Energy Efficiency through Thermal Energy Storage : Possibilities for the Swedish Building Stock

The need for heating and cooling in buildings constitutes a considerable part of the total energy use in a country and reducing this need is of outmost importance in order to reach national and international goals for reducing energy use and emissions. One important way of reaching these goals is to increase the proportion of renewable energy used for heating and cooling of buildings. Perhaps the largest obstacle with this is the often occurring mismatch between the availability of renewable energy and the need for heating or cooling, hindering this energy to be used directly. This is one of the problems that can be solved by using thermal energy storage (TES) in order to save the heat or cold from when it is available to when it is needed. This thesis is focusing on the combination of TES techniques and buildings to achieve increased energy efficiency for heating and cooling. Various techniques used for TES as well as the combination of TES in buildings have been investigated and summarized through an extensive literature review. A survey of the Swedish building stock was also performed in order to define building types common in Sweden. Within the scope of this thesis, the survey resulted in the selection of three building types, two single family houses and one office building, out of which the two residential buildings were used in a simulation case study of passive TES with increased thermal mass (both sensible and latent). The second case study presented in the thesis is an evaluation of an existing seasonal borehole storage of solar heat for a residential community. In this case, real measurement data was used in the evaluation and in comparisons with earlier evaluations. The literature reviews showed that using TES opens up potential for reduced energy demand and reduced peak heating and cooling loads as well as possibilities for an increased share of renewable energy to cover the energy demand. By using passive storage through increased thermal mass of a building it is also possible to reduce variations in the indoor temperature and especially reduce excess temperatures during warm periods, which could result in avoiding active cooling in a building that would otherwise need it. The analysis of the combination of TES and building types confirmed that TES has a significant potential for increased energy efficiency in buildings but also highlighted the fact that there is still much research required before some of the technologies can become commercially available. In the simulation case study it was concluded that only a small reduction in heating demand is possible with increased thermal mass, but that the time with indoor temperatures above 24 °C can be reduced by up to 20%. The case study of the borehole storage system showed that although the storage system worked as planned, heat losses in the rest of the system as well as some problems with the system operation resulted in a lower solar fraction than projected. The work presented within this thesis has shown that TES is already used successfully for many building applications (e.g. domestic hot water stores and water tanks for storing solar heat) but that there still is much potential in further use of TES. There are, however, barriers such as a need for more research for some storage technologies as well as storage materials, especially phase change material storage and thermochemical storage.

Energieffektivisering via termisk energilagring

Uppsatta mål för kraftigt minskad mängd köpt energi inom byggnadssektorn öppnar upp för alternativa tekniker när både befintliga och nya byggnader ska energieffektiviseras. Genom att lagra värme och/eller kyla kan tillgänglig energi flyttas i tid och bidra till energieffektivisering genom t.ex. en ökad andel förnyelsebar energi eller minskad toppeffekt.

Thermal energy storage in Swedish single family houses : a case study

In a Nordic climate, space heating (SH) and domestic hot water (DHW) used in buildings constitute a considerable part of the total energy use in the country. For 2010, energy used for SH and DHW amounted to almost 90 TWh in Sweden which corresponds to 60 % of the energy used in the residential and service sector, or almost 24 % of the total final energy use for the country. Storing heat and cold with the use of thermal energy storage (TES) can be one way of increasing the energy efficiency of a building by opening up possibilities for alternative sources of heat or cold through a reduced mismatch between supply and demand. Thermal energy storage without the use of specific control systems are said to be passive and different applications using passive TES have been shown to increase energy efficiency and/or reduce power peaks of systems supplying the heating and cooling needs of buildings, as well as having an effect on the indoor climate. Results are however not consistent between studies and focus tend to be on the reduction of cooling energy or cooling power peaks. In this paper, passive TES introduced through an increased thermal mass in the building envelope to two single family houses with different insulation standard is investigated with building energy simulations. A Nordic climate is used and the focus of this study is both on the reduction of space heating demand and space heating power, as well as on reduction of excess temperatures in residential single family houses without active cooling systems. Care is taken to keep the building envelope characteristics other than the thermal mass equal for all cases so that any observations made can be derived to the change in thermal mass. Results show that increasing the sensible thermal mass in a single family house can reduce the heating demand only slightly (1-4 %) and reduce excess temperatures (temperatures above 24 degrees C) by up to 20 %. Adding a layer of PCM (phase change materials) to the light building construction can give similar reduction in heating demand and excess temperatures, however the phase change temperature is important for the results.

