Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Byggnadssektorn står för cirka en femtedel av Sveriges totala utsläpp av växthusgaser. För att uppnå EU:s och Sveriges klimatmål krävs en omfattande omställning av sektorn, där energieffektivisering utgör en central åtgärd. I kulturhistoriska byggnader begränsas dock möjligheterna till energieffektivisering av krav på bevarande av byggnadernas kulturhistoriska värde. Uppvärmningen av kulturhistoriska byggnader utgör därför en betydande utmaning.

I detta arbete utvecklas en modellerad styrstrategi som anpassar uppvärmningen utifrån rådande elpris. Syftet är att genom simulering utvärdera stategins potential att minska energianvändning och energikostnader i kulturhistoriska byggnader. Analysen genomfördes på tre kulturhistoriska byggnader: Ysby kyrka, Norra Hestra kyrka och Ny kyrka. Resultaten visade att elprisstyrning medförde minskad energianvändning och energikostnader för Ysby kyrka och Ny kyrka. För Norra Hestra kyrka ökade däremot både energianvändningen och energikostnaden vid tillämpning av styrstrategin.

Arbetet undersökte även batterilager och effekttariffer i kombination med styrstrategin.
Effektbehovet med styrstrategin i Ysby kyrka simulerades och det undersöktes hur ett batterilager kan påverka effekttarifferna. Resultaten visar att styrstrategin kan ge högre effekttoppar och därmed ökade effektkostnader, medan batterilager kan minska dessa genom att kapa effekttopparna.

För att stärka resultatens tillförlitlight och skapa djupare förståelse för under vilka förutsättningar styrstrategin är fördelaktig genomfördes en scenarioanalys och känslighetsanalys. I scenarioanalysen utvärderades mode med både högre och lägre elpriser än de som användes i den ursprungliga simuleringen, för att analysera hur variationer i elpriset påverkar energianvändningen och energikostnader. Känslighetsanalysen visade att modellen som helhet uppvisar god robusthet, vilket indikerar att resultaten är stabila vid variationer i de analyserade parametrarna.

The construction and building sector accounts for approximately one-fifth of Sweden’s total greenhouse gas emissions. To achieve the climate goals of both the EU and Sweden, a comprehensive transformation of the sector is required, where energy efficiency measures constitute a central action. In buildings of cultural heritage value, however, the opportunities for energy efficiency improvements are limited by requirements to preserve the building’s historical and cultural value. The heating in those buildings therefore represents a significant challenge.

In this study, a modeled control strategy is developed that adapts heating based on prevailing electricity prices. The purpose is to evaluate, through simulation, the strategy’s potential to reduce energy u se and energy costs in heritage buildings.The analysis was conducted on three churches: Ysby Church, Norra Hestra Church and Ny Church. The results showed that electricity price-driven control led to reduced energy use and lower energy costs for Ysby Church and Ny Church. For Norra Hestra Church, however, both energy use and energy costs increased when applying the control strategy.

The study also investigated battery storage and power tariffs in combination with the control strategy. The power demand with the control strategy in Ysby Church was simulated, and it was investigated how a battery storage system can effect the power tariffs. The results show that the control strategy can lead to higher peak demand tariffs and increased demand charges, while battery storage can reduce them by shaving the peak demand.

To strengthen the reliability of the results and improve the understanding of the conditions under which the control strategy is beneficial, scenario and sensitivity analyses were conducted. In the scenario analysis, the model’s performance was evaluated under alternative electricity price scenarios, to analyze how variations in electricity prices affect energy use and energy costs. The sensitivity analysis demonstrated that the model as a whole exhibits good robustness, indicating that the results are stable despite variations in the analyzed parameters.