Dynamic Modelling of Circulating Fluidized Bed Plant with Gas Turbine Repowering

Increasing amount of renewable energy source based electricity production has set high load control requirements for power grid balance markets. The essential grid balance between electricity consumption and generation is currently hard to achieve economically with new-generation solutions. Therefore conventional combustion power generation will be examined in this thesis as a solution to the foregoing issue. Circulating fluidized bed (CFB) technology is known to have sufficient scale to acts as a large grid balancing unit. Although the load change rate of the CFB unit is known to be moderately high, supplementary repowering solution will be evaluated in this thesis for load change maximization. The repowering heat duty is delivered to the CFB feed water preheating section by smaller gas turbine (GT) unit. Consequently, steam extraction preheating may be decreased and large amount of the gas turbine exhaust heat may be utilized in the CFB process to reach maximum plant electrical efficiency. Earlier study of the repowering has focused on the efficiency improvements and retrofitting to maximize plant electrical output. This study however presents the CFB load change improvement possibilities achieved with supplementary GT heat. The repowering study is prefaced with literature and theory review for both of the processes to maximize accuracy of the research. Both dynamic and steady-state simulations accomplished with APROS simulation tool will be used to evaluate repowering effects to the CFB unit operation. Eventually, a conceptual level analysis is completed to compare repowered plant performance to the state-of-the-art CFB performance. Based on the performed simulations, considerably good improvements to the CFB process parameters are achieved with repowering. Consequently, the results show possibilities to higher ramp rate values achieved with repowered CFB technology. This enables better plant suitability to the grid balance markets.

Tavanomaisen irtaimen esineen sale and lease back -järjestely. Tarkastelussa erityisesti vuokralleottajan sivullissuoja.

Tutkielman aiheena on tavanomaisen irtaimen esineen sale and lease back -järjestely. Järjestelyyn kuuluu nimensä mukaisesti luovutus ja takaisinvuokraus. Kokonaisjärjestelyn avulla rahoittaja ja luotonsaaja pyrkivät luomaan luotonmaksun vakuudeksi omistusoikeuteen perustuvan esinevakuuden. Järjestelyn tavoitteena on, että luotonsaajan asemassa oleva myyjä pystyisi käyttämään samaa esinettä samanaikaisesti sekä va-kuusobjektina että elinkeinotoimintansa tuotantovälineenä. Juuri siitä syystä, että luo-tonsaaja tarvitsee esinettä koko ajan elinkeinotoiminnassaan, ei panttausta voida käyttää. Tutkielma on oikeusdogmaattinen ja sen pyrkimyksenä on antaa selkeä kokonaiskäsitys irtaimen esineen sale and lease back -järjestelystä ja sen käytettävyydestä vakuusjärjestelynä. Oikeusdogmaattiselle tutkimukselle tyypillisesti tutkielmassa tarkastellaan olemassa olevaa tietomateriaalia. Keskeisimmät tutkielmassa käytetyt kirjallisuuslähteet ovat Jarno Teporan useat sale and lease back -järjestelyyn keskittyvät artikkelit, Jarmo Tuomiston omistusvakuuksia koskeva kirjallisuus sekä Erkki Havansin esineoikeudellinen perusteos Esinevakuudet. Virallislähteistä selvästi merkittävimmät ovat vuonna 1997 voimaantullut maakaari ja sen esityöt. Tutkimuksessa keskitytään erityisesti vuokralleottajan sivullissuojaan. Näin ollen tärkeimmäksi tutkimuskysymykseksi jäsentyy se, voiko sale and lease back -järjestelyssä ostajan roolissa oleva sijoittaja tai rahoittaja saavuttaa järjestelyn avulla kollisiotilanteiden varalta turvaavan vakuusaseman. Tutkimuksen kannalta keskeinen omistusvakuus-järjestely on vakuusluovutus, jollaiseksi vakuustarkoituksessa tehty sale and lease back -järjestely melko vakiintuneesti tulkitaan. Tutkimuksessa tarkastellaan mahdollisuutta hyväksyä sale and lease back -järjestely rahoittajalle dynaamista kollisiosuojaa tarjoavaksi vakuusjärjestelyksi ilman julkivarmistusta. Toisaalta selvitetään julkivarmistuksen toteuttamisen mahdollisuutta ilman hallinnansiirtoa muun muassa maakaaren 14:4.1:n 1 kohdan mukaisen kirjaamisen avulla. Nykylainsäädännön puitteissa järjestelyn hyväksyminen itsenäiseksi omistusvakuudeksi näyttää olevan epätodennäköistä ja ilman julkivarmistusta dynaaminen sivullissuoja jää saavuttamatta, vaikka järjestely on sitova inter partes. Tutkimuksen loppupäätelmissä pohditaan, voisiko sale and lease back -järjestelyyn liittyviä ongelmia ratkaista muuttamalla voimassa olevaa lainsäädäntöä tai antamalla täysin uutta lainsäädäntöä. Asiaa pohditaan myös oikeusvertailun keinoin selvittäen muiden Pohjoismaiden sekä Saksan oikeusjärjestelmien kantaa järjestelyyn.

