A Semi-Tethered Test for Power Assessment in Running

We analyzed the usefulness of a semi-tethered field running test (STR) and the relationships between indices of anaerobic power, anaerobic capacity and running performance in 9 trained male sprinters (22.2 +/- 2.9 yrs, 176 +/- 1 cm, 68.0 +/- 9.4 kg). STR involved an all out 120 m run attached to an apparatus that enabled power calculation from force and velocity measures. Subjects also carried out a cycloergometer Win-gate Anaerobic Test (WT), an all out 300 m run and had accessed their maximal accumulated oxygen deficit (MAOD) on a treadmill. Peak and mean powers attained in STR (1 720 +/- 221 and 1 391 +/- 201 W) were greater but significantly related (r=0.82; P<0.01) to those in the WT (808 +/- 130 and 603 +/- 87 W). In addition, power measures derived from the STR were stronger related to running performance compared to those from the WT (r=0.81-0.94 vs. 0.68-0.84; P<0.05). Relationships between MAOD and most power indices were only weak to moderate. These results support the usefulness of STR for specific power assessment in field running and suggest that anaerobic power and capacity are not related entities, irrespective of having been evaluated using similar or dissimilar exercise modes.

The critical power function is dependent on the duration of the predictive exercise tests chosen

The linear relationship between work accomplished (W-lim) and time to exhaustion (t(lim)) can be described by the equation: W-lim = a + CP.t(lim). Critical power (CP) is the slope of this line and is thought to represent a maximum rate of ATP synthesis without exhaustion, presumably an inherent characteristic of the aerobic energy system. The present investigation determined whether the choice of predictive tests would elicit significant differences in the estimated CP. Ten female physical education students completed, in random order and on consecutive days, five art-out predictive tests at preselected constant-power outputs. Predictive tests were performed on an electrically-braked cycle ergometer and power loadings were individually chosen so as to induce fatigue within approximately 1-10 mins. CP was derived by fitting the linear W-lim-t(lim) regression and calculated three ways: 1) using the first, third and fifth W-lim-t(lim) coordinates (I-135), 2) using coordinates from the three highest power outputs (I-123; mean t(lim) = 68-193 s) and 3) using coordinates from the lowest power outputs (I-345; mean t(lim) = 193-485 s). Repeated measures ANOVA revealed that CPI123 (201.0 +/- 37.9W) > CPI135 (176.1 +/- 27.6W) > CPI345 (164.0 +/- 22.8W) (P < 0.05). When the three sets of data were used to fit the hyperbolic Power-t(lim) regression, statistically significant differences between each CP were also found (P < 0.05). The shorter the predictive trials, the greater the slope of the W-lim-t(lim) regression; possibly because of the greater influence of 'aerobic inertia' on these trials. This may explain why CP has failed to represent a maximal, sustainable work rate. The present findings suggest that if CP is to represent the highest power output that an individual can maintain for a very long time without fatigue then CP should be calculated over a range of predictive tests in which the influence of aerobic inertia is minimised.

Forward-looking versus recursive-dynamic modeling in climate policy analysis: A comparison

This paper develops a multi-regional general equilibrium model for climate policy analysis based on the latest version of the MIT Emissions Prediction and Policy Analysis (EPPA) model. We develop two versions so that we can solve the model either as a fully inter-temporal optimization problem (forward-looking, perfect foresight) or recursively. The standard EPPA model on which these models are based is solved recursively, and it is necessary to simplify some aspects of it to make inter-temporal solution possible. The forward-looking capability allows one to better address economic and policy issues such as borrowing and banking of GHG allowances, efficiency implications of environmental tax recycling, endogenous depletion of fossil resources, international capital flows, and optimal emissions abatement paths among others. To evaluate the solution approaches, we benchmark each version to the same macroeconomic path, and then compare the behavior of the two versions under a climate policy that restricts greenhouse gas emissions. We find that the energy sector and CO(2) price behavior are similar in both versions (in the recursive version of the model we force the inter-temporal theoretical efficiency result that abatement through time should be allocated such that the CO(2) price rises at the interest rate.) The main difference that arises is that the macroeconomic costs are substantially lower in the forward-looking version of the model, since it allows consumption shifting as an additional avenue of adjustment to the policy. On the other hand, the simplifications required for solving the model as an optimization problem, such as dropping the full vintaging of the capital stock and fewer explicit technological options, likely have effects on the results. Moreover, inter-temporal optimization with perfect foresight poorly represents the real economy where agents face high levels of uncertainty that likely lead to higher costs than if they knew the future with certainty. We conclude that while the forward-looking model has value for some problems, the recursive model produces similar behavior in the energy sector and provides greater flexibility in the details of the system that can be represented. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Aumento de energia renovável na Ilha da Madeira: proposta integrada para o setor dos transportes e da geração de energia elétrica

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica Ramo de Energia

Reactores a tório: o futuro da energia nuclear de fissão

Dissertação para a obtenção do grau de mestre em Engenharia Electrotécnica Ramo de Energia

Estudo e análise das centrais híbridas de energias renováveis

Com o aumento do preço da eletricidade e o fim dos combustíveis fósseis, associados à necessidade de Portugal reduzir a sua dependência energética do exterior, provoca a necessidade urgente de apostar nas energias renováveis. Perante este cenário, e assumindo que o custo da fatura energética, é para as empresas portuguesas um fator cada vez mais determinante para serem competitivas, devido aos aumentos consecutivos da energia nos últimos anos, bem como, a subida do imposto de valor acrescentado (IVA) de 6% para 23%. Outro aspeto importante é a eficiência energética como instrumento para reduzir os consumos de eletricidade. Com estas duas medidas: utilização de energias renováveis e o aumento da eficiência energética, são extremamente importantes para a redução da produção dos gases de efeito estufa (GEE). Consequentemente, as empresas terão de investir na produção da própria energia a partir de fontes renováveis, de modo a proporcionar um desenvolvimento sustentável, associado à redução da fatura energética. Esta dissertação propõe o dimensionamento de um sistema híbrido composto por tecnologia fotovoltaica e eólica, com e sem armazenamento de energia em baterias, adequado para reduzir uma parte dos consumos de uma empresa enquadrada no sector dos plásticos. O dimensionamento deste sistema, foi efetuado com recurso à caracterização dos consumos da empresa através da recolha de dados e leituras no local da instalação. Paralelamente, foi efetuada uma pesquisa em diversos fabricantes, de modo a identificar qual o sistema mais indicado a adotar, considerando painéis fotovoltaicos, turbinas eólicas, inversores e baterias. Com base nos dados recolhidos na empresa e referentes ao potencial eólico e solar para o distrito do Porto, em conjunto com as características técnicas dos equipamentos selecionados, foi delineado o sistema híbrido utilizando para o efeito um software de simulação e otimização de sistemas híbridos, denominado Hybrid Optimization Model for Eletric Renewable (HOMER). São apresentadas várias simulações para as diversas configurações escolhidas e estudos comparativos entre si, com o objetivo de reduzir o consumo de eletricidade da rede. Adicionalmente, foram realizadas duas configurações apenas com tecnologia fotovoltaica, de modo a efetuar uma análise comparativa entre um sistema híbrido e outro apenas com uma fonte renovável. Os resultados apresentados focaram-se no desempenho diário, mensal e anual, bem como, a produção individual de cada tecnologia evidenciada. Por último, procedeu-se ao estudo da viabilidade técnico-económica das configurações.

Gestão de Recursos Energéticos nas SmartGrids

A sustentabilidade do sistema energético é crucial para o desenvolvimento económico e social das sociedades presentes e futuras. Para garantir o bom funcionamento dos sistemas de energia actua-se, tipicamente, sobre a produção e sobre as redes de transporte e de distribuição. No entanto, a integração crescente de produção distribuída, principalmente nas redes de distribuição de média e de baixa tensão, a liberalização dos mercados energéticos, o desenvolvimento de mecanismos de armazenamento de energia, o desenvolvimento de sistemas automatizados de controlo de cargas e os avanços tecnológicos das infra-estruturas de comunicação impõem o desenvolvimento de novos métodos de gestão e controlo dos sistemas de energia. O contributo deste trabalho é o desenvolvimento de uma metodologia de gestão de recursos energéticos num contexto de SmartGrids, considerando uma entidade designada por VPP que gere um conjunto de instalações (unidades produtoras, consumidores e unidades de armazenamento) e, em alguns casos, tem ao seu cuidado a gestão de uma parte da rede eléctrica. Os métodos desenvolvidos contemplam a penetração intensiva de produção distribuída, o aparecimento de programas de Demand Response e o desenvolvimento de novos sistemas de armazenamento. São ainda propostos níveis de controlo e de tomada de decisão hierarquizados e geridos por entidades que actuem num ambiente de cooperação mas também de concorrência entre si. A metodologia proposta foi desenvolvida recorrendo a técnicas determinísticas, nomeadamente, à programação não linear inteira mista, tendo sido consideradas três funções objectivo distintas (custos mínimos, emissões mínimas e cortes de carga mínimos), originando, posteriormente, uma função objectivo global, o que permitiu determinar os óptimos de Pareto. São ainda determinados os valores dos custos marginais locais em cada barramento e consideradas as incertezas dos dados de entrada, nomeadamente, produção e consumo. Assim, o VPP tem ao seu dispor um conjunto de soluções que lhe permitirão tomar decisões mais fundamentadas e de acordo com o seu perfil de actuação. São apresentados dois casos de estudo. O primeiro utiliza uma rede de distribuição de 32 barramentos publicada por Baran & Wu. O segundo caso de estudo utiliza uma rede de distribuição de 114 barramentos adaptada da rede de 123 barramentos do IEEE.