Energy Efficiency through Thermal Energy Storage - Evaluation of the Possibilities for the Swedish Building Stock, Phase 1

As a first step in assessing the potential of thermal energy storage in Swedish buildings, the current situation of the Swedish building stock and different storage methods are discussed in this paper. Overall, many buildings are from the 1960’s or earlier having a relatively high energy demand, creating opportunities for large energy savings. The major means of heating are electricity for detached houses and district heating for multi dwelling houses and premises. Cooling needs are relatively low but steadily increasing, emphasizing the need to consider energy storage for both heat and cold. The thermal mass of a building is important for passive storage of thermal energy but this has not been considered much when constructing buildings in Sweden. Instead, common ways of storing thermal energy in Swedish buildings today is in water storage tanks or in the ground using boreholes, while latent thermal energy storage is still very uncommon.

Evaluation of a high temperature solar thermal seasonal borehole storage

A solar thermal system with seasonal borehole storage for heating of a residential area in Anneberg, Sweden, approximately 10 km north of Stockholm, has been in operation since late 2002. Originally, the project was part of the EU THERMIE project “Large-scale Solar Heating Systems for Housing Developments” (REB/0061/97) and was the first solar heating plant in Europe with borehole storage in rock not utilizing a heat pump. Earlier evaluations of the system show lower performance than the preliminary simulation study, with residents complaining of a high use of electricity for domestic hot water (DHW) preparation and auxiliary heating. One explanation mentioned in the earlier evaluations is that the borehole storage had not yet reached “steady state” temperatures at the time of evaluation. Many years have passed since then and this paper presents results from a new evaluation. The main aim of this work is to evaluate the current performance of the system based on several key figures, as well as on system function based on available measurement data. The analysis show that though the borehole storage now has reached a quasi-steady state and operates as intended, the auxiliary electricity consumption is much higher than the original design values largely due to high losses in the distribution network, higher heat loads as well as lower solar gains.

V2G backup Skid-VM 2015

2015 kommer Skid-VM att hållas i Falun. TV-bolagen kräver redundant kraft som standard för denna typ av arrangemang. Detta sköts normalt med dieselgeneratorer och eventuellt UPS:er. För att utreda detaljerna kring, och möjligheterna med, att ersätta några eller alla dieselgeneratorer med elkraft från elfordon, har en förstudie gjorts under 2011. Denna studie tittat djupare på några sätt att göra detta. Slutsatsen är att tekniken finns och är mogen nog att klara uppgiften, men intresset hos fordonstillverkarna är svagt.

Glädje i vårdandets värld

Föreliggande vårdvetenskapliga studie har som syfte att avtäcka och synliggöra glädjesom idé i vårdandets värld. Glädje sammanbinds med vårdandet genom kärleken somden tongivande kraften hos glädje. Vårdandets sak har genom historien alltid varit attlindra lidande och att tjäna liv och hälsa i en anda av kärlek och barmhärtighet. Dennastudie om glädje i vårdandet har en övergripande idéhistorisk inriktning och resultatetsammanställs i form av ett idémönster. Tolkningen sker genom en hermeneutisk ansatsmed fokus på förståelse av själva vårdandet. För att djupare förstå glädje, dessursprungsidé, väsen och uttrycksformer granskas begreppet ’glädje’ och de näraliggandebegreppen ’glad’ och ’ljus’ i etymologiska ordböcker samt i svenska, engelska ochlatinska ordböcker. Som stöd för tolkningen används klassiska texter innehållandefilosofers tankar om glädje. Glädje som idé glimtar fram i form av ett sjufaldigtmönster. Detta mönster innehåller särdrag hos glädje och det hjärtas natur somrespektive särdrag förverkligas i. I andlig mening utgör hjärtat livets medelpunkt ochkänslornas hemvist. Mönstret bildar bakgrund och blir vägledande vid den hermeneutiska läsningen omglädje, så som den framträder i berättelser om vårdande under åren 1900–1933. Dehistoriska källorna utgörs av facktidskriften Svensk sjukskötersketidning, böcker medberättelser om vårdande, arkivmaterial samt läroböcker om vårdarbete. Resultatetmynnar ut i ett idémönster, där idéer om det som gör glädje verksamt som vårdandeframträder. Dessa är det sanna hjärtats rena glädje – kärlek, glädje är ett kärleksbevis.Det brinnande hjärtats djupa glädje – livsglädje, glädje inspirerar och genererar kraft.Det bärande hjärtats glansfulla glädje – generositet, glädje är en gåva till den andra medlöfte om hjälp. Det inbjudande hjärtats glittrande glädje – gemenskap, glädje inbjudertill gemenskap. Det upprymda hjärtats uppsluppna glädje – integration, glädje gör attmänniskan kan glömma sitt lidande och närma sig den hon önskar vara. Detstämningsfulla hjärtats högtidliga glädje – bevärdigande, glädje skapar en anda ochatmosfär där människan upplever sig hedrad. Det fridfulla hjärtats stora glädje –räddning, en glädje visar sig när människan har erhållit det som kan begäras av gott ochundsluppet ont och är förnöjd med sin levnads lott. Förhoppningen är att dennagrundforskning ska öppna för ett nytt seende som kan leda till att glädjeuppmärksammas i vårdandets värld och artikuleras där.