Automaattiset ohjelmakoodintarkastusmenetelmät

Automaattinen koodintarkastus on tehokas ja nopea tapa havaita virheitä ohjelmakoodissa. Erilaisia menetelmiä on kehitetty jo pitkään ja lähestymistapoja on monia. Tavoitteena kaikilla menetelmillä on löytää koodista mahdollisimman suuri osa ohjelmassa olevista virheistä pienellä työmäärällä. Tässä tutkielmassa tutustutaan koodin analyysiin, sekä erilaisiin automaattisiin koodintarkastusmenetelmiin. Jokaista menetelmää tarkastellaan eri näkökulmista ja tutustutaan niiden vahvuuksiin ja heikkouksiin. Lopuksi tehdään katsaus näihin menetelmiin käytännön kautta. Koodintarkastus alkaa analysoinnista, joka voidaan suorittaa joko staattisesti lähdekoodia tarkastamalla tai dynaamisesti, eli koodin suorituksen myötä. Staattisia tarkastustyökaluja löytyy useimmista ohjelmointiympäristöistä jo valmiiksi integroituna. Nämä ilmoittavat ohjelmoijalle virheistä jo koodia kirjoitettaessa. Perinteiset virheentarkastukset ja hieman monimutkaisemmat muodolliset menetelmät ovat hyviä esimerkkejä staattisesta analyysistä. Dynaaminen analyysi taas alkaa suorituksesta ja oikeiden syötteiden valitsemisesta. Analyysillä pyritään käymään läpi kaikki virheille potentiaaliset suorituspolut. Dynaamisesta analyysista saadaan staattisesta analyysistä eriäviä tuloksia, kuten esimerkiksi resurssien kulutus, silmukoiden kompleksisuus ja ohjelman suorat virheet, esimerkiksi nollalla jakamiset, tyhjät osoitukset ja muistivuodot. Itse ohjelmakoodin tarkastusmenetelmiä löytyy lukuisia, joista monet osoittautuvat erittäin lupaaviksi. Abstrakti tulkinta on hyvin yleinen lähestymistapa ohjelmakoodin tarkastukselle. Tässä tulkinnassa pyritään luomaan kaikki mahdolliset suorituspolut, ja määrittelemään päätyykö yksikään polku virhetilaan. Erilaisia abstrakteja tulkintoja ovat esimerkiksi mallien louhinta ja deduktiivinen koodintarkastaminen. Tässä tutkielmassa tutustutaan koodin analyysiin, sekä erilaisiin automaattisiin koodintarkastusmenetelmiin. Jokaista menetelmää tarkastellaan eri näkökulmista ja tutustutaan niiden vahvuuksiin ja heikkouksiin. Lopuksi tehdään katsaus näihin menetelmiin käytännön kautta.

Suomen taloussuhdanteiden kansainvälinen yhteisvaihtelu

Taloussuhdanteiden yhteisvaihtelun tutkimus on eräs taloustieteiden vanhimmista tutkimusaloista. Finanssikriisi ja euroalueen kohtaamat talousvaikeudet ovat kuitenkin nostaneet aiheen jälleen hyvin ajankohtaiseksi. Kuluneiden kahdenkymmenen vuoden aikana tutkimusalueesta on muodostunut erittäin laaja lukuisine näkökulmineen ja debatteineen. Tutkielman aiheena on Suomen taloussuhdanteiden kansainvälinen yhteisvaihtelu valittujen vertailumaiden kanssa. Vertailumaat ovat Ruotsi, Norja, Tanska, Saksa, Ranska, Iso-Britannia ja Yhdysvallat. Tutkielmaan valitut taloussuhdannetta kuvaavat muuttujat ovat reaalinen bruttokansantuote, yksityinen kokonaiskulutus ja teollisuustuotantoindeksi. Aineisto on kerätty Lappeenrannan tiedekirjaston Nelli-portaalin OECD iLibrary-tietokannasta ja se kattaa aikajakson 1960 Q1- 2014 Q4. Maakohtainen taloussuhdanne operationalisoidaan laskemalla ensimmäinen logaritminen differenssi, joka edustaa perinteistä reaalisuhdanneteoreettisen koulukunnan näkemystä taloussuhdanteesta. Tutkielman näkökulmaksi valitaan yhden maan näkökulma, joka on hieman harvinaisempi näkökulma verrattuna laajempiin alueellisiin näkökulmiin. Tutkimusmenetelminä käytetään Pearsonin korrelaatiokerrointa, Engle-Granger- sekä Johansenin yhteisintegroituvuustestejä ja VAR-GARCH-BEKK –mallilla laskettua dynaamista korrelaatiota, jotka lasketaan Suomen ja vertailumaiden välille maapareittain. Tuloksia tulkitaan suomalaisen vientiä vertailumaihin suunnittelevan yrityksen näkökulmasta. Tutkielman tulosten perusteella Engle-Grangerin menetelmällä laskettu samanaikainen yhteisintegroituvuus Suomen ja vertailumaiden välillä on epätodennäköistä. Kun yhteisintegroituvuuden annetaan riippua myös viiveistä, saadaan Johansenin menetelmällä yhteisintegroituvuus Suomen ja Yhdysvaltojen välille reaalisessa bruttokansantuotteessa, Suomen ja Saksan, Suomen ja Ranskan sekä Suomen ja Yhdysvaltojen välille yksityisessä kokonaiskulutuksessa sekä Suomen ja Norjan välille teollisuustuotantoindeksissä. Tulosten tulkintaa vaikeuttavat niiden malliriippuvuus ja informaatiokriteerien toisistaan poikkeavat mallisuositukset, joten yhteisintegroituvuus on mahdollinen myös muiden maaparien kohdalla. Dynaamisten korrelaatiokuvaajien perusteella maaparien välisen yhteisvaihtelun voimakkuus muuttuu ajan mukana. Finanssikriisin aikana kokonaistuotannossa on havaittavissa korkeampi korrelaatio, mutta korrelaatio palaa sen jälkeen perustasolleen. Kokonaiskulutuksen korrelaatio on kokonaistuotantoa alhaisempi ja pitemmissä aikajaksoissa vaihtelevaa.

