A Methodology for estimating energy consumption of QDI asynchronous circuits

International audience

Anuário Científico 2014

O Anuário Científico de 2014 é um documento integrador da produção científica do Centro Hospitalar do Porto (CHP). O Gabinete Coordenador da Investigação do Departamento de Ensino, Formação e Investigação (DEFI), com a edição do anuário, pretende partilhar com o CHP e com a comunidade a atividade científica hospitalar

Anuário Científico 2015

O Anuário Científico de 2015 é um documento integrador da produção científica do Centro Hospitalar do Porto (CHP). O Gabinete Coordenador da Investigação do Departamento de Ensino, Formação e Investigação (DEFI), com a edição do anuário, pretende partilhar com o CHP e com a comunidade a atividade científica hospitalar

Enabling effective operational decision making on a Combined Heat and Power System using the 5C architecture

The use of Cyber Physical Systems (CPS) to optimise industrial energy systems is an approach which has the potential to positively impact on manufacturing sector energy efficiency. The need to obtain data to facilitate the implementation of a CPS in an industrial energy system is however a complex task which is often implemented in a non-standardised way. The use of the 5C CPS architecture has the potential to standardise this approach. This paper describes a case study where data from a Combined Heat and Power (CHP) system located in a large manufacturing company was fused with grid electricity and gas models as well as a maintenance cost model using the 5C architecture with a view to making effective decisions on its cost efficient operation. A control change implemented based on the cognitive analysis enabled via the 5C architecture implementation has resulted in energy cost savings of over €7400 over a four-month period, with energy cost savings of over €150,000 projected once the 5C architecture is extended into the production environment.

Intégration de pales en céramique dans un rotor de microturbine axiale en configuration renversée

Le marché de l'énergie distribuée est actuellement en pleine expansion et favorise l'intégration d'une multitude de sources d'énergie, et les machines à combustion interne ne sont pas exclues. Les moteurs à piston sont actuellement les principaux acteurs du marché, en raison de leur rendement élevé et de leur faible coût en capital. Cependant, la réglementation de plus en plus sévère sur les émissions ainsi que les coûts liés à la maintenance et les temps d'arrêt sont prohibitifs pour ce type de machines, en particulier dans le segment de basse puissance et de production d’énergie et de chaleur combinées (CHP). C'est là que les microturbines opérant sous le cycle récupéré – de petites turbines à gaz qui produisent moins de 1 MW de puissance – ont un avantage concurrentiel, grâce à moins de pièces en mouvement, une combustion plus propre et une température élevée d'échappement. Les petites turbomachines récupérées doivent atteindre des températures d'entrée de turbine (TIT) très élevées, requises pour atteindre 40% de rendement thermique. Les céramiques non refroidies offrent une solution très attrayante, avec plusieurs essais mais des résultats peu concluants dans la littérature. Ce travail présente une nouvelle architecture qui prend en charge des pales en céramique monolithique dans un environnement d’opération à chaud. La turbine renversée en céramique (ICT) est constituée d'un moyeu métallique flexible qui fournit une base souple pour les pales individuelles en céramique qui sont supportées par l'extérieur par un anneau en composite carbone-polymère. Les forces centrifuges chargent les pales en compression au lieu d’en tension, exploitant ainsi la résistance en compression typiquement élevée des céramiques techniques. Le document présente la validation expérimentale entreprise pour vérifier l'intégrité structurelle d’un prototype de configuration ICT à petite échelle, dans des conditions de fonctionnement à froid et à chaud, ainsi que les étapes qui y ont mené. Les résultats expérimentaux montrent que l'ICT supporte des pales en alumine dans les tests à froid et le nitrure de silicium pour des températures d'entrée du rotor jusqu'à 1000 K, avec des vitesses de pointe de pale atteignant 271 m/s. L’incursion d’objet domestique, l'événement le plus désastreux à se produire dans les turbines en céramique dans la littérature, n'a pas causé de dommages aux pales dans cette configuration. Ces résultats indiquent que l'architecture ICT est robuste et viable, et que le développement peut être poursuivi pour augmenter la TIT et la vitesse de pointe de la turbine, afin d’éventuellement parvenir à une microturbine récupérée en céramique de 1600 K de TIT.