Filmen, musiken och rollfiguren : En studie om hur musik påverkar uppfattningen av rollfigurer.

Detta är en uppsats som grundar sig på en kvantitativ och kvalitativ undersökning om hur musik kan påverka uppfattningen om en rollfigurs sinnesstämning och karaktärsdrag i film. Syftet med uppsatsen är att försöka bidra med en ökad förståelse för vilken kraft musiken har i berättande sammanhang. En djupdykning i hur vi kan påverkas och tolka en berättelse olika beroende på vilket emotionellt uttryck som musiken förmedlar. Testdeltagare har fått se tre versioner av ett och samma filmklipp. En version utan musik och de andra två med två olika musikstycken. Det visade sig att man påverkades olika beroende på vilken musikversion som spelades. Resultaten gav tydliga tendenser att peka åt olika håll i de adjektivskalor som deltagarna fått svara på i enkäten. Det var tydligt att musiken i hög grad påverkade bedömningarna av rollfigurens sinnesstämning och karaktärsdrag.  

Kvinnors upplevelser av fosterrörelser i slutet av graviditeten

Bakgrund: Det finns begränsad kunskap om hur kvinnor upplever fosterrörelser i slutet av graviditeten. Ökad kunskap om fosterrörelser kan bidra till bättre möjligheter att identifiera foster som riskerar att dö intrauterint. Syfte: Att utforska hur gravida kvinnor upplever fosterrörelser i slutet av en okomplicerad graviditet samt hur mammor som mist ett barn i livmodern upplevt kontakten med barnet tiden före beskedet att barnet hade dött. Metod: Delstudie I, djupintervjuer med 26 mammor vars barn dött före födelsen, efter 28 fullgångna graviditetsveckor. Delstudie II, frågeformulär till 393 kvinnor med okomplicerad graviditet som besvarades i graviditetsvecka 37 till 42. Svaren analyserades i båda studierna med kvalitativ innehållsanalys. Resultat: 22 mammor i delstudie I beskrev att de hade haft en föraning om att något kunde ha hänt deras barn innan de fick besked att barnet dött intrauterint. Föraningen grundades på att mammorna hade upplevt minskade eller uteblivna fosterrörelser. Det är något som inte stämmer; formulerades som ett sammanfattande tema på mammornas föraning. Processen mot insikten om att deras barn dött beskrivs i olika steg; Inte känna kontakt med barnet; Känna oro; Känna att något är fel; Inte begripa det ofattbara; Vilja få besked; Vara säker på att barnet har dött. I delstudie II beskrev 383 (96 %) kvinnor i fullgången okomplicerad graviditet olika rörelser som klassificerades som kraftfulla rörelser. De flesta kvinnorna beskrev flera typer av rörelser, tio (4 %) kvinnor beskrev fosterrörelser som inte inkluderade någon rörelse i kategorin kraftfulla rörelser. Konklusion: Mammor som mist sitt barn före födelsen hade känt en föraning om att deras väntade barn kunde må dåligt, de hade upplevt att de tappat kontakten med barnet innan de fick besked att barnet hade dött i livmodern men normaliserade känslan. De flesta kvinnor med okomplicerad, fullgången graviditet, beskriver att barnet rör sig med kraft och tryck, få kvinnor beskriver rörelser som inte kan kategoriseras som kraftfulla. Implikationer: Blivande mammor bör uppmanas att lita på sin upplevelse av att det är något som inte stämmer och kontakta sjukvården direkt om de är bekymrade över sitt ofödda barns rörelser. Bedömning av fosterrörelser i fullgången graviditet kan inkludera: förekomst, frekvens och intensitet. Nyckelord: Innehållsanalys, fosterdöd, fosterrörelser, fullgången graviditet, upplevelser

Fysikundervisningen i årskurs F-6 : En systematisk litteraturstudie om hur fysikundervisning kan utföras utanför klassrummet