Ohjaava opetustyyli – opetushenkilöstön käsityksiä ja kokemuksia

Tutkielman aiheena oli selvittää, millaisia käsityksiä opetushenkilöstöllä on ohjaavasta opetustyylistä: Mitä ohjaavalla opetuksella tavoitellaan, millaisia toimintatapoja opetus sisältää ja millaisia haasteita opetushenkilöstö arjessa kohtaa. Alun teoreettisessa osuudessa kuvataan kolmen ohjaavan opetustyylin mallia: Feuersteinin ohjattu oppimiskokemus (Mediated Learning Experience), ohjaava opetuskeskustelu eli scaffolding ja dynaaminen arviointi. Keskeistä näissä malleissa on, että oppija nähdään tiedon aktiivisena prosessoijana, oppiminen tapahtuu taitavamman ohjauksessa ja tavoitteena oppimisessa on oppijan ajattelutaitojen ja oppimisprosessien kehittyminen. Tutkielma on laadullinen, fenomenografinen, tutkimus. Tutkielman aineisto koostui kahdeksan henkilön haastattelusta Uudenmaan opetusyksiköistä. Heistä viisi oli työssä peruskoulun ala- tai yläluokilla ja kolme ammatillisessa peruskoulutuksessa. Haastateltavat olivat työssä sekä yleis- että erityisopetuksessa. Tulokset osoittivat, että haastateltavat pitivät tärkeänä oppijan aktiivista roolia oppimisessa, itseohjautuvuuden kehittymistä ja positiivista näkemystä itsestä oppijana. Oppijan omaa ajattelua korostettiin, ja sen nähtiin kehittyvän taitavamman henkilön ohjauksessa. Tuloksissa näkyi, että haastateltavien käsitys oli ohjaavan opetustyylin mukainen, mutta ajattelutaitojen tietoista ja käsitteidenkäytön täsmällistä ohjaamista esiintyi haastateltavien puheessa melko vähän. Ajattelutaidot ja ongelmanratkaisutaidot ovat esimerkiksi peruskoulun uuden opetussuunnitelman (2014) yleisiä tavoitteita. Tämän tutkielman perusteella ohjaavan opetustyylin mukaista toimintamallia ja ajattelutapaa voisi kouluttamalla tuoda enemmän opetushenkilöstön tietoisuuteen ja toimintaan. Kyse ei ole pelkästään ajattelutaitojen ohjaamisen opettelusta, vaan myös näkökulman ja opettajan roolin muutoksesta sisällön tarjoajasta oppimisen ohjaamiseen.

Capital structure of Finnish firms – Estimating the effects of firm characteristics on capital structure

One of the most disputable matters in the theory of finance has been the theory of capital structure. The seminal contributions of Modigliani and Miller (1958, 1963) gave rise to a multitude of studies and debates. Since the initial spark, the financial literature has offered two competing theories of financing decision: the trade-off theory and the pecking order theory. The trade-off theory suggests that firms have an optimal capital structure balancing the benefits and costs of debt. The pecking order theory approaches the firm capital structure from information asymmetry perspective and assumes a hierarchy of financing, with firms using first internal funds, followed by debt and as a last resort equity. This thesis analyses the trade-off and pecking order theories and their predictions on a panel data consisting 78 Finnish firms listed on the OMX Helsinki stock exchange. Estimations are performed for the period 2003–2012. The data is collected from Datastream system and consists of financial statement data. A number of capital structure characteristics are identified: firm size, profitability, firm growth opportunities, risk, asset tangibility and taxes, speed of adjustment and financial deficit. A regression analysis is used to examine the effects of the firm characteristics on capitals structure. The regression models were formed based on the relevant theories. The general capital structure model is estimated with fixed effects estimator. Additionally, dynamic models play an important role in several areas of corporate finance, but with the combination of fixed effects and lagged dependent variables the model estimation is more complicated. A dynamic partial adjustment model is estimated using Arellano and Bond (1991) first-differencing generalized method of moments, the ordinary least squares and fixed effects estimators. The results for Finnish listed firms show support for the predictions of profitability, firm size and non-debt tax shields. However, no conclusive support for the pecking-order theory is found. However, the effect of pecking order cannot be fully ignored and it is concluded that instead of being substitutes the trade-off and pecking order theory appear to complement each other. For the partial adjustment model the results show that Finnish listed firms adjust towards their target capital structure with a speed of 29% a year using book debt ratio.