Analysis of a controversial decision process: the case of the pumped hydro storage power plant Atdorf in Germany

Based on the report for the unit “Métodos Interactivos de Participação e Decisão A” (Interactive methods of participation and decision A), coordinated by Prof. Lia Maldonado Teles de Vasconcelos and Prof. Nuno Miguel Ribeiro Videira Costa. This unit was provided for the PhD Program in Technology Assessment in 2015/2016.

Simulation of OWES with five-Level converter linked to the grid: Harmonic assessment

This paper deals with a computing simulation for an offshore wind energy system taking into account the influence of the marine waves action throughout the floating platform. The wind energy system has a variable-speed turbine equipped with a permanent magnet synchronous generator and a full-power five level converter, injecting energy into the electric grid through a high voltage alternate current link. A reduction on the unbalance of the voltage in the DC-link capacitors of the five-level converter is proposed by a strategic selection of the output voltage vectors. The model for the drive train of the wind energy system is a two mass model, including the dynamics of the floating platform. A case study is presented and the assessment of the quality of the energy injected into the electric grid is discussed.

Development of a methodology to incorporate risk and uncertainty in electricity power planning

Dissertação de mestrado em Engenharia Industrial

Conceção técnica e avaliação económica de um veículo solar para venda de produtos refrigerados

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica

Disseny i aplicació del protocol d'instal·lació d'energia fotovoltaica en edificis aïllats de la xarxa elèctrica al PNAP

En el perímetre del parc es troben gran nombre d’edificacions amb mancances de subministrament elèctric per la gran dispersió de la població de la comarca. L’objectiu d’aquest estudi és desenvolupar un protocol per determinar la viabilitat de l’energia fotovoltaica en edificis aïllats i aplicar-la de forma pilot a dos edificis gestionats pels responsables del Parc Natural de l’Alt Pirineu: el Centre de Logística i Manteniment (CLM) i el Refugi del Fornet. Aquests han estat escollits per la seva representativitat com a edificis aïllats de la xarxa elèctrica convencional. S’ha elaborat una metodologia pròpia, el Protocol d’instal·lació d’energia fotovoltaica en edificis aïllats de la xarxa elèctrica. S’ha realitzat una anàlisi de sensibilitats del dimensionat fotovoltaic davant la modificació de diversos paràmetres rellevants. Això ha permès determinar les característiques òptimes de viabilitat per als dos edificis en estudi i el cost de la instal·lació fotovoltaica (17.183€ el CLM i 164.815 € el Refugi del Fornet). Els resultats obtinguts en els dos edificis pilot han mostrat el gran cost relatiu entre l’energia fotovoltaica i l’energia elèctrica produïda a partir de combustibles fòssils.

O impacto das energias renováveis na economia dos países emergentes: o caso de Cabo Verde

A elevada dependência dos combustíveis fósseis é uma das principais dificuldades sentidas no actual sistema energético de Cabo Verde. O preço dos combustíveis constitui um peso significativo, representando cerca de 70%, da estrutura de custos do preço de energia eléctrica. Com este trabalho, pretende-se analisar o impacto das energias renováveis no sistema energético e na economia de Cabo Verde, destacando a sua contribuição para a formação do PIB, no Preço, na Balança de Pagamentos, no Emprego, e no Serviço da Dívida, e estabelecer uma comparação com as ilhas da Macaronésia, em particular a Região Autónoma dos Açores. Contribuindo assim, para a discussão que poderá demonstrar que o potencial de renováveis por explorar, trará benefícios económicos para o país, pois a expectativa é superar os 50% de taxa de penetração de Energias Renováveis na produção de electricidade em Cabo Verde até 2020. Prevê-se que o consumo de electricidade que em 2010 era de 335 MWh, duplique até o ano de 2020, atingindo os 670 GWh. Segundo estudos efectuados, o país possui um potencial estimado de 2.600 MW de Energias Renováveis, tendo sido analisados mais de 650 MW em projectos concretos com custos de produção possivelmente inferiores aos dos combustíveis fósseis. Cabo Verde goza de boas condições para o aproveitamento de Energias Renováveis, mas a contribuição desse potencial, sobretudo eólica e solar, continuam muito limitado, pelo que o país deverá apostar no incremento da utilização dessas formas de energia para reduzir a dependência externa em matéria de energia. The high dependence on fossil fuels is one of the main difficulties in the current energy system in Cape Verde. The price of fuel is a significant, accounting for about 70%, and the cost structure of the price of electricity. With this work, seeks to analyze the impact of renewable energy in the energy system and the economy of Cape Verde, highlighting their contribution to the formation of BIP, in the Balance of Payments, in Employment, and the Service of Debt, and to draw a comparison with the islands of Macaronésia, in particular the Autonomous Region of Azores. Thus contributing to the discussion that may show that the potential of renewable energy by exploring will bring economic benefits to the country, because the expectation is to exceed the 50% penetration rate of Renewable Energy in the production of electricity in Cape Verde until 2020. It is estimated that the consumption of electricity in 2010 was 335 MWh, will double by the year 2020, reaching the 670 GWh. According to studies carried out, the country has an estimated potential of 2,600 MW of Renewable Energy, having been analyzed more than 650 MW in concrete projects with production costs possibly less than the fossil fuels. Cape Verde enjoys good conditions for the use of renewable energy, but the contribution of this potential, especially wind and solar, are still very limited, so that the country should invest in increasing the use of these forms of energy to reduce the dependence on foreign sources of energy.

Optimal management of microgrids

Desenvolupament dels models matemàtics necessaris per a controlar de forma òptima la microxarxa existent als laboratoris del Institut de Recerca en Energia de Catalunya. Els algoritmes s'implementaran per tal de simular el comportament i posteriorment es programaran directament sobre els elements de la microxarxa per verificar el seu correcte funcionament.. Desenvolupament dels models matemàtics necessaris per a controlar de forma òptima la microxarxa existent als laboratoris del Institut de Recerca en Energia de Catalunya. Els algoritmes s'implementaran per tal de simular el comportament i posteriorment es programaran directament sobre els elements de la microxarxa per verificar el seu correcte funcionament.

Solid and liquid biofuels markets in Finland - a study on international biofuels trade

This study considered the current situation of solid and liquid biofuels markets and international biofuels trade in Finland and identified the challenges ofthe emerging international biofuels markets for Finland. The fact that industryconsumes more than half of the total primary energy, widely applied combined heat and power production (CHP) and a high share of biofuels in the total energy consumption are specific to the Finnish energy system. One third of the electricity is generated in CHP plants. As much as 27% of the total energy consumption ismet by using wood and peat, which makes Finland the leading country in the use of biofuels. Finland has made a commitment to maintain greenhouse gas emissions at the 1990 level at the highest during the period 2008-2012. The Finnish energypolicy aims to achieve the target, and a variety of measures are taken to promote the use of renewable energy sources and especially wood fuels. In this study, the wooden raw material streams of the forest industry were included the international biofuels trade in addition to biomass streams that are traded for energy production. In 2004, as much as 45% of the raw wood importedinto Finland ended up in energy production. The total international trading of biofuels was evaluated at 72 PJ, of which the majority, 58 PJ, was raw wood. About 22% of wood based energy in Finland originated from imported raw wood. Tall oil and wood pellets composed the largest export streams of biofuels. The annual turnover of international biofuels trade was estimated at about ¤ 90 million fordirect trade and at about ¤ 190 million for indirect trade. The forest industryas the biggest user of wood, and the producer and user of wood fuels has a central position in biomass and biofuels markets in Finland. Lately, the international aspects of Finnish biofuels markets have been emphasised as the import of rawwood and the export of wood pellets have increased. Expanding the use of biofuels in the road transportation sector would increase the international streams ofbiofuels in Finland. In coming years, the international trading of biomass for energy purposes can be expected to continue growing.