Economics of Hybrid Photovoltaic Power Plants

The global power supply stability is faced to several severe and fundamental threats, in particular steadily increasing power demand, diminishing and degrading fossil and nuclear energy resources, very harmful greenhouse gas emissions, significant energy injustice and a structurally misbalanced ecological footprint. Photovoltaic (PV) power systems are analysed in various aspects focusing on economic and technical considerations of supplemental and substitutional power supply to the constraint conventional power system. To infer the most relevant system approach for PV power plants several solar resources available for PV systems are compared. By combining the different solar resources and respective economics, two major PV systems are identified to be very competitive in almost all regions in the world. The experience curve concept is used as a key technique for the development of scenario assumptions on economic projections for the decade of the 2010s. Main drivers for cost reductions in PV systems are learning and production growth rate, thus several relevant aspects are discussed such as research and development investments, technical PV market potential, different PV technologies and the energetic sustainability of PV. Three major market segments for PV systems are identified: off-grid PV solutions, decentralised small scale on-grid PV systems (several kWp) and large scale PV power plants (tens of MWp). Mainly by application of ‘grid-parity’ and ‘fuel-parity’ concepts per country, local market and conventional power plant basis, the global economic market potential for all major PV system segments is derived. PV power plant hybridization potential of all relevant power technologies and the global power plant structure are analyzed regarding technical, economical and geographical feasibility. Key success criteria for hybrid PV power plants are discussed and comprehensively analysed for all adequate power plant technologies, i.e. oil, gas and coal fired power plants, wind power, solar thermal power (STEG) and hydro power plants. For the 2010s, detailed global demand curves are derived for hybrid PV-Fossil power plants on a per power plant, per country and per fuel type basis. The fundamental technical and economic potentials for hybrid PV-STEG, hybrid PV-Wind and hybrid PV-Hydro power plants are considered. The global resource availability for PV and wind power plants is excellent, thus knowing the competitive or complementary characteristic of hybrid PV-Wind power plants on a local basis is identified as being of utmost relevance. The complementarity of hybrid PV-Wind power plants is confirmed. As a result of that almost no reduction of the global economic PV market potential need to be expected and more complex power system designs on basis of hybrid PV-Wind power plants are feasible. The final target of implementing renewable power technologies into the global power system is a nearly 100% renewable power supply. Besides balancing facilities, storage options are needed, in particular for seasonal power storage. Renewable power methane (RPM) offers respective options. A comprehensive global and local analysis is performed for analysing a hybrid PV-Wind-RPM combined cycle gas turbine power system. Such a power system design might be competitive and could offer solutions for nearly all current energy system constraints including the heating and transportation sector and even the chemical industry. Summing up, hybrid PV power plants become very attractive and PV power systems will very likely evolve together with wind power to the major and final source of energy for mankind.

India’s Carbon Governance: The Clean Development Mechanism

Carbon Governance systems – institutional arrangements in place for mitigating greenhouse gas emissions – are different in emerging countries. Indeed, carbon is the same everywhere but Carbon Governance isn’t: in Brazil, the financial community is actively interested in carbon trading, but Chinese banks have hardly any interest in it; and while the Chinese government takes an active interest in providing capacity to project developers, the Brazilian authorities see their role uniquely as guarantors of environmental integrity of emissions reductions projects. In the case of India, carbon governance offers specific features of patterns and interactions mostly because India strongly developed the Clean Development Mechanism and its market. This article proposes a study to the research and understanding of how exactly carbon governance works in the Indian case, knowing that India is the second largest host of CDM projects.

Hochsensible Intrakavitäts-Absorptionsspektroskopie von Spurengasen unter Ausnutzung der Modenkonkurrenz eines Halbleiterlasers

Eine Halbleiterdiode mit externer Kavität wird um eine Messzelle speziell für Gase erweitert. Diese erlaubt Absorptionsmessungen einer exakt definierten Menge von Gas unter kontrollierten Temperatur- und Druckbedingungen. Es werden konzentrationsabhängige Absorptionsmessungen mit Propofol durchgeführt. Als Ergebnis werden effektive Pfadlänge, Bestimmungs- und Nachweisgrenze berechnet und der Beweis erbracht, dass beide im System anschwingenden Moden in Konkurrenz zueinander stehen. Weiterhin wurde eine ausgeprägte Instabilität von Propofol gegenüber einer großen Anzahl von Werkstoffen entdeckt.

Integrated bioenergy and food production

Rising global energy needs and limited fossil fuel reserves have led to increased use of renewable energies. In Germany, this has entailed massive exploitation of agricultural biomass for biogas generation, associated with unsustainable farming practices. Organic agriculture not only reduces negative environmental impacts, organic farmers were also prime movers in anaerobic digestion (AD) in Germany. This study’s aim was to identify the structure, development, and characteristics of biogas production associated with organic farming systems in order to estimate further development, as well as energetic and associated agronomic potentials. Surveys were conducted among organic farms with AD technology. 144 biogas plants could be included in the analysis. Total installed electrical capacity was 30.8 MWel, accounting for only 0.8% of the total installed electrical capacity in the German biogas sector. Recently, larger plant types (>250 kWel) with increased use of (also purchased) energy crops have emerged. Farmers noticed increases in yields (22% on average) and quality of cash crops in arable farming through integrated biogas production. In conclusion, although the share of AD in organic farming is relatively small it can provide various complementary socio-ecological benefits such as the enhancement of food output through digestate fertilization without additional need for land, while simultaneously reducing greenhouse gas emissions from livestock manures and soils. However, to achieve this eco-functional intensification, AD systems and their management have to be well adapted to farm size and production focus and based primarily on residue biomass.

Modeling the Transport Sector: The Role of Existing Fuel Taxes in Climate Policy

Existing fuel taxes play a major role in determining the welfare effects of exempting the transportation sector from measures to control greenhouse gases. To study this phenomenon we modify the MIT Emissions Prediction and Policy Analysis (EPPA) model to disaggregate the household transportation sector. This improvement requires an extension of the GTAP data set that underlies the model. The revised and extended facility is then used to compare economic costs of cap-and-trade systems differentiated by sector, focusing on two regions: the USA where the fuel taxes are low, and Europe where the fuel taxes are high. We find that the interplay between carbon policies and pre-existing taxes leads to different results in these regions: in the USA exemption of transport from such a system would increase the welfare cost of achieving a national emissions target, while in Europe such exemptions will correct pre-existing distortions and reduce the cost.

Avaluació de les emissions de gasos d’ efecte hivernacle a la ciutat de Girona i propostes de reeducació

En els últims 30 anys, la comunitat internacional ha anat agafant consciència dels efectes que pot tenir l’ increment de les emissions de gasos d’ efecte hivernacle (GEH). És per aquest motiu, entre d’ altres que es fan inventaris d’ emissions de GEH a nivell estatal i a gran escala. Aquest projecte té com a principal objectiu determinar i quantificar les emissions de GEH a escala local del municipi de Girona. Per tal de poder dur a terme aquest treball ha calgut buscar metodologies i softwares, que s’ han hagut d’ adaptar a la singularitat que té Girona, sobretot pel que fa al transport. Finalment es fan propostes que s’ adapten a la problemàtica del municipi

La práctica del reciclaje. Estudio de caso de La Asociación Colombiana de Recicladores Independientes, UPZ Engativá-Bogotá D.C.

El interés de este estudio de caso es analizar los procesos de reciclaje que lideran la Asociación Colombiana de Recicladores Independientes (ACOREIN) en la Unidad de Planeamiento Zonal (UPZ) 74- Engativá, relacionándolos con las perspectivas de ciudad sostenible. Por tal motivo en el primer apartado, se describe y analiza el concepto de sostenibilidad, desarrollo sostenible, y ciudad sostenible, la cual se encuentra ejemplificada. En el segundo capítulo se describe la labor de reciclaje gestionada por ACOREIN, más específicamente en su centro de acopio -El Porvenir-, ubicado en la UPZ 74. Para ello, se analiza el papel de los recicladores, los bodegueros, los residentes, la historia del reciclaje, entre otros aspectos, dentro de la cadena del reciclaje. En el tercer capítulo se establecen unas relaciones a partir de las perspectivas de la ciudad sostenible, y de la experiencia de ACOREIN, dando paso a las conclusiones del proyecto.

Climate Change and Transregional Convergence: Carbon Markets in North Amer ica

National policies in North America have not been drafted properly to address the problem of climate change, following the impasse of international negotiations. Facing this scenario, new alternatives emerge with the leadership and participation of new actors. Local governments in North America, especially of British Columbia, Ontario and Quebec, have been developing strategies to face climate change and emissions reduction in parallel to the national efforts and the global governance strategies. These local governments have developed a transregional approach that has resulted in the creation of regional institutions such as the Western Climate Initiative, the Regional Greenhouse GasInitiative and the Midwestern GreenhouseGas Reduction Accord.Their main goal is to establish regional carbon markets to mitigate and adapt to climate change impacts in a cost-effective way. In spite of these efforts, these initiatives have faced the overlapping problem among them and with national and globalstrategies. The goal of this research is to explore how these carbon markets have developed convergence policies. Convergence among these markets is expressed in their offset system and in secondary markets.

Physics: IB Diploma Programme.

Esta guía contiene una revisión de todos los temas de física para el Programa del Diploma de Bachillerato Internacional (IB Diploma). Los temas del libro son: medidas experimentales y la evaluación interna, cinemática, fuerzas y movimiento, proyectiles, el movimiento armónico simple, ondas, el fenómeno de la onda, física térmica, termodinámica, corrientes eléctricas, el campo y el potencial, inducción electromagnética, física atómica y nuclear, fuentes de energía, radiación solar y el efecto greenhouse, el cambio climático, tecnologías para reducir el cambio climático, energías renovables, el poder nuclear, tecnología digital, astrofísica, comunicaciones, ondas electromagnéticas.

Respuesta de orientación electrodérmica en personas con discapacidad.

Comparar, ante una estimulación auditiva neutra a través de un paradigma simple de habituación y cambio estimular, el comportamiento de diferentes índices de la respuesta de conductancia electrodérmica de la piel en tres grupos de sujetos distintos: niños con parálisis cerebral, niños con distintas patologías discapacitantes (no parálisis cerebral) y niños sin discapacidad conocida que forman el grupo de control. Grupos patológicos compuestos por 37 sujetos (21 varones y 16 mujeres) de edades comprendidas entre los 3 y los 38 años con deficiencias y discapacidades asociadas a transtornos neuromotores. Estos grupos fueron clasificados según padecieran o no parálisis cerebral (PC y NOPC) y se dividieron en dos subgrupos en función de la edad. Para el grupo de control se seleccionaron 46 sujetos, sin deficiencia intelectual ni retraso psicomotor intentando el mayor emparejamiento por sexo y edad. En sala aislada, parcialmente insonorizada y a temperatura y humedad constante se llevó a cabo la sesión experimental de duración aproximada de 15 min. y en la que se acomodaba a los niños en un sillón, se les aplicaban electrodos y unos auriculares. La primera parte de la sesión era de adaptación y no se registraba. Sólo se pedía a los sujetos que responder al escuchar algún sonido. En la segunda se registraban tres minutos de período basal sin estimulación y en la tercera (estimular) se presentaban 10 estímulos auditivos, seguidos de un undécimo sonido de distinta frecuencia que daba lugar al cambio estimular. Se hizo lo mismo con el grupo de control. La cuantificación de respuestas psicofisiológicas se llevó a cabo con el programa informático Chart 5.0 para Windows. Estimulador de onda sinusoide Letica Stimulator LE 150 (tiempo de elevación y caída menor o igual a 1ms) Auriculares, Oído artificial y sonómetro. Sistema de adquisición de datos Powerlab 8/sp de ADInstruments. Ordenador PC-200 conectado a puerto USB (este sistema convierte las señales analógicas en digitales mediante un convertidor analógico digital de 16 bits) El software empleado Chart v.4.1.2. de ADInstruments (control del sistema de adquisición y parámetros del registro y almacenamiento de datos). Análisis de varianza mixtos (ANOVAS), análisis multivariado de varianza mixtos (MANOVA) En todos los análisis se asumió un nivel de significación estadística del 0.05 con aplicación del ajuste Greenhouse-Geisser para medidas repetidas. Hiporesponsividad en el sistema nervioso de los sujetos con patología frente al grupo de control en lo que respecta a la variable nivel de conductancia de la piel (menor en los grupos patológicos) No hay diferencias significativas entre los grupos patológicos y de control para las variables 'respuestas inespecíficas' en descanso, magnitud 'respuesta de conductancia de la piel' y respuestas inespecíficas y magnitud de la 'respuesta de orientación inicial'. La interacción del efecto 'grupo' con otros efectos (mano, edad, condición y estímulo) tampoco señalan hiporesponsividad en los grupos patológicos. Respecto a la habituación de las respuestas de conductancia de la piel a los estímulos auditivos específicos presentados, los resultados indican que no existen diferencias estadísticamente significativas entre los grupos patológicos ni entre éstos y el grupo de control, ni en la magnitud de las respuestas de conductancia de la piel a los estímulos, ni en el número de ensayos necesarios para alcanzar el criterio de habituación, no confirmando el planteamiento inicial de la investigación en el que esperábamos encontrar una habituación más rápida en grupos patológicos y un menor número de respuestas en ellos hasta alcanzar el criterio de habituación frente al grupo de control.