GeoGebra sähköisessä ylioppilaskokeessa

Tutkielman aiheena on sähköistyvä ylioppilaskoe matematiikan ja GeoGebra-ohjelman näkökulmasta. Tarkasteltavia aihealueita ovat lukion pitkän matematiikan geometriaa sekä numeerisia menetelmiä käsittelevät kurssit. Tarkoituksena on ensin tutustua pääpiirteissään sähköiseen matematiikan ylioppilaskokeeseen sekä GeoGebra-ohjelmaa ja perehtyä sitten edellä mainittujen kurssien aiheisiin ja lopuksi ratkaista niihin liittyviä eri tasoisia tehtäviä GeoGebralla. Ylioppilaskokeella on edessään uudistus sähköiseen muotoon syksystä 2016 alkaen. Matematiikan osalta sähköinen ylioppilaskoe on ensi kertaa käytössä keväällä 2019. Sähköisessä ylioppilaskokeessa opiskelijalla on käytössään päätelaitteella erilaisia ohjelmistoja, joista yksi on dynaaminen matematiikkaohjelma GeoGebra. Sähköinen koe tarjoaa uusia mahdollisuuksia tehtävätyyppien ja mahdollisesti käytettävän aineiston ja taustamateriaalin suhteen. Matematiikan tehtävien ratkaiseminen sähköisessä muodossa muuttaa tehtävien luonnetta ja siksi uudistuksen myötä on tarpeellista pohtia myös uudenlaisia matematiikan tehtäviä. GeoGebra sisältää esimerkiksi paljon valmiita työkaluja geometristen ongelmien ratkaisuun ja siksi perinteiset tehtävät eivät ole aina mielekkäitä sähköisin välinein ratkaistaviksi. Lukion pitkän matematiikan geometrian kurssin keskeisiä sisältöjä ovat yhdenmuotoisuus, sini- ja kosinilause, ympyrän geometria sekä kuvioihin ja kappaleisiin liittyvät pinta-alat, tilavuudet, kulmat sekä pituudet. Työssä käsiteltäviä numeerisia menetelmiä ovat Newtonin menetelmä funktion nollakohtien ratkaisemiseksi sekä erilaiset pinta-alan approksimointiin käytetävät menetelmät, joista yksi on Simpsonin sääntö.

Dynamic model development of adiabatic compressed air energy storage

The share of variable renewable energy in electricity generation has seen exponential growth during the recent decades, and due to the heightened pursuit of environmental targets, the trend is to continue with increased pace. The two most important resources, wind and insolation both bear the burden of intermittency, creating a need for regulation and posing a threat to grid stability. One possibility to deal with the imbalance between demand and generation is to store electricity temporarily, which was addressed in this thesis by implementing a dynamic model of adiabatic compressed air energy storage (CAES) with Apros dynamic simulation software. Based on literature review, the existing models due to their simplifications were found insufficient for studying transient situations, and despite of its importance, the investigation of part load operation has not yet been possible with satisfactory precision. As a key result of the thesis, the cycle efficiency at design point was simulated to be 58.7%, which correlated well with literature information, and was validated through analytical calculations. The performance at part load was validated against models shown in literature, showing good correlation. By introducing wind resource and electricity demand data to the model, grid operation of CAES was studied. In order to enable the dynamic operation, start-up and shutdown sequences were approximated in dynamic environment, as far as is known, the first time, and a user component for compressor variable guide vanes (VGV) was implemented. Even in the current state, the modularly designed model offers a framework for numerous studies. The validity of the model is limited by the accuracy of VGV correlations at part load, and in addition the implementation of heat losses to the thermal energy storage is necessary to enable longer simulations. More extended use of forecasts is one of the important targets of development, if the system operation is to be optimised in future.