Sammandrag Syftet med denna litteraturstudie var att kartlägga forskning om hur fysikundervisning kan utföras utanför klassrummet och avser undervisningen i årskurs F-6. Frågeställningarna har besvarats med hjälp av en systematisk litteraturstudie i databaserna Google Scholar, ERIC, avhandlingar.se, NorDiNa och DiVA. Resultaten visar att stora delar av kursplanen i fysik går att tillämpa utanför klassrummet och det område som berörs mest i litteraturen är kopplat till undervisning om kraft och rörelse. Många platser utomhus kan användas för undervisningen i fysik, t.ex. skolgården, som är det vanligaste exemplet, men även, tivolin, nöjesparker, museum och utställningar. Bland annat lyfts fördelarna med att bedriva undervisning i en autentisk miljö samt möjligheten att bättre fånga elevernas intresse för fysik fram. Utmaningarna handlar främst om kompetensutveckling hos pedagogerna, både inom ämnet fysik och om utomhuspedagogik generellt.

Fysikundervisning inom årskurserna 1-6 : Hur klasslärare respektive lärare på science center ser på fysikundervisning

Studiens syfte är att skapa kunskap om hur några lärare vid science center respektive klasslärare bedriver fysikundervisning för elever i årskurs 1-6. Studien har ett konstruktivistiskt perspektiv och grundar sig på intervjuer. Följande tre frågor har ställts och besvarats: 1) Vilket innehåll från kursplanen i fysik genomförs utanför klassrummet enligt lärare vid science center respektive klasslärare? Båda lärarkategorierna bedriver undervisning i Kraft och rörelse, Fysiken i naturen, Fysiken i vardagslivet, samt Fysiken och världsbilden. 2) Vilka arbetssätt uppger lärare vid science center respektive klasslärare att de använder sig av vid fysikundervisning? Båda lärarkategorierna uppger ett undersökande arbetssätt, fältstudier och observationer samt kommunikativt arbetssätt. 3) Vilka likheter och skillnader finns mellan den undervisning i fysik som beskrivs av lärarna vid science center jämfört med den undervisning som beskrivs av klasslärarna? Den största likheten är att båda lärarkategorierna utgår från ett undersökande arbetssätt. Den mest framträdande skillnaden är att lärare vid science center inte använder sig av dokumentation. En slutsats är att båda lärarkategorierna bedriver fysikundervisning utanför klassrummet med ett varierat centralt innehåll. Klasslärarna väljer i hög grad själva arbetssätt men att dessa varierar beroende på vilka resurser som finns samt vilken erfarenhet läraren har. Science center kan erbjuda andra aktiviteter eftersom det där finns andra resurser än på skolorna och i skolornas närmaste omgivning.

Waldorfpedagogiken – religion eller inte?

Waldorfpedagogiken har utvecklats från antroposofin och används idag i skolor över hela världen. Antroposofin uppfyller flera av de viktigaste kriterierna i de vanligaste definitionerna av religion.  I denna artikel behandlas frågan om huruvida waldorfpedagogiken ska uppfattas som religiös eller inte. Mitt material består av skriftliga och elektroniska källor av olika slag, intervjuer samt observationer på en waldorfskola. Frågan kommer att diskuteras utifrån tre aspekter: ideologisk frikoppling, lärarens roll samt potentiellt religiösa inslag relaterade till morgonspråket och religionsundervisning. Jag föreslår att waldorfpedagogiken ska ses som en hybrid i den terminologi som Siv-Ellen Kraft använder. En hybrid är en företeelse där en för­ståelse med religiösa inslag utgör en av flera möjligheter (Kraft 2011: 78). Trots tillämpandet av detta perspektiv kvarstår dock andra problematiska områden gällande relationen mellan waldorfpedagogik och religion.

Influência das principais commodities agropecuárias e de variáveis macroeconômicas sobre os preços da terra agrícola no Brasil

