Varavoimalaitosten pimeäkäynnistysmahdollisuudet

Nyky yhteiskunta tulee päivä päivältä riippuvaisemmaksi sähköstä ja sen luotettavasta siirrosta ja jakelusta. Suurhäiriö kantaverkossa on erittäin epätodennäköinen, mutta sen mahdollisuutta ei koskaan voida kokonaan rajata pois. Suurhäiriön seuraukset ovat erittäin vakavat ja yhteiskäytön palautus häiriön jälkeen voi pitkittyä. Diplomityössä käsitellään kantaverkkoyhtiö Fingrid Oyj:n kaasuturpiinivaravoimalaitoksia ja niiden ominaisuuksia kantaverkon suurhäiriössä. Varavoimalaitosten pimeäkäynnistysvalmiudet tarkastettiin ja niissä suoritettiin koeajoja, jotka sisälsivät jatkuvan ja dynaamisen tilan koeajo osuudet. Yhdessä laitosyksikössä tehtiin myös pimeäkäynnistys ja saarekekoeajo. Koeajojen perusteella saatiin arvokasta perustietoa kaasuturpiinilaitosten ominaisuuksista ja mahdollisuuksista toimia pimeäkäynnistystilanteissa. Varavoimalaitosten matemaattista mallintamista yksinkertaisella teollisuuskaasuturpiinilaitoksen mallilla kokeiltiin siinä kuitenkaan onnistumatta. Kokemusten perusteella esitetään keskeisimmät havainnot ja ehdotukset kevyen, moniakselisen kaasuturpiinilaitoksen mallintamiseksi.

Sähköajoneuvon sähkökäytön ja mekaniikan reaaliaikaisen yhdistelmäsimulaation toteuttaminen virtuaaliympäristössä

Esitetyn tutkimuksen tavoite on selvittää yksinkertaisen sähköajoneuvosimulaation avulla sähkökäyttösimulaation ja mekaniikkasimulaation välisen ohjelmallisen rajapinnan toimivuutta ja samalla toteuttaa LUT Energian hybridilaboratorion ensimmäinen rajapintaa hyödyntävä sähkökäytön ja mekaniikan yhdistelmäsimulaatio. Tutkimus on osa Lappeenrannan teknillisen yliopiston hybridikäyttötutkimusta, jossa muun muassa virtuaalisimuloinnin ja in-loop –simulaatioiden avulla tutkitaan raskaiden työkoneiden hybridisoinnin vaikutuksia esimerkiksi niiden suorituskykyyn, energiatehokkuuteen ja käytettävyyteen. Tulokset osoittavat mainitun rajapinnan toimivuuden, mikä mahdollistaa tutkimuksen etenemisen. Lisäksi raportti selvittää virtuaalisimuloinnin keskeisiä käsitteitä (virtual prototyping, hardware-in-the-loop sekä human-in-the-loop –simulointi).

Kaivoslastauskoneen hybridisointianalyysi virtuaali- ja in-loop -simuloinnin avulla

Työssä tutkitaan raskaiden työkoneiden hybridisointimitoitusta simuloimalla. Työssä esitetään simulation-in-the-loop-simulointiin perustuva järjestelmä, jolla esimerkkitapauksena oleva kaivoslastauskone työympäristöineen voidaan mallintaa mekaaniselta osaltaan monikappaledynamiikkaan perustuvalla ohjelmistolla ja hybridijärjestelmän osalta Simulinkissa. Yhdistetty simulointi mahdollistaa hybridityökoneen virtuaalimallin ohjaamisen käyttäjän toimesta reaaliajassa. Simuloinnista saadaan tuloksena mm. työsykli, jota voidaan käyttää hybridisointimitoitukseen. Hybridisointi toteutetaan kahdella erilaisella kokoonpanolla, joista analysoidaan suorituskykyä sekä polttoaineen kulutusta. Tuloksia verrataan pelkästään dieselmoottoria voimanlähteenä käyttävään lastauskoneeseen. Työssä tehty tutkimus osoittaa, että (sarja-) hybridisoinnilla voidaan saavuttaa merkittäviä etuja raskaiden työkoneiden polttoainetehokkuudessa. Dieselmoottoria voidaan ajaa sellaisessa staattisessa toimintapisteessä, jonka hyötysuhde on korkea riippumatta työkoneen kuormituksesta. Saavutettu hyöty on toteutetussa tutkimuksessa parhaimmillaan jopa 56 % vähennys polttoaineenkulutuksessa. Lisäksi tarvittava dieselin nimellisteho pienenee huomattavasti. Tutkimuksen osana esitellään myös Hardware-in-the-Loop -laitteisto, jonka avulla voidaan liittää oikea sähkömoottori ja taajuudenmuuttaja osaksi virtuaalisesti simuloitua työkonetta.

Virtual technology and haptic interface solutions for design and control of mobile working machines

Commercially available haptic interfaces are usable for many purposes. However, as generic devices they are not the most suitable for the control of heavy duty mobile working machines like mining machines, container handling equipment and excavators. Alternative mechanical constructions for a haptic controller are presented and analysed. A virtual reality environment (VRE) was built to test the proposed haptic controller mechanisms. Verification of an electric motor emulating a hydraulic pump in the electro-hydraulic system of a mobile working machine is carried out. A real-time simulator using multi-body-dynamics based software with hardware-in-loop (HIL) setup was used for the tests. Recommendations for further development of a haptic controller and emulator electric motor are given.

Hakeperävaunun aerodynamiikan parantaminen

Raskaankaluston ajoneuvojen aerodynaaminen kehitys on kulkenut väärään suuntaan jo vuosisadan verran ja niiden muodon määräävä tekijä on kuljetustilan maksimointi ja toi-minnallisuus. Lähiaikoina on astumassa EU:ssa uusi direktiivi voimaan, joka sallii lisämas-san käyttämisen aerodynaamisiin lisäosiin. Työn tarkoituksena on tutkia mahdollisuuksia parantaa hakeperävaunun aerodynamiikkaa yksinkertaisilla lisäosilla. Työ on rajattu koskemaan perävaununetuosaan, -sivuosaan ja -pohjaan. Lisäksi rajoitteita asettaa Suomenlainsäädäntö ja EU:n direktiivit. Työssä perehdytään ilmanvastusvoiman syntymekanismeihin raskaankaluston ajoneuvojen kannalta ja käydään läpi merkittävimmät vaikuttavat tekijät ilmanvastusvoimiin sekä kuorma-auton perävaunun eri muotojen ja osien vaikutus. Perävaunuun asetettavien il-manohjaimien vaikutukset ja toiminta selvitetään. Avainasemassa hakeperävaunun aerodynamiikan parantamisessa on ilmavirtauksen estä-minen perävaunun alle sekä etupuolelta. Lisäksi virtausten muuttamien perävaunun takana on hyödyllistä. Merkittävimmät hyödyt saadaan niistä ratkaisuista, jotka estävät ilman virtausta perävau-nun alle sekä renkaisiin. Näitä ratkaisuja olivat sivuhelmat ja pohjan sekä renkaiden kote-lointi. Lisäksi ilmavirtauksen estäminen perävaunun edestä tuotti merkittävää hyötyä. Levy perävaunun välissä tai koko välin peittämällä saadaan aikaan huomattavaa vähenemistä ilmanvastuksessa.

