Sweden, with its commitment to renewable energy, presents a unique opportunity to explore the potential of green hydrogen production. Driven by the need to reduce carbon emissions and transition to a fossil-free energy system, this thesis investigates the critical relationship between electricity from renewable sources and optimal operation of alkaline electrolyzers for hydrogen generation across different electricity regions of Sweden. While alkaline electrolyzers offer a promising approach for converting renewable electricity to clean hydrogen fuel, their working load fluctuates due to the intermittent nature of solar and wind power. Understanding this intermittency is crucial for optimizing electrolyzer operation and maximizing hydrogen output, ultimately reducing reliance on fossil fuels and promoting a cleaner future for Sweden. Historical wind and solar data are analysed for each region to understand seasonal variations, weather changes, and regional differences in renewable energy potential. The study also examines how different periods of low load operation affect the electrolyzers. A computer model is developed to predict renewable energy variability, and an empirical model is created to capture the relationship between operating parameters and hydrogen production in electrolyzers. The analysis considers real-time weather data of renewables to predict hydrogen production via an electrolyzer with predefined settings. Combining the insights from the analysis this thesis aims to provide better understanding and strategies for energy-efficient and safe electrolyzer operation in Sweden. In addition, the research will help to identify the optimal region for electrolyzer installation and operation based on renewable energy and to develop strategies for mitigating the impact caused by renewable energy fluctuations using battery energy storage solutions to minimize electrolyzer start-and-stop cycles. The developed models and battery integration strategies can be used to predict hydrogen production, improve overall efficiency, and extend the lifespan of electrolyzers. This thesis will contribute to a better understanding of challenges and opportunities for green hydrogen production in Sweden's diverse renewable energy regions, ultimately paving the way for a clean and sustainable energy future.

Sverige, med sitt engagemang för förnybar energi, erbjuder en unik möjlighet att utforska potentialen för grön vätgasproduktion. Drivet av behovet att minska koldioxidutsläpp och övergå till ett fossilfritt energisystem, undersöker denna avhandling det kritiska sambandet mellan förnybar energiproduktion och optimal drift av alkaliska elektrolysörer för vätgasproduktion i olika elregioner i Sverige. Även om alkaliska elektrolysörer erbjuder ett lovande sätt att omvandla förnybar el till ren vätgas, varierar deras arbetsbelastning på grund av den intermittenta karaktären hos sol- och vindkraft. Att förstå denna intermittens är avgörande för att optimera elektrolysörernas drift och maximera vätgasproduktionen, vilket i slutändan minskar beroendet av fossila bränslen och främjar en renare framtid för Sverige. Historiska data om vind- och solenergi analyseras för varje region för att förstå säsongsvariationer, väderförändringar och regionala skillnader i förnybar energipotential. Studien undersöker också hur olika perioder av låg last påverkar elektrolysörerna. En datorbaserad modell utvecklas för att förutsäga variationer i förnybar energi, och en empirisk modell skapades för att fånga sambandet mellan driftsparametrar och vätgasproduktion i elektrolysörer. Analysen tar hänsyn till realtidsväderdata för att förutsäga vätgasproduktion via en elektrolysör med fördefinierade inställningar. Genom att kombinera insikter från analysen syftar denna avhandling till att ge bättre förståelse och strategier för energieffektiv och säker drift av elektrolysörer i Sverige. Dessutom hjälper forskningen till att identifiera den optimala regionen för installation och drift av elektrolysörer baserat på förnybar energi samt utveckla strategier för att mildra effekterna av förnybara energifluktuationer genom lösningar för batterilagring för att minimera start- och stopcykler för elektrolysörer. De utvecklade modellerna och strategierna för batteriintegration kan användas för att förutsäga vätgasproduktion, förbättra den övergripande effektiviteten och förlänga elektrolysörernas livslängd. Denna avhandling bidrar till en bättre förståelse för utmaningar och möjligheter för grön vätgasproduktion i Sveriges mångsidiga förnybara energiregioner och banar vägen för en ren och hållbar energiframtid.