DC-grids in buildings : A feasibility study of a potentially smarter and more energy efficient electrical system at the Swedish market today

Byggnaders interna distributionsnät är idag liksom resten av elnätet sedan länge växelströmsbaserat. Idag använder dock det mesta i en byggnad likström vid slutanvändningen. Dessutom ökar användningen av solceller, batterilager och elbilar snabbt och alla dessa bygger också på likström. Likströmsnät i byggnader är en idé om att minska antalet omvandlingar mellan växelström och likström inom byggnaden, istället kan man ha en effektivare centraliserad likriktning, därmed kan man minska omvandlingsförlusterna. Syftet med detta arbete är att undersöka fenomenet likströmsnät samt den svenska marknaden för det. Detta för att komma fram till görbarheten och möjligheterna för ett likströmsnät i en kontorsbyggnad idag. Genom en marknadsundersökning har dagens lösningar och kunskap i Sverige kartlagts, detta har sedan använts för att ta fram en rekommendation om vilka delar i byggnaden som kan kopplas till och drivas av ett likströmsnät. Enligt undersökningen finns idag möjligheter på den svenska marknaden att bygga ett distribuerande likströmsnät på 350VDC eller +/-380VDC (760VDC) beroende på vilka fördelar som prioriteras i det aktuella projektet. Då inte alla elapparater kan matas med likström idag blir en hybrid mellan växelström och likström det rimliga valet. Delar som kan drivas med likström idag är belysning, ventilation, laptops, mobiler, surfplattor, servrar och mindre kontorsapparater och telefoni. Eventuellt kan även värmepumpar och pumpar kopplas till likströmsnätet. Delarna som idag fortfarande behöver växelströmsmatning är kopiatorrummet, hissen, kökspentryt och garaget med elbilsladdare.The internal distribution grid in buildings is, just like the rest of the grid, based on alternating current technology, even though today most of the electricity consumers in a building use direct current in their final stage. Furthermore the use of photovoltaics, battery systems and electric vehicles are increasing and they also use direct current. Direct current grids in buildings could be a way to minimize the amount of conversions between AC and DC within the building, instead the idea is to centralize the rectification and thereby lower the conversion losses. The purpose of this thesis is to investigate the phenomenon of DC-grids and the Swedish market for it. This is done with the purpose to explore the feasibility and possibilities of a DC-grid in an office building today. Through a market investigation the solutions and knowledge to this day has been summarized, and is then used to find a recommendation for what parts in an office building that can be supplied with direct current from a DC-grid. According to the investigation there are solutions in the Swedish market for building an internal DC-grid at 350VDC or +/-380VDC (760VDC) depending on the priority of the project in question. Since not all electricity consumers can use DC a hybrid between AC and DC is most relevant today. Electrical units that can use direct current today are lighting, ventilation, laptops, mobile phones, tablets, servers and smaller office appliances and telephony. Possibly heat pumps and other pumps might also be able to be supplied by direct current. Electrical units that still need to be supplied by AC are copier rooms, elevators, kitchen areas and garages with the EV chargers