Lutte intégrée au roseau commun : prévention, confinement et éradication

Les plantes envahissantes menacent la biodiversité ainsi que les activités humaines. Afin de les maîtriser, la pulvérisation d'herbicides est une méthode fréquemment employée en Amérique du Nord. Cette approche ne fait pas toujours consensus et est même parfois interdite ou restreinte, ce qui justifie le recours à d'autres options. Les alternatives peuvent toutefois s'avérer rares, comporter d'importantes limitations ou sont peu documentées. Cette étude vise à tester l’efficacité de méthodes permettant de maîtriser et de prévenir les invasions de roseau commun (Phragmites australis), l'une des plantes envahissantes les plus problématiques sur le continent nord-américain, tout en limitant au minimum l'utilisation d'herbicides. Le potentiel de quatre méthodes de lutte aux petites populations de roseau bien établies a d'abord été évalué : l’excavation avec enfouissement sur place, le bâchage, l’excavation avec enfouissement sur place combinée au bâchage, et la fauche répétée. Les résultats ont montré que l'excavation avec enfouissement sur place, avec ou sans bâchage, a entraîné une élimination presque totale des populations visées, ce qui est comparable ou supérieur à l'effet généralement obtenu avec la pulvérisation d'herbicide. Le bâchage avec des toiles opaques, maintenues pendant un an, a pour sa part entraîné une maîtrise partielle du roseau, suggérant qu'une application prolongée serait nécessaire pour l'éradication de la plante. La fauche répétée, exécutée à raison de cinq fauches par été pendant deux ans, a fourni une efficacité mitigée. Les résultats suggèrent néanmoins que la fauche pendant plusieurs années contribue à affaiblir la plante, ce qui pourrait aider à son confinement. Une méthode additionnelle a été expérimentée afin de traiter les tiges éparses de roseau tout en limitant les risques d'effets hors cibles, soit le badigeonnage manuel d’herbicide. Suite à ces tests, les résultats ont montré une diminution importante de la densité des tiges, ce qui suggère que la méthode est efficace afin d'éliminer les repousses après un traitement initial, et pourrait également être employée sur de jeunes populations clairsemées. L'effet d'un ensemencement préventif de plantes herbacées sur l'établissement de semis de roseau a également été étudié, suite à des traitements sur de vastes parcelles de sol nu. Les résultats suggèrent que la méthode est efficace afin de limiter la propagation du roseau par semences et qu'un suivi périodique suite à l'intervention serait suffisant afin de maintenir l'effet préventif.

Plan de Negocios: Stop And Go

Ante el crecimiento económico y la transformación del país. Con el incremento de los flujos de comercio y el transporte, Bogotá, buscando reducir el impacto ambiental por la cantidad de vehículos y reducir la congestión, ha decidido implementar políticas públicas que restringen el ingreso de vehículos de carga pesada por la ciudad. Esto crea una necesidad de espacios a las afueras de la ciudad, cerca de las zonas logísticas y con la capacidad de ofrecer a los transportadores los servicios de alimentación, parqueadero, alojamiento y reabastecimiento de combustible. Atendiendo estas necesidades, Stop And Go surge como proyecto de inversión que pretende constituir un espacio eficazmente equipado, con altos estándares de calidad y de bajo costo. En el presente documento se desarrolla el plan de negocios y de viabilidad, recorriendo la estructura de la organización, las características de los servicios ofrecidos, la propuesta de mercadeo y la viabilidad estratégica y financiera.

Kerb and urban increment of highly time-resolved trace elements in PM10, PM2.5 and PM1.0 winter aerosol in London during ClearfLo 2012

Ambient concentrations of trace elements with 2 h time resolution were measured in PM10–2.5, PM2.5–1.0 and PM1.0–0.3 size ranges at kerbside, urban background and rural sites in London during winter 2012. Samples were collected using rotating drum impactors (RDIs) and subsequently analysed with synchrotron radiation-induced X-ray fluorescence spectrometry (SR-XRF). Quantification of kerb and urban increments (defined as kerb-to-urban and urban-to-rural concentration ratios, respectively), and assessment of diurnal and weekly variability provided insight into sources governing urban air quality and the effects of urban micro-environments on human exposure. Traffic-related elements yielded the highest kerb increments, with values in the range of 10.4 to 16.6 for SW winds (3.3–6.9 for NE) observed for elements influenced by brake wear (e.g. Cu, Sb, Ba) and 5.7 to 8.2 for SW (2.6–3.0 for NE) for other traffic-related processes (e.g. Cr, Fe, Zn). Kerb increments for these elements were highest in the PM10–2.5 mass fraction, roughly twice that of the PM1.0–0.3 fraction. These elements also showed the highest urban increments (~ 3.0), although no difference was observed between brake wear and other traffic-related elements. All elements influenced by traffic exhibited higher concentrations during morning and evening rush hours, and on weekdays compared to weekends, with the strongest trends observed at the kerbside site, and additionally enhanced by winds coming directly from the road, consistent with street canyon effects. Elements related to mineral dust (e.g. Al, Si, Ca, Sr) showed significant influences from traffic-induced resuspension, as evidenced by moderate kerb (3.4–5.4 for SW, 1.7–2.3 for NE) and urban (~ 2) increments and increased concentrations during peak traffic flow. Elements related to regional transport showed no significant enhancement at kerb or urban sites, with the exception of PM10–2.5 sea salt (factor of up to 2), which may be influenced by traffic-induced resuspension of sea and/or road salt. Heavy-duty vehicles appeared to have a larger effect than passenger vehicles on the concentrations of all elements influenced by resuspension (including sea salt) and wearing processes. Trace element concentrations in London were influenced by both local and regional sources, with coarse and intermediate fractions dominated by traffic-induced resuspension and wearing processes and fine particles influenced by regional transport.

Vehicular particulate matter emissions in road tunnels in Sao Paulo, Brazil

In the metropolitan area of Sao Paulo, Brazil, ozone and particulate matter ( PM) are the air pollutants that pose the greatest threat to air quality, since the PM and the ozone precursors ( nitrogen oxides and volatile organic compounds) are the main source of air pollution from vehicular emissions. Vehicular emissions can be measured inside road tunnels, and those measurements can provide information about emission factors of in-use vehicles. Emission factors are used to estimate vehicular emissions and are described as the amount of species emitted per vehicle distance driven or per volume of fuel consumed. This study presents emission factor data for fine particles, coarse particles, inhalable particulate matter and black carbon, as well as size distribution data for inhalable particulate matter, as measured in March and May of 2004, respectively, in the Janio Quadros and Maria Maluf road tunnels, both located in Sao Paulo. The Janio Quadros tunnel carries mainly light-duty vehicles, whereas the Maria Maluf tunnel carries light-duty and heavy-duty vehicles. In the Janio Quadros tunnel, the estimated light-duty vehicle emission factors for the trace elements copper and bromine were 261 and 220 mu g km(-1), respectively, and 16, 197, 127 and 92 mg km(-1), respectively, for black carbon, inhalable particulate matter, coarse particles and fine particles. The mean contribution of heavy-duty vehicles to the emissions of black carbon, inhalable particulate matter, coarse particles and fine particles was, respectively 29, 4, 6 and 6 times higher than that of light-duty vehicles. The inhalable particulate matter emission factor for heavy-duty vehicles was 1.2 times higher than that found during dynamometer testing. In general, the particle emissions in Sao Paulo tunnels are higher than those found in other cities of the world.

A preliminary characterization of the mutagenicity of atmospheric particulate matter collected during sugar cane harvesting using the Salmonella/microsome microsuspension assay

During sugar cane harvesting season, which occurs from May to November of each year, the crops are burnt, cut, and transported to the mills. There are reports showing that mutagenic activity and PAH content increase during harvesting season in some areas of Sao Paulo State in comparison with nonharvesting periods. The objective of this work was to preliminarily characterize the mutagenic activity of the total organic extracts as well as corresponding organic fractions of airborne particulate matter (PM) collected twice from two cities, Araraquara (ARQ) and Piracicaba (PRB), during sugar cane harvesting season using the Salmonella/microsome microssuspension assay. One sample collected in Sao Paulo metropolitan area was also included. The mutagenicity of the total extracts ranged from 55 to 320 revertants per cubic meter without the addition of S9 and from not detected to 57 revertants per cubic meter in the presence of S9 in areas with sugar cane plantations. Of the three fractions analyzed, the most polar ones (nitro and oxy) were the most potent. A comparison of the response of TA98 with YG1041 and the increased potencies without S9 indicated that nitro compounds are causing the observed effect. More studies are necessary to verify the sources of the mutagenic activity such as burning of vegetal biomass and combustion of heavy duty vehicles used to transport the sugar cane to the mills. The Salmonella/microsome assay can be an important tool to monitor the atmosphere for mutagenicity during sugar cane harvesting season.

Sistematização e avaliação de técnicas de investigação aplicadas à caracterização e diagnóstico de área contaminada por hidrocarbonetos de petróleo

Pós-graduação em Geociências e Meio Ambiente - IGCE

Gás natural no panorama brasileiro e um estudo de caso no setor automotivo

The intended purpose of this paper is to present the main aspects of natural gas applied to the public transportation as well as the environmental, economical and technical impacts in this sector. Also it is given specific information to be considered when comparing natural gas to other fuels, specially the diesel. At this point is presented the types of internal combustion engines (Otto and Diesel cycle) and which type is used in each vehicle. Moreover, it is presented the main standards pollutant emission (Euro, US and Proconve) with a brief explanation of the tests made in order to approve the engines. This paper is focused on heavy duty vehicles. Also in this paper is exposed the economic impact due to the natural gas use in the public transportation fleet. In addition is presented a real case (of Berlin) and an estimative to a Brazilian city, presenting the potential of natural gas as vehicular fuel in Brazil, as well as financial and environmental aspects of the substitution

Gás natural no panorama brasileiro e um estudo de caso no setor automotivo

The intended purpose of this paper is to present the main aspects of natural gas applied to the public transportation as well as the environmental, economical and technical impacts in this sector. Also it is given specific information to be considered when comparing natural gas to other fuels, specially the diesel. At this point is presented the types of internal combustion engines (Otto and Diesel cycle) and which type is used in each vehicle. Moreover, it is presented the main standards pollutant emission (Euro, US and Proconve) with a brief explanation of the tests made in order to approve the engines. This paper is focused on heavy duty vehicles. Also in this paper is exposed the economic impact due to the natural gas use in the public transportation fleet. In addition is presented a real case (of Berlin) and an estimative to a Brazilian city, presenting the potential of natural gas as vehicular fuel in Brazil, as well as financial and environmental aspects of the substitution

Characterization of atmospheric aerosols in the city of So Paulo, Brazil: comparisons between polluted and unpolluted periods

The objective of this study was to determine the size and composition of atmospheric aerosols in the downtown area of the city of So Paulo, Brazil, for a polluted and an unpolluted period. Aerosols were sampled with a portable air sampler (PAS), Micro-Orifice Uniform Deposit Impactor (MOUDI), and Scanning Mobility Particle Sizer. At the study site, air quality is poor, especially during the winter, high concentrations of pollutants being emitted primarily by the light- and heavy-duty vehicle fleet. We analyzed mass, black carbon (BC), Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Br, Rb, Sn, Zr, and Pb. During the polluted period, diurnal PM(10) was higher than nocturnal PM(10), whereas the inverse was true during the unpolluted period. The FPM was rich in BC, S, and Pb, whereas CPM was rich in Al, Si, Ca, Ti, and Fe. Mass balance was performed by category: ammonium sulfate, sodium chloride, crustal material, BC, and other. The PAS-determined FPM was mainly BC. The MOUDI-determined FPM crustal material explained more mass than did ammonium sulfate and BC during the polluted period, whereas ammonium sulfate had the largest mass during the unpolluted period. Crustal material was the major CPM component, followed by ammonium sulfate and BC. During the unpolluted period, FPM concentrations were lower, whereas those of ammonium sulfate were relatively higher, especially at night, and particle number was inversely proportional to particle size. Aerosol growth was more intense during the polluted period.

Progettazione di pavimentazioni portuali

L’oggetto di studio della tesi è centrato sulla progettazione di pavimentazioni ad alta resistenza nell’ambito dei porti commerciali. Nel capitolo 1, viene effettuata una descrizione delle caratteristiche principali dei porti, proseguendo con l’esposizione dei principi organizzativi dei porti commerciali. In particolar modo, vengono illustrate le operazioni che si registrano in un terminal container e le proprietà dei diversi mezzi speciali che vi operano. Nel capitolo successivo, si procede con la definizione dei materiali più comunemente utilizzati nella realizzazione delle pavimentazioni di un porto e quindi con la descrizione delle principali tipologie di soluzioni adottate nella progettazione. Successivamente, nel capitolo 3, vengono enunciati i principali metodi di calcolo per la progettazione di una pavimentazione portuale e si prosegue con l’approfondimento del metodo descritto dal manuale pubblicato dalla British Ports Association (BPA):”The structural design of heavy duty pavements for ports and other industries”. Infine, nell’ultimo capitolo, viene illustrato il processo di progettazione in base al metodo BPA, mediante lo svolgimento di un esempio di calcolo della pavimentazione.