktiska förhållanden. Experimenten syftade till att uppnå en minsta daglig energiproduktion på 20 joule. Detta mål baseras på energiförbrukningsdata från en specifik IoT-enhet som används av Thule. Resultaten visade att även om både sol- och piezoelektriska teknologier har sina fördelar och begränsningar, har de potential för integration i IoT-applikationer, vilket erbjuder ett steg mot mer hållbara produktdesigner. Dessa fynd bidrar till en bredare förståelse för energiutvinningens potential att minska miljöpåverkan och förbättra självförsörjningen av energiproduktion för IoT-applikationer utomhus.