Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
ANALYSIS OF GRID-CONNECTED BATTERY ENERGY STORAGE AND PHOTOVOLTAIC SYSTEMS FOR BEHIND-THE-METER APPLICATIONS: Case Study for a commercial building in Sweden
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology.
2016 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Lithium-ion battery enables major changes to current electricity consumption patterns and can finally transform renewable and local, but intermittent, energy production into systems for secure and stable energy supply. However, battery brings several challenges. Notably regarding how it should be utilized to maximize its value generation and lifetime. Batteries can be used for different purposes like photovoltaic surplus utilization, peak-shaving, price arbitrage and other services for the electric grid. The utilization management, i.e. when and how to charge and discharge them in various situations, needs to be optimized. This thesis aims to design different modelings in order to dimension and analyze the behavior of lithium-ion batteries for different strategies from self-consumption, peak-shaving to price arbitrage management. The developed models are implemented in Matlab and simulations run on real data from a Swedish commercial center. Simulation results based on data from 2015 implies that current market price for batteries is too high to allow the investigated revenue streams to make battery investments economically feasible. However, the available data does not reflect all interesting dynamics and characteristics for a commercial center which might influence the obtained economic result of the analysis. This thesis was thus focused on the modeling processes in order to dimension and analyze the behavior of any battery-photovoltaic system for a wide range of loads such as: residential buildings, commercial buildings and industries.

Abstract [sv]

Litium-ion batterier möjliggör stora förändringar mot nuvarande elförbrukningsmönster och kan på sikt erbjuda transformation av variabel förnybar och lokal energiproduktion till system för säker och stabil energitillförsel. Men batterier medför också en mängd utmaningar, inte minst gällande hur de ska användas för att maximera både dess värdeskapande och livslängd. Batterier kan användas för olika ändamål så som för; att utnyttja överskott från solceller, kapning av effekttoppar, prisarbitrage samt en rad andra tjänster för elnätet. Deras metodik för användning, alltså när och hur de ska laddas i och ur i olika situationer, behöver optimeras för att möjliggöra multipel tjänsteleverans med en rimlig trade-off mellan värdeskapande och livslängd. Denna avhandling syftar till att utforma olika modeller för att dimensionera och analysera beteendet hos litium-ion batterier för olika strategier för att utnyttja överskott från solceller, kapning av effekttoppar, prisarbitrage. De utvecklade modellerna är implementerade i Matlab och simuleringar genomförs med verklig data från ett svenskt köpcentrum. Simuleringsresultat för data från 2015 visar att det aktuella marknadspriset för batteri är för högt för att de möjliga inkomsterna ska göra en batteriinvestering finansiellt gångbar. Den tillgängliga datan speglar dock inte alla intressanta dynamiker och egenskaper för ett köpcentrum och kan därmed påverka det erhållna ekonomiska resultatet från analysen. Denna avhandling är dock inriktad på modelleringsprocessen vilken kan användas för att dimensionera och analysera beteendet hos ett batteri-system kombinerat med solceller för flertalet typer av laster som exempelvis: bostäder, kommersiella fastigheter eller industrier.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , p. 76
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-200799OAI: oai:DiVA.org:kth-200799DiVA, id: diva2:1070752
External cooperation
KIC InnoEnergy
Supervisors
Examiners
Available from: 2017-02-02 Created: 2017-02-02Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(6497 kB)271 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 6497 kBChecksum SHA-512
a70d17763accea9d71abc87c7526e8fc918b6662bf943eab4890fdd3f135b7ef0d3bb75ad9b5f7846933c64b8c694417960213e7155a3e18c1e520f846714352
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Energy Technology
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 271 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 755 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf