LUTPub (LUT University)
Not a member yet
24632 research outputs found
Sort by
Skenaariopohjainen tarkastelu Etelä-Savon maakunnan hiilidioksidipäästöjen kehityksestä
No full textClimate change is one of the greatest challenges of our time. It requires action at all levels, from international, national, regional and municipal level. Regions play a key role between national and municipal actors. Regions are well placed to implement effective and targeted climate mitigation measures.
This master's thesis examines the past and future development of carbon dioxide emissions in the South Savo region. Future emissions were estimated using an Excel-based scenario tool, which is based on the municipal-level emission scenario tool developed by the Finnish Environment Institute.
The analysis begins with the development of a baseline scenario, followed by three alternative scenarios that are the electrification of passenger cars, investments in renewable energy, and the restoration of peatlands. The results are compared to South Savo’s regional climate targets as well as Finland’s national and the EU's emission reduction goals.
The results suggest that in the baseline scenario, South Savo is likely to meet the EU’s 2030 climate target but not national and regional goals. Under the alternative scenario, the region would also reach the national 2030 target, but not the longer-term goals for 2040 and 2050.Ilmastonmuutoksen torjuminen on yksi aikamme suurimmista haasteista. Sen torjumiseen tarvitaan kaikkia poliittisia tasoja kansainvälisestä, kansalliseen, maakunnalliseen ja kunnalliseen toimintaan. Maakunnilla on tärkeä rooli kansallisten ja kunnallisten toimijoiden välissä. Maakunnat ovat tarpeeksi lähellä, jotta voivat suorittaa tehokkaita ja hyvin kohdennettuja toimia ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi.
Tämä diplomityö tarkastelee Etelä-Savon maakunnan hiilidioksidipäästöjen mennyttä ja tulevaa kehitystä. Tulevaisuuden päästöt arvioitiin Excel-pohjaisella skenaariotyökalulla, joka pohjautuu Suomen ympäristökeskuksen kehittämään kuntatason päästöskenaariomalliin.
Työssä muodostettiin ensin perusskenaario, minkä jälkeen laadittiin kolme vaihtoehtoista skenaariota. Näissä tarkasteltiin henkilöautoliikenteen sähköistymistä, uusiutuvan energian investointeja sekä turvemaiden ennallistamista. Skenaarioiden tuloksia verrattiin Etelä-Savon alueellisiin, kansallisiin ja EU-tason ilmastotavoitteisiin
Tulosten perusteella Etelä-Savo saavuttaa perusskenaariossa EU:n vuoden 2030 päästövähennystavoitteen, mutta ei kansallista tai omaa alueellista tavoitteettaan. Vaihtoehtoisessa skenaariossa maakunta yltää myös kansalliseen vuoden 2030 tavoitteeseen, mutta ei vuoden 2040 tai 2050 tavoitteisiin
BESS systems as a replacement for diesel backup power units in an industrial site
No full textEnergia-ala on suuressa murroksessa ilmastonmuutoksen torjunnan ja uusiutuvan energian käytön lisäämisen vuoksi. Sähköntuotanto on muuttumassa hajautetummaksi ja vähäpäästöisemmäksi, mikä vaatii kehittyneitä varavoimaratkaisuja. Perinteisten diesel-varavoimakoneiden haitat, kuten päästöt ja huoltokustannukset, ovat lisänneet kiinnostusta akkupohjaisiin BESS-järjestelmiin.
Tutkimustyössä tarkasteltiin BESS-järjestelmien teknistä ja taloudellista soveltuvuutta korvaamaan diesel-varavoimaa teollisuuskohteissa. Lisäksi huomioitiin sääntely-ympäristö ja markkinakehitys, jotka vaikuttavat järjestelmien käyttöönottoon. Tutkimus toteutettiin yhteistyössä Sweco Finland Oy:n kanssa.
Työssä analysoitiin kansallista ja kansainvälistä lainsäädäntöä, säädöksiä, standardeja ja lakeja, sekä Fingridin viranomaisvaatimuksia. Lisäksi käsiteltiin BESS-järjestelmien toiminnallisia edellytyksiä.
Kustannus-hyötyanalyysissä vertailtiin BESS-järjestelmien elinkaarikustannuksia. Dieseljärjestelmien haasteiksi nousevat korkeat käyttö- ja huoltokustannukset sekä päästövaikutukset. BESS-järjestelmät edellyttävät korkeampia alkuinvestointeja, mutta voivat pitkällä aikavälillä tuottaa merkittäviä säästöjä ja tuloja osallistumalla reservimarkkinoille.
Tutkimuksen perusteella todettiin, että sähköakkuvarastoilla on joustavammat, tuottavammat ja kestävämmät mahdollisuudet toimia varavoimajärjestelmänä, kuin perinteisillä diesel-varavoimakoneilla. Toteutettavuus riippuu kuitenkin teknisten vaatimuksien ja markkinaolosuhteiden kehittymisestä.The energy sector is undergoing a major transformation due to the fight against climate change and the increase in the use of renewable energy. Electricity generation is becoming more decentralized and low emission, which requires advanced backup power solutions. The disadvantages of traditional diesel backup power, such as emissions and maintenance costs, have increased interest in battery-based BESS systems.
The research examined the technical and economic suitability of BESS systems to replace diesel backup power in industrial sites. In addition, the regulatory environment and market developments that affect the implementation of the systems were considered. The research was carried out in cooperation with Sweco Finland Oy.
The work analyzed national and international legislation, regulations, standards and laws, as well as Fingrid's regulatory requirements. In addition, the functional requirements of BESS systems were discussed.
The cost-benefit analysis compared the life cycle costs of BESS systems. The challenges for diesel systems are high operating and maintenance costs and emissions impacts. BESS systems require higher initial investments but can generate significant savings and income in the long term by participating in the reserve market.
The study concluded that battery electric storage systems have more flexible, productive and sustainable opportunities to act as a backup power system than traditional diesel backup power machines. However, feasibility depends on the development of technical requirements and market conditions
Generatiivinen tekoäly kilpailuedun lähteenä päätöksenteossa : dynaamisten kyvykkyyksien näkökulma
No full textThis study examines how generative AI can be a source of competitive advantage and how it can further promote a greater competitive advantage in strategic decision-making
processes at the management level. The study applies dynamic capabilities view, addressing the crucial role of organizations and managers in successfully sensing new opportunities and acting upon them through the seizing capabilities. Additionally, the challenges of creating and sustaining a competitive advantage from the sources of generative AI are addressed in decision-making processes.
The research applies a qualitative research approach. The empirical data is collected through semi-structured interviews from participants with managerial background and experience to utilize generative AI. The data from multiple cases is analyzed with a thematic analysis.
The key findings of this paper demonstrate that generative AI can provide a source of competitive advantage in strategic decision-making when the management approach is proactive. The identified competitive advantages were addressed through managers' capabilities to sense and seize accordingly. In terms of sensing, generative AI enhances competitive advantage by improving and accelerating market scanning, creation, and opportunity detection. For seizing capabilities, increased efficiency, productivity improvements, and enhanced support were addressed. Nevertheless, generative AI alone is not a sufficient source of competitive advantage. Certain management competencies are required to ensure that dynamic capabilities are activated and directed to the right objective at the right time.Tämä tutkielma tutkii, kuinka generatiivinen tekoäly voi olla kilpailuedun lähde, ja kuinka generatiivinen tekoäly voi edistää kilpailuedun myöhempää saavuttamista johtotason strategisessa päätöksenteossa. Tämä tutkimus pohjautuu dynaamisten kyvykkyyksien teoriaan. Tutkimus huomioi organisaatioiden ja johtajien keskeisen roolin uusien mahdollisuuksien onnistuneessa havaitsemisessa (sensing) ja niiden mukaisessa toiminnan suuntaamisessa seizing kyvykkyyksien kautta. Lisäksi tämä tutkimus huomioi kilpailuedun luonnin ja ylläpitämisen haasteet, kun kilpailuedun lähteenä on generatiivinen tekoäly.
Tutkielma on laadullinen tutkimuksen. Tutkielman aineisto on kerätty puolistrukturoiduista haastatteluista osallistujilta, joilla on johtamistaustaa ja kokemusta generatiivisen tekoälyn hyödyntämisestä. Kerätty aineisto on analysoitu teema analyysillä. Tutkimus on monitapaustutkimus.
Tämän tutkimuksen keskeisimmät tutkimuslöydökset osoittavat, että generatiivisen tekoälyn hyödyntäminen voi johtaa kilpailuedun syntymiseen strategisessa päätöksenteossa, kun johtaminen on proaktiivista. Tunnistetut kilpailuedun lähteet on analysoitu johtotason sensing ja seizing kyvykkyyksien mukaisesti. Sensing –vaiheessa generatiivinen tekoäly edistää kilpailuedun saavuttamista parantuneella ja nopeutuneella markkina-analysoinnilla, luomisella, ja mahdollisuuksien tunnistamisella. Seizing-vaiheessa kyseessä on puolestaan kasvanut tehokkuus ja produktiivisuus sekä lisääntynyt tuki. Generatiivinen tekoäly ei kuitenkaan ole yksinään riittävä kilpailuedun lähde. Tietyt johtotason kyvykkyydet ovat välttämättömiä, jotta dynaamiset kyvykkyydet ovat aktiivisia sekä suunnattuna oikeaan tavoitteeseen oikeaan aikaan
Meriliikenteen kehittyvät energiajärjestelmät : parametritarkastelu vedyllä toimivalle kombiprosessille : MARPOWER projekti
No full textClimate change is pressuring the marine transportation section to cut down emissions and fast, starting with 2% in year 2025. The Maritime sector has an important role in the global economies since it is used for exporting goods and transporting people and the sector is only expected to grow. As regulations are set to mitigate emissions, renewable energy sources bring the solution to fueling the sector in the future. Hydrogen properties have made it stand out as the fuel of the future in for marine engines, especially in gas turbines. Combining hydrogen with combined cycle gas turbine optimizes the fuel usage and efficiency of the system.
This master’s thesis is done under the EU-funded MARPOWER project. The project aims to bring a combined gas turbine power system to maritime usage that can flexibly use the alternative fuels, including hydrogen. The aim was to see in what state the studies regarding gas turbines in marine sector are and analyze the gas turbine process with two cases that had different TITs. Parameter optimization of the combined cycle gas turbine shows the dependencies of seawater temperature and waste heat recovery boiler’s PPTD on other parameters. With set boundary conditions, a higher turbine inlet temperature results in lower boiler outlet temperature for exhaust gas and higher efficiency. The rising temperature of the seawater used in an intercooler as well as the increase of the PPTD effect negatively on the net electric efficiency. Higher turbine inlet temperature shows increasing ability to convey heat to the steam side in a WHRB to generate electricity. The efficiency of a gas turbine cycle can be improved by adding a WHRS to fully utilize the heat from the exhaust gas. The improvement in net electric efficiency can be over 4 percentage points.Ilmastonmuutos pakottaa meriliikenteen vähentämään päästöjä nopeasti, alkaen 2 %:n vähennyksellä vuonna 2025. Merenkulkusektorilla on tärkeä rooli maailman talouksissa, sillä sitä käytetään tavaranvientiin ja ihmisten kuljetukseen, ja sektorin odotetaan vain kasvavan. Kun päästöjä rajoittavia säädöksiä otetaan käyttöön, uusiutuvat energialähteet tarjoavat ratkaisun alan tulevaisuuden polttoaineeksi. Vedyn ominaisuudet ovat tehneet siitä tulevaisuuden polttoaineen laivojen moottoreissa, erityisesti kaasuturbiineissa. Vedyn yhdistäminen yhdistettyyn kaasuturbiiniin optimoi polttoaineen käytön ja järjestelmän tehokkuuden.
Tämä diplomityö on tehty EU-rahoitteisen MARPOWER-hankkeen puitteissa. Hankkeen tavoitteena on tuoda kombiprosessi merikäyttöön, joka voi joustavasti hyödyntää vaihtoehtoisia polttoaineita, mukaan lukien vetyä. Tavoitteena oli selvittää, missä vaiheessa merialan kaasuturbiinitutkimukset ovat, sekä analysoida kaasuturbiiniprosessia kahdella eri turbiinin sisäänmenolämpötilalla. Kombiprosessin parametrioptimointi osoittaa meriveden lämpötilan sekä pinch point lämpötilaeron vaikutuksen jätelämpökattilan muihin parametreihin. Määritetyillä reunaehdoilla korkeampi turbiinin sisäänmenolämpötila johtaa pakokaasun alempaan kattilan ulostulolämpötilaan ja korkeampaan hyötysuhteeseen. Välijäähdyttimessä käytettävän meriveden lämpötilan sekä pinch point lämpötilaeron kasvu vaikuttavat negatiivisesti nettosähköhyötysuhteeseen. Korkeampi turbiinin sisäänmenolämpötila osoittaa parempaa kykyä siirtää lämpöä jätelämpökattilassa pakokaasulta höyrypuolelle. Kaasuturbiiniprosessin tehokkuutta voidaan parantaa lisäämällä jätelämmön talteenottojärjestelmä, joka hyödyntää täysin pakokaasujen lämpöä. Sen avulla nettosähkötehokkuuden parannus voi olla yli 4 prosenttiyksikköä
Tuning the PCP-SAFT equation of state to estimate adsorption-desorption hysteresis of pure fluids and mixtures confined in ordered mesoporous silica
Get PDFThis study presents a comprehensive model for predicting the capillary condensation-evaporation hysteresis of pure components and mixtures in nanoporous materials, by tuning the dispersion energy parameter of the perturbed-chain polar statistical associating fluid theory (PCP-SAFT) equation of state. The model is based on an extensive hysteresis dataset comprising 304 data points for 24 different components, including nonpolar, polar, and associating components. The dispersion energy parameters for both adsorption and desorption processes are determined, and new correlations are proposed to improve the accuracy of the capillary condensation and evaporation pressure predictions. The results indicate that the current model provides superior prediction accuracy, with average absolute relative deviation (AARD) values of 10.89% for the capillary condensation pressure and 10.95% for evaporation pressure in pure components. The study also examines the effects of pore size, temperature, and fluid interactions on the capillary condensation-evaporation hysteresis. The model demonstrates good agreement with experimental data for both pure components and mixtures, under varying temperatures and pore sizes. The findings highlight the critical role of pore size and temperature in determining the extent of hysteresis. Stronger hysteresis is observed at specific pore diameters, particularly around a ratio of the sorbent mean pore radius to the PCP-SAFT segment size (rp/) of 15 to 17, and at lower temperatures. The study concludes that the model provides a reliable framework for predicting the capillary condensation-evaporation behavior in nanoporous materials, with potential applications in various fields such as gas storage, separation processes, and environmental applications.Publishers versio
Model order reduction of interior permanent magnet synchronous machines based on FEM design
No full textThis thesis focuses on the modeling of model order reduction (MOR), and control techniques integration of Interior Permanent Magnet Synchronous Machines (IPMSMs) using Finite Element Analysis (FEA) within the ANSYS Electronics Desktop environment. A highly detailed parametric electromagnetic model of the IPMSM was developed using ANSYS Maxwell 2D and RMxprt, capturing complex physical behaviors such as magnetic saturation, magnetic flux distribution, load torque ripple, static currents, inductance and currents.
For addressing the computational limitations of high-order finite element models in control development, a reduced-order model was constructed through dynamic co-simulation using the Sim Explorer module. This approach enables the integration with real-time-compatible block that maints the FEM model accuacy with significant lower computational speed.
The resulting reduced-order model was evaluated in the ANSYS Sim explorer environment for making sure accuracy in key electromagnetic metrics. The workflow developed in this thesis supports a streamlined transition from electromagnetic design to control validation, without the need for third-party platforms
Office Heating Modeling Using an HVAC Power Step Response Experiment
Get PDFIndoor air quality is an important aspect in office buildings. Poor air quality leads to people feeling unwell and working inefficiently. However, heating, ventilation and air conditioning cause a significant expenditure in large building complexes. Automation systems that are widely installed in buildings in many places around the world allow control of the ventilation, which can be utilized in reduction of energy consumption. Still, utilization of the control systems needs knowledge of the system dynamics, which may be a troublesome task to accomplish with insignificant return. This paper presents a method for indoor temperature modeling using a gray box model and a step response experiment for data gathering to obtain a means of predicting indoor air temperature with adequate accuracy with low effort compared to more complex modeling endeavors. When testing the model, the maximum error between the actual and predicted air temperature was 0.270∘C and the absolute error value of the prediction was 0.112∘C.Post-print / Final draf
Analyzing Potential Scarcity Events in a Wind Power-Based Electricity System - Case Finland
Get PDFThis study examines possible scarcity situations in the Finnish power system using historical weather data from years 2014-2024. Wind power production is simulated with current capacity level, while other energy production capacities follow up-to-date estimates. No real power shortages have appeared during the period. The study also investigates the frequency and duration of windless frost periods. During the review period, those periods lasted continuously 4.3 hours on average. In the analysis, scarcity in electricity occurs in one year during the review period, with a shortage lasting three hours and an energy deficit of 325.8 MWh. A sensitivity analysis assuming a 1,200MW transmission line outage reveals shortages averaging 7.7 hours annually, with individual continuous events lasting 2.4 hours. Under baseline conditions the results indicate that electricity sufficiency in Finland is generally adequate, but critical scarcity situations can arise if the system encounters unexpected losses in transmission or production capacity.Post-print / Final draf
Enabling supplier sustainability data : barriers and best practices from the industry leaders
Get PDFOver the past few years, regulatory demands have increased and stakeholders have higher expectations about the transparency regarding sustainability of companies working in their supply chains. However, reliable and consistent data on supplier sustainability are still difficult to obtain, especially in skewed supply networks. This paper examines the use of the supplier sustainability data collection process, barriers, and best practices among largesized firms. The study follows a qualitative exploratory design to document theoretical and practical knowledge. This research was carried out in three stages: a literature review of available data collection methods and challenges to reveal the current state-of-the-art; semistructured interviews with individuals working in sustainability departments of identified companies to gain insights into real-world experience; and a reflection and synthesis stage that resulted in practical recommendations. The research findings conclude that, regardless of the technological tools and frameworks involved, the long-term relationship with the supplier and the building of capacity at the internal level are just as necessary to help improve the sustainability of data collection. These results improve the comprehension of the practical and organizational aspects of supply chain sustainability and can guide companies that seek to improve their environmental and social disclosure
Automaatiotestaus videopelikehityksen opetuksessa
No full textThe increasing interest towards the game industry among LUT University’s software engineering bachelor students coupled with a funding from the Finnish Unix User’s group foundation has kickstarted the development of a new Bachelor’s level game development course for LUT University. While the lecture materials for the course can be made like in traditional programming courses, the possibility to create automatically assessed assignments became in the question.
This master’s thesis aims to find whether it is possible to create automatically assessed programming assignments for a new video game programming course utilizing Godot engine. The purpose is to create a viable solution using GdUnit4 testing framework, as well as CodeGrade blended learning application integrated with Moodle learning management system. This thesis also aims to investigate how to design such assignments.
The course assignments were analysed after the course using statistics provided by CodeGrade. The statistics showed promising results, proving that it is indeed viable to create automatically assessed programming assignments. The assignments were designed to be tested using end-to-end testing with simulation, which gave students more freedom to do the assignments.
In the future, after the course has been piloted in summer 2025, the assignments should be improved considering the statistics coupled with the course feedback. Additionally, with high interest towards game development among students, the possibility to add more game development education into LUT University’s software engineering bachelor’s level curriculum should be explored.LUT-yliopiston tietotekniikan kandidaattiopiskelijoiden kiinnostus pelialaa kohtaan yhdistettynä FUUG-säätiön apurahaan käynnisti uuden LUT-yliopiston tietotekniikan kandidaatin koulutusohjelman pelinkehityskurssin luonnin. Vaikka kurssimateriaalin luominen voidaan toteuttaa kuten perinteisissä ohjelmointikursseissa, heräsi kysymys automaattisesti arvioitujen ohjelmointitehtävien toteutuksesta.
Tämän diplomityön tarkoitus on selvittää, onko mahdollista luoda automaattisesti arvioituja tehtäviä uudelle Godot-pelimoottoria hyödyntävälle pelinkehityskurssille. Tavoitteena on luoda käytännöllinen ratkaisu hyödyntäen GdUnit4-testauskehystä, sekä CodeGrade-työkalua integroituna Moodle-oppimisympäristöön. Työn toisena tavoitteena on selvittää kuinka tällaisia tehtäviä tulisi suunnitella.
Kurssitehtävät analysoitiin kurssin päättymisen jälkeen hyödyntäen CodeGradesta saatavia tilastotietoja. Tilastot näyttivät lupaavia tuloksia, todistaen että hyödynnettyjä teknologioita käyttäen on mahdollista luoda automaattisesti arvioituja pelinkehitystehtäviä. Pelit suunniteltiin end-to-end periaatteella ja testattiin simulointia hyödyntäen, mikä mahdollisti opiskelijoita käyttämään luovemmin ongelmanratkaisukykyä.
Tulevaisuudessa CodeGradesta saatujen tilastotietojen analyysin, sekä kurssipalautteen pohjalta kurssin tehtäviä tulisi parannella mahdollisuuksien mukaan. Lisäksi mahdollisuutta peliohjelmoinnin opetuksen lisäystä LUT-yliopiston opintotarjontaan tulisi tutkia kasvaneen kysynnän vuoksi