Este trabalho tem como proposta investigar como o preço de terras de uso rural no Brasil é afetado pelos preços e exportações das principais commodities agropecuárias, bem como por variáveis macroeconômicas, como taxa básica de juros, taxa de câmbio, taxa de inflação e disponibilidade de crédito agrícola. Para tal foram consideradas as produções agrícola de algodão, café, cana-de-açúcar (e seus principais produtos açúcar e etanol), milho e soja, a produção pecuária de carne bovina e a produção industrial de celulose de fibra curta com foco em sua principal matéria prima, os plantios reflorestados de eucalipto. Em linha com estudos anteriores, foi encontrada evidência empírica de que o preço da terra possui cointegração com algumas das variáveis agrícolas, pecuárias e florestais citadas, em especial em estados com maior vocação agropecuária e/ou para silvicultura. Quanto às variáveis macroeconômicas, apenas a taxa básica de juros apresentou cointegração com o preço de terras para todos os estados avaliados, taxa de câmbio e disponibilidade de crédito rural não aparecem como variáveis estatisticamente significantes. Conclui-se que, para estados com notável participação na balança comercial brasileira de produtos agrossilvipastoris, é possível obter um modelo de equilibro de longo prazo entre o preço da terra de uso rural e as variáveis destacadas acima, de modo que investidores do setor possam utilizá-lo como ferramenta de projeção no auxílio da tomada de decisão além de avaliar potenciais impactos no valor de seus ativos A inovação do presente estudo está em testar as hipóteses de cointegração para cada um dos estados da federação.

Ultrathin films of lignins as a potential transducer in sensing applications involving heavy metal ions

Lignins extracted from sugar cane bagasse using different alcohols in the organosolv-CO(2) supercritical pulping process have been applied in the fabrication of ultrathin films through the Langmuir-Blodgett technique. Langmuir films were characterized by surface pressure versus mean molecular area (Pi-A) isotherms to exploit the sensitivity of nanostructured lignin films to metallic ions (Cu(2+), Cd(2+) and Pb(2+)). The Pi-A isotherms were shifted to larger molecular areas when heavy metal ions are present into the subphase, which might be related to electrostatic repulsions between metallic ions entrapped within the lignin molecular structure. Taking the advantage of metal incorporation, Langmuir monolayers were transferred onto solid substrates forming Langmuir-Blodgett (LB) films to be used as a transducer in an "electronic tongue" system to detect Cu(2+) in aqueous solution below threshold standard established by the Brazilian regulation. Both techniques impedance spectroscopy and electrochemistry have been used in these experiments. Complementary, Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy recorded for LB films before and after soaking into Cu(2+) aqueous solution revealed an interaction between the lignin phenyl groups and the metallic ion. (C) 2007 Elsevier B.V.. All rights reserved.

Um estudo da abundância de lítio, rotação, atividade cromosférica e magnetismo das estrelas análogas e gêmeas solares

The study physical process that control the stellar evolution is strength influenced by several stellar parameters, like as rotational velocity, convective envelope mass deepening, and magnetic field intensity. In this study we analyzed the interconnection of some stellar parameters, as Lithium abundance A(Li), chromospheric activity and magnetic field intensity as well as the variation of these parameters as a function of age, rotational velocity, and the convective envelope mass deepening for a selected sample of solar analogs and twins stars. In particular, we analyzed the convective envelope mass deepening and the dispersion of lithium abundance for these stars. We also studied the evolution of rotation in subgiants stars, because its belong to the following evolutionary stage of solar analogs, and twins stars. For this analyze, we compute evolutionary models with the TGEC code to derive the evolutionary stage, as well as the convective envelope mass deepening, and derive more precisely the stellar mass, and age for this 118 stars. Our Investigation shows a considerable dispersion of lithium abundance for the solar analogs stars. We also realize that this dispersion is not by the convective zone deep, in this way we observed which the scattering of A(Li) can not be explained by classical theories of mixing in the convective zone. In conclusion we have that are necessary extra-mixing process to explain this decrease of Lithium abundance in solar analogs and twins stars. We analyzed the subgiant stars because this are the subsequent evolutionary stage after the solar analogs and twins stars. For this analysis, we compute the rotational period for 30 subgiants stars observed by Co- RoT satellite. For this task we apply two different methods: Lomb-Scargle algorithm, and the Plavchan Periodogram. We apply the TGEC code we compute models with internal distribution of angular momentum to confront the predict results with the models, and the observational results. With this analyze, we showed which solid body rotation models are incompatible with the physical interpretation of observational results. As a result of our study we still concluded that the magnetic field, convective envelope mass deepening, and internal redistribution of angular momentum are essential to explain the evolution of low-mass stars, and its observational characteristics. Based on population synthesis simulation, we concluded that the solar neighborhood presents a considerable quantity of solar twins when compared with the discovered set nowadays. Altogether we foresee the existence around 400 solar analogs in the solar neighborhood (distance of 100 pc). We also study the angular momentum of solar analogs and twins, in this study we concluded that added angular momentum from a Jupiter type planet, putted in the Jupiter position, is not enough to explain the angular momentum predicted by Kraft law (Kraft 1970)