Emissions de N2O i desnitrificació en sòls agrícoles i d'ecosistemes naturals. Factors de regulació

La major conscienciació actual dels problemes de pol·lució que acompanyen les pèrdues de N del sòl cap a l'atmosfera ha reorientat les investigacions cap a un coneixement més profund dels processos implicats en les emissions dels compostos nitrogenats que comporten un major perjudici des d'un punt de vista ecològic així com els seus principals factors reguladors. La creixent preocupació per l'increment de la concentració atmosfèrica de N2O és deguda a les seves interaccions amb la fotoquímica atmosfèrica i el balanç de radiació de la Terra ja que intervé en la destrucció de la capa estratosfèrica d'ozó, contribueix a l'efecte hivernacle i participa de la pluja àcida. Es considera que els sòls són la principal font de N2O atmosfèric. Al voltant del 90% d'aquestes emissions són d'origen biòtic; els principals processos implicats són la desnitrificació i la nitrificació. L'emissió del N2O produït a través d'aquests dos processos es caracteritza pels diferents nivells de regulació que presenta ja que depèn de la taxa dels processos, de la proporció de N canalitzada per cada procés cap a la producció de N2O i del seu consum dins el mateix sòl el qual està relacionat amb les dificultats en el transport cap a l'atmosfera. Això comporta una gran dificultat a l'hora d'aprofundir en el coneixement de les emissions de N2O del sòl cap a l'atmosfera i de la seva regulació. El desconeixement dels nivells d'emissió de N2O i de la importància de la desnitrificació així com de la seva regulació tant en sòls agrícoles com naturals de les nostres contrades és el principal punt de partida dels objectius d'aquest treball.

Atmospheric downwelling longwave radiation at the surface during cloudless and overcast conditions. Measurements and modeling

Atmospheric downwelling longwave radiation is an important component of the terrestrial energy budget; since it is strongly related with the greenhouse effect, it remarkably affects the climate. In this study, I evaluate the estimation of the downwelling longwave irradiance at the terrestrial surface for cloudless and overcast conditions using a one-dimensional radiative transfer model (RTM), specifically the Santa Barbara DISORT Atmospheric Radiative Transfer (SBDART). The calculations performed by using this model were compared with pyrgeometer measurements at three different European places: Girona (NE of the Iberian Peninsula), Payerne (in the East of Switzerland), and Heselbach (in the Black Forest, Germany). Several studies of sensitivity based on the radiative transfer model have shown that special attention on the input of temperature and water content profiles must be held for cloudless sky conditions; for overcast conditions, similar sensitivity studies have shown that, besides the atmospheric profiles, the cloud base height is very relevant, at least for optically thick clouds. Also, the estimation of DLR in places where radiosoundings are not available is explored, either by using the atmospheric profiles spatially interpolated from the gridded analysis data provided by European Centre of Medium-Range Weather Forecast (ECMWF), or by applying a real radiosounding of a nearby site. Calculations have been compared with measurements at all sites. During cloudless sky conditions, when radiosoundings were available, calculations show differences with measurements of -2.7 ± 3.4 Wm-2 (Payerne). While no in situ radiosoundings are available, differences between modeling and measurements were about 0.3 ± 9.4 Wm-2 (Girona). During overcast sky conditions, when in situ radiosoundings and cloud properties (derived from an algorithm that uses spectral infrared and microwave ground based measurements) were available (Black Forest), calculations show differences with measurements of -0.28 ± 2.52 Wm2. When using atmospheric profiles from the ECMWF and fixed values of liquid water path and droplet effective radius (Girona) calculations show differences with measurements of 4.0 ± 2.5 Wm2. For all analyzed sky conditions, it has been confirmed that estimations from radiative transfer modeling are remarkably better than those obtained by simple parameterizations of atmospheric emissivity.

Improvement of strategies for the management of fire blight (Erwinia amylovora). Evaluation and optimization of physical and chemical control methods, and use of decision support systems

El foc bacterià és una malaltia que afecta a plantes de la família de la rosàcies, causada pel bacteri Erwinia amylovora. El seu rang d'hostes inclou arbres fruiters, com la perera, la pomera o el codonyer, i plantes ornamentals de gran interès comercial i econòmic. Actualment, la malaltia s'ha dispersat i es troba àmpliament distribuïda en totes les zones de clima temperat del món. A Espanya, on la malaltia no és endèmica, el foc bacterià es va detectar per primer cop al 1995 al nord del país (Euskadi) i posteriorment, han aparegut varis focus en altres localitzacions, que han estat convenientment eradicats. El control del foc bacterià, és molt poc efectiu en plantes afectades per la malaltia, de manera que es basa en mesures encaminades a evitar la dispersió del patogen, i la introducció de la malaltia en regions no endèmiques. En aquest treball, la termoteràpia ha estat avaluada com a mètode d'eradicació d'E. amylