Potentially viable solar powered appliances cooling and distillation

Stand alone solar powered refrigeration and water desalination, two of the most popular and sought after applications of solar energy systems, have been selected as the topic of research for the works presented in this thesis. The water desalination system based on evaporation and condensation was found to be the most suitable one to be powered by solar energy. It has been established that highoutput fast-response solar heat collectors used to achieve high rates of evaporation and reliable solar powered cooling system for faster rates of condensation are the most important factors in achieving increased outputs in solar powered desalination systems. Comprehensive reviews of Solar powered cooling/refrigeration and also water desalination techniques have been presented. In view of the fact that the Institute of Technology, Sligo has a well-established long history of research and development in the production of state of the art high-efficiency fast-response evacuated solar heat collectors it was decided to use this know how in the work described in this thesis. For this reason achieving high rates of evaporation was not a problem. It was, therefore, the question of the solar powered refrigeration that was envisaged to be used in the solar powered desalination tofacilitate rapid condensation of the evaporated water that had to be addressed first. The principles of various solar powered refrigeration techniques have also been reviewed. The first step in work on solar powered refrigeration was to successfully modify a conventional refrigerator working on Platen-Munters design to be powered by highoutput fast-response evacuated solar heat collectors. In this work, which was the first ever successful attempt in the field, temperatures as low as —19°C were achieved in the icebox. A new approach in the use of photovoltaic technology to power a conventional domestic refrigerator was also attempted. This was done by modifying a conventional domestic refrigerator to be powered by photovoltaic panels in the most efficient way. In the system developed and successfully tested in this approach, the power demand has been reduced phenomenally and it is possible to achieve 48 hours of cooling power with exposure to just 7 hours of sunshine. The successful development of the first ever multi-cycle intermittent solar powered icemaker is without doubt the most exciting breakthrough in the work described in this thesis. Output of 74.3kg of ice per module with total exposure area of 2.88 m2, or 25.73kg per m2, per day is a major improvement in comparison to about 5-6kg of ice per m2 per day reported for all the single cycle intermittent systems. This system has then become the basis for the development of a new solar powered refrigeration system with even higher output, named the “composite” system described in this thesis. Another major breakthrough associated with the works described in this thesis is the successful development and testing of the high-output water desalination system. This system that uses a combination of the high-output fast-response evacuated solar heat collectors and the multi-cycle icemaker. The system is capable of producing a maximum of 141 litres of distilled water per day per module which has an exposure area of 3.24m2, or a production rate of 43.5 litres per m2 per day. Once again when this result is compared to the reported daily output of 5 litres of desalinated water per m per day the significance of this piece of work becomes apparent. In the presentation of many of the components and systems described in this thesis CAD parametric solid modelling has been used instead of photographs to illustrate them more clearly. The multi-cycle icemaker and the high-output desalination systems are the subject of two patent applications.

Policy Labels and Investment Decision-making

Much attention in recent years has turned to the potential of behavioural insights to improve the performance of government policy. One behavioural concept of interest is the effect of a cash transfer label on how the transfer is spent. The Winter Fuel Payment (WFP) is a labelled cash transfer to offset the costs of keeping older households warm in the winter. Previous research has shown that households spend a higher proportion of the WFP on energy expenditures due to its label (Beatty et al., 2011). If households interpret the WFP as money for their energy bills, it may reduce their willingness to undertake investments which help achieving the same goal, such as the adoption of renewable energy technologies. In this paper we show that the WFP has distortionary effects on the renewable technology market. Using the sharp eligibility criteria of the WFP in a Regression Discontinuity Design, this analysis finds a reduction in the propensity to install renewable energy technologies of around 2.7 percentage points due to the WFP. This is a considerable number. It implies that 62% of households (whose oldest member turns 60) would have invested in renewable energy but refrain to do so after receiving the WFP. This analysis suggests that the labelling effect spreads to products related to the labelled good. In this case, households use too much energy from sources which generate pollution and too little from relatively cleaner technologies.

L'energia solar a Cerdanyola del Vallès

Treball de recerca realitzat per alumnes d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit cientí­fic del Jovent l'any 2009. Aquest treball intenta resoldre la qüestió de si l'energia solar arribarà a ser una energia alternativa que esdevingui un substitut del petroli en el futur. Aquest projecte informa de totes les característiques i propietats de les plaques solars, explicant els avantatges que fan que sigui un recurs energètic molt net, segur i, encara que en un principi es pugui veure car, finalment arriba a amortitzar el preu inicial fins aconseguir un estalvi monetari, que és el que atreu al màxim de compradors. El projecte parla de les característiques de les plaques solars fotovoltaiques explicant així tots els materials pels quals és formada, la seva estructura per capes i el procés de transformació de llum en electricitat. Conté, també, una part pràctica extensa i elaborada: s'ha demanat a diversos ciutadans, sobretot de Cerdanyola del Vallès i també de Barcelona, sobre el tipus de contacte que tenen amb aquesta energia renovable i si no és així, saber quin altre tipus de font energètica utilitzen. També conté una entrevista a un professional del món de l'energia solar. I, finalment, s'ha realitzat el disseny, muntatge i funcionament d'un cotxe elèctric solar.

Plan de gestión de energías renovables en el Monasterio Sakya Tashi Ling del Garraf

En el presente estudio se han analizado las posibilidades de reducción del impacto ambiental que genera el consumo de energía en el Monasterio budista Sakya Tashi Ling del Parque del Garraf, mediante la mejora de la eficiencia energética de los edificios y la producción de la energía consumida a partir de fuentes de energía renovables. Se ha realizado un inventario exhaustivo de los flujos energéticos de entrada del Monasterio: electricidad y combustibles fósiles, y el análisis de estos datos ha permitido observar que la mayor parte del consumo energético del Monasterio tiene como uso final la iluminación. El consumo total de energía se ha cuantificado en 138 kWh/m2/año y la emisiones de CO2 en 177 kg CO2/m2/año. A partir de estos datos se ha estudiado la posibilidad de reducir el consumo y abastecer la demanda energética del Monasterio a través de fuentes de energía renovable como las placas solares fotovoltaicas o las calderas de biomasa. Para alcanzar este objetivo se han propuesto tres escenarios posibles con costes económicos y resultados muy distintos. A diferencia de los escenarios “Edificio Energía Plus” y “Edificio Energía 0”, el tercer escenario propuesto, que trataba de alcanzar el triple objetivo del Plan 20/20/20 (producir a partir de fuentes renovables el 20% de la energía consumida, aumentar en una 20% la eficiencia energética y reducir en un 20% las emisiones de CO2 derivadas del uso de la energía) ha resultado ser muy viable económicamente: la inversión necesaria se amortizaría en tan sólo 5 años.

Implantació del distintiu de garantia de qualitat ambiental als establiments de turisme rural d'influència al Parc del Garraf

El present projecte té com a objecte d’estudi l’anàlisi de la situació ambiental en que es troben els ETR de l’àrea d’influència del Parc del Garraf (PG). En una primera fase, s’inventarien i analitzen els 12 ETR més propers als límits del sistema natural del PG, Parc d’Olèrdola i Foix a partir d’una ecofitxa de criteris ambientals d’àmbit general. Posteriorment, s’estudia la viabilitat d’implantació del Distintiu de Garantia de Qualitat Ambiental (DGQA) en els 6 ETR pilot escollits a partir d’una segona ecofitxa creada a partir dels criteris del distintiu. D’aquest detallat estudi s’extreuen relacions interessants com per exemple, que els ETR més aïllats del nucli urbà fan servir el doble de sistemes per obtenir energia que els establiments ubicats al recinte urbà i que actualment, el preu segueix estant més associat a confort que no pas a compromís ambiental. Finalment, s’elaboren unes propostes de millora i els pressupostos associats per que aquests ETR puguin complir les exigències del distintiu.

Cap a l'autosuficiència energètica: barri La Plana, Sitges

En el present estudi s’ha analitzat si és possible l’autosuficiència energètica al barri projectat de La Plana de Sitges a partir de fonts renovables d’energia. S’ha realitzat un anàlisi de l’oferta potencial del barri de La Plana, format per habitatges unifamiliars i plurifamiliars, serveis i equipaments i s’ha comparat el potencial de producció energètica dels recursos renovables locals a cada subsistema i pel sistema de La Plana. Diferenciant si són una Oferta estàndard (4.000 MWh/a) seguint la Normativa d’ecoeficiència de Sitges o bé una Oferta renovable (19.000 MWh/a) segons un Ecobarri proposat en aquest projecte a partir d’energia solar fotovoltaica i tèrmica. En l’estudi de la demanda, diferenciant entre una Demanda estàndard (39.000 MWh/a), respon al total de La Plana seguint el consum d’un habitatge tipus de la mitjana catalana (ICAEN, 2002) i una Demanda eficient (20.800 MWh/a) seguint un model de baix consum projectat en un Ecobarri de Barcelona. (Vallbona, 2009). Per analitzar de forma detallada les variables d’oferta i demanda, s’han proposat quatre escenaris diferents on es valoren l’autosuficiència energètica del sistema de la Plana i aspectes ambientals d’emissions derivades de la utilització de l’energia. El primer escenari és l’estàndard i és el resultat d’analitzar conjuntament una oferta i una demanda estàndard. Al segon escenari conflueixen una Oferta Estàndard i una Demanda Eficient. En el tercer escenari coincideixen una Oferta Renovable i una Demanda Estàndard. El quart i últim escenari respon a la proposta d’Ecobarri on l’Oferta és renovable i la Demanda eficient. Tanmateix, s’ha realitzat un estudi sobre els aspectes econòmics de La Plana que s’estimen en uns beneficis per la venda de l’energia d’uns 5 milions d’euros anuals i uns costos d’instal·lació de 80 milions d’euros. Finalment s’ha constatat que és possible assolir una autosuficiència del 90% a l’escenari Ecobarri (oferta renovable - demanda eficient). Mitjançant la instal·lació de sistemes de captació solar a les cobertes, cobrint el 100% de la demanda d’ACS, i captadors solars FV, ambdues estratègies són viables i representen beneficis econòmics i una reducció d’emissions de l’ordre de 13.700 Tn CO2 equivalents anuals que suposen un estalvi del 88% respecte un escenari d’oferta i demanda estàndard.

Pla d'acció d'energia sostenible al monestir tibetà Sakya Tashi Ling

El Monestir Budista del Garraf presenta un Pla Executiu per a l’ampliació del monestir. Amb la finalitat de millorar l’eficiència energètica en el futur monestir, s’estima el consum en compliment amb alguns criteris del Decret d’Ecoeficiència. Posteriorment, es realitza una comparació del consum actual del sistema amb l’estimat, analitzant les dades de manera global i per subsistemes. Mitjançant la realització d’un inventari del consum actual, l’estimació del consum futur, l’eficiència energètica i els potencials de captació d’energies renovables, es realitza un estudi per la implantació d’energies renovables al monestir. Es realitzen i s’avaluen les propostes per tal d’augmentar l’estalvi energètic del monestir i disminuir l’impacte ambiental. Es realitza l’estudi de dos escenaris energètics: el cobriment del 20% de la demanda energètica amb energies renovables (Pacte d’Alcaldes) i l’abastiment complet del consum amb energies renovables. Valorant diferents criteris ambientals, socials i econòmics es recomanen propostes per la seva aplicació.

La integració de les energies renovables en un model energètic sostenible

La sostenibilitat del model energètic de Catalunya es veu condicionada per aspectes com la dependència energètica, la seguretat de subministrament, l’eficiència energètica, els impactes ambientals i la demanda creixent. D’altra banda, la incorporació d’energia renovable en el mix energètic implica una major autonomia energètica, seguretat de subministrament a llarg termini, i eficiència energètica, així com un menor impacte ambiental. Tanmateix, la contribució en el sistema elèctric d’un volum ja important i creixent d’energia renovable requereix una complexa tasca d’integració a nivell tècnic i econòmic. Per aconseguir-ho, és necessari desenvolupar una regulació estable que complementi el procés de liberalització del sector amb l’objectiu d’acomodar la generació renovable en un model energètic sostenible. La (in)formació i participació de la demanda es presenta com una condició clau per engegar el camí cap a una nova cultura energètica.

Casa eficient energèticament

El present projecte té com objecte realitzar una casa que sigui eficient energèticament a partir d’una casa ja construïda, modificant així tot el que sigui necessari per poder aconseguir una millora del comportament bioclimàtic de la casa i una major independència dels subministraments de la xarxa pública (electricitat i gas). El projecte es divideix en tres fases clarament diferenciades: una primera consistent en realitzar una recerca dels sistemes constructius que fan que una casa funcioni millor i sigui més eficient a nivell energètic (façana ventilada, forjat sanitari, coberta enjardinada ,etc) i també consistent en realitzar un estudi dels sistemes o mètodes de producció d’energia més ecològics (energia solar, geotèrmia, energia eòlica, etc), que facin la casa més autònoma en quan a les energies i subministraments de la xarxa pública de distribució (electricitat i gas); una segona fase consistient en triar els sistemes constructius i de producció d’energia tenint en compte la informació obtinguda de la recerca inicial i aplicar aquests sobre una casa unifamiliar amb sistemes constructius i de producció d’energia tradicional (façana amb obra vista, calefacció amb caldera a gas i radiadors,etc) elegida a l’atzar; i una tercera i última fase consistent en fer un comparatiu econòmic entre el cost de construcció de la casa amb sistemes tradicionals i de la casa eficient. Després és farà una estimació de l’estalvi energètic d’una i de l’altra casa, i amb tot això es valorarà si són amortitzables les despeses que s’han realitzat per aconseguir aquests estalvis energètics

Estudio de tecnologías eficientes para el ahorro económico en el hogar

L’objectiu del projecte no és un altre que el de col·laborar enl’organització d’un esdeveniment que tasca final la d’informar, sensibilitzar ipromocionar productes innovadors i energèticament eficients per la llar. Peraixò, es realitzarà un estudi d’algunes tecnologies d’ús domèstic, perintentar trobar les més adequades, eficients, ecològiques i que donin mésfacilitats a l’hora d’estalviar econòmicament en el seu ús habitual.L’activitat es desenvoluparà durant la Setmana Europea de l’Energia, ambel suport de l’Institut Català de l’Energia (ICAEN), en centres comercials dela província de Barcelona, per tal de donar a conèixer i fer més accessiblesuna diversitat de productes ecològics que facilitin l’estalvi econòmic a nivelldomèstic.

Economic and environmental effects of the CO2 taxation: an input-output analysis for Spain

CO2 emissions induced by human activities are the major cause of climate change; hence, strong environmental policy that limits the growing dependence on fossil fuel is indispensable. Tradable permits and environmental taxes are the usual tools used in CO2 reduction strategies. Such economic tools provide incentives to polluting industries to reduce their emissions through market signals. The aim of this work is to investigate the direct and indirect effects of an environmental tax on Spanish products and services. We apply an environmentally extended input-output (EIO) model to identify CO2 emission intensities of products and services and, accordingly, we estimate the tax proportional to these intensities. The short-term price effects are analyzed using an input-output price model. The effect of tax introduction on consumption prices and its influence on consumers’ welfare are determined. We also quantify the environmental impacts of such taxation in terms of the reduction in CO2 emissions. The results, based on the Spanish economy for the year 2007, show that sectors with relatively poor environmental profile are subjected to high environmental tax rates. And consequently, applying a CO2 tax on these sectors, increases production prices and induces a slight increase in consumer price index and a decrease in private welfare. The revenue from the tax could be used to counter balance the negative effects on social welfare and also to stimulate the increase of renewable energy shares in the most impacting sectors. Finally, our analysis highlights that the environmental and economic goals cannot be met at the same time with the environmental taxation and this shows the necessity of finding other (complementary or alternative) measures to ensure both the economic and ecological efficiencies. Keywords: CO2 emissions; environmental tax; input-output model, effects of environmental taxation.

Estalvi energètic a la Vila Universitària 1 de la UAB: solucions tècniques i solucions socials

Catalunya és un país energèticament dependent d'altres països. A part d'això, la seva producció i el seu consum d'energia provenen de fonts no renovables. Catalunya queda molt lluny de la majoria de països europeus els quals tenen un desenvolupament molt avançat en quan l'explotació de les energies renovables. Segons estudis de l'IDAE i l'ICAEN a les llars espanyoles i catalanes, al voltant d'un 25% del consum d'energia és per part d'electrodomèstics i d'il·luminació. El present treball estima el consum energètic dels pisos a la Vila Universitària 1 i fer una proposta de reducció de consum per mitjà d'un canvi d'electrodomèstics. Aquesta proposta ha estat efectiva ja que el consum estimat es redueix un 50% aproximadament canviant alguns dels electrodomèstics que hi ha actualment per altres de més eficients. Alhora, s'ha dut a terme un concurs d'estalvi energètic juntament amb una campanya de sensibilització de la mateixa temàtica que també busca la disminució del consum energètic en els pisos i, resulta ser quelcom efectiu donat que hi ha hagut una reducció d'un 32% aproximadament en mitjana del consum energètic als pisos. Sembla ser molt important la conscienciació de la gent ja que permet reduir el consum energètic amb un cost econòmic zero.

The emergence of biofuels and the co-movement between crude oil and agricultural prices

Biofuels are becoming an alternative to non-renewable energy sources but we know little about the economic mechanisms influencing their prices. This paper studies the interrelationships between the spot prices of oil and those of agricultural commodities used as biofuel feedstocks. Using daily data since 1988, we identify a co-movement after 2005 that does not appear for other food-related commodities and is not due to general economic variables. We also find traces of the co-movement in the prices of a large biofuel stock. The results amount to the first systematic piece of empirical evidence linking spot oil and agricultural markets via the emergence of biofuels.

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.

Genetic and hormonal regulation of cambial development.

The stems and roots of most dicot plants increase in diameter by radial growth, due to the activity of secondary meristems. Two types of meristems function in secondary plant body formation: the vascular cambium, which gives rise to secondary xylem and phloem, and the cork cambium, which produces a bark layer that replaces the epidermis and protects the plant stem from mechanical damage and pathogens. Cambial development, the initiation and activity of the vascular cambium, leads to an accumulation of wood, the secondary xylem tissue. The thick, cellulose-rich cell walls of wood provide a source of cellulose and have the potential to be used as a raw material for sustainable and renewable energy production. In this review, we will discuss what is known about the mechanisms regulating the cambium and secondary tissue development.