Niveles de actividad física de niños y adolescentes durante las clases de educación física en tres colegios oficiales de Bogotá

La clase de educación física es un espacio en el cual los niños y adolescentes pueden incrementar los niveles de actividad física y alcanzar las recomendaciones emitidas por la Organización Mundial de la Salud (OMS), sin embargo, existe poca evidencia científica a nivel nacional sobre las actividades físicas que realizan los estudiantes dentro del ámbito escolar, específicamente dentro de las clases de educación física y sus relaciones con el contexto; es por esto que el objetivo de este estudio fue evaluar los niveles de actividad física de niños y adolescentes durante las clases de educación física en tres colegios oficiales de Bogotá, Colombia, por medio de la herramienta SOFIT. Estudio de diseño descriptivo y transversal realizado entre octubre de 2014 y mayo de 2015. Las observaciones se llevaron a cabo en tres colegios oficiales de la ciudad de Bogotá ubicados en las localidades de Tunjuelito y Ciudad Bolívar que aceptaron su participación en la investigación. Se obtuvo la aprobación para participar de 1361 estudiantes (682 niñas y 679 niños) de 5 a 17 años de los cuales 180 estudiantes (93 niños y 87 niñas) fueron seleccionados de manera aleatoria sistemática, siguiendo el protocolo SOFIT para observar su nivel de actividad física durante las clases de educación física. El 45,23% del tiempo de la clase de educación física los estudiantes mantuvieron un comportamiento sedentario; mientras que el 30.91% y el 23.86% del tiempo de la clase presentaron un nivel de actividad física moderada (AFM) y vigorosa (AFV) respectivamente. El nivel de actividad física moderada a vigorosa (AFMV), fue de 54,78% es decir, 35,27 minutos de la clase. Los docentes no promovieron la actividad física en un 56,47% del tiempo de la clase y se encontró que ningún docente promovió la actividad física fuera de la clase, es decir, alentando a sus estudiantes a que practicaran cualquier forma de actividad física en horas extraescolares. El contexto de la clase que más se desarrolló fue la condición física con un 35,66% del tiempo de la clase, seguido por los contextos de generalidades 24,83% y habilidades 23,84%. El contexto de la clase generalidades está asociada significativamente y de manera negativa (β=-0,32, p=0,006) con menor porcentaje de tiempo en AFM y AFV, las variables activas de SOFIT, lo que sugiere que las clases deben invertir menos tiempo en este contexto e incrementar el porcentaje de tiempo en los otros contextos como condición física y habilidades para aumentar la cantidad de minutos de AFMV en los estudiantes.

Analisi del ciclo di vita di un processo industriale innovativo per la produzione di syngas da biogas

Una delle metodologie che negli ultimi tempi viene utilizzata più frequentemente per la valutazione ambientale di prodotti, processi e servizi è detta LCA, Life Cycle Assessment: essa valuta l’impatto ambientale associato ad un processo o ad un prodotto considerando tutto il suo ciclo di vita. Nel presente elaborato di tesi la metodologia è applicata ad un processo chimico industriale in fase di studio su scala di laboratorio presso il Dipartimento di Chimica Industriale dell’Università di Bologna, che prevede la sintesi di syngas a partire da biogas tramite le reazioni di dry reformng (DR) e steam refroming (SR). Tale processo è stato studiato poiché a livello teorico presenta i seguenti vantaggi: l’utilizzo di biogas come materia prima (derivante dalla digestione anaerobica dei rifiuti), lo sfruttamento dell’anidride carbonica presente nel biogas e l’utilizzo di un solo reattore anziché due. Il processo viene analizzato attraverso due diversi confronti: in primo luogo è comparato con processi con tecnologie differenti che producono il medesimo prodotto (syngas); in secondo luogo è paragonato a processi che impiegano la stessa materia prima (biogas), ottenendo prodotti differenti. Nel primo confronto i processi confrontati sono uno scenario di Autothermal reforming (ATR) e uno scenario che prevede DR e SR in due reattori separati; nel secondo confronto i prodotti che si ottengono sono: energia termica ed elettrica attraverso un sistema CHP, biometano con un sistema di upgrading del biogas, energia e biometano (CHP + upgrading) ed infine metanolo prodotto da syngas (generato dal processo studiato). Per il primo confronto è risultato che lo scenario che porta ad un minore impatto ambientale è il processo studiato dall'università di Bologna, seguito dallo Scenario con DR e SR in reattori separati ed infine dal processo di ATR. Per quanto concerne il secondo confronto lo scenario migliore è quello che produce biometano, mentre quello che produce metanolo è al terzo posto.

Study of low grade temperature CCHP systems for the realization of zero power buildings

Combined Cooling Heat and Power Generation (CCHP) or trigeneration has been considered worldwide as a suitable alternative to traditional energy systems in terms of significant energy saving and environmental conservation. The development and evaluation of a solar driven micro-CCHP system based on a ORC cogenerator and an Adsorption Chiller (AC) experimental prototypes has been the focus of this PhD research. The specific objectives of the overall project are: • To design, construct and evaluate an innovative Adsorption Chiller in order to improve the performances of the AC technology. • To thermodynamically model the proposed micro-scale solar driven CHP system and to prove that the concept of trigeneration through solar energy combined with an organic Rankine turbine cycle (ORC) and an adsorption chiller (AC) is suitable for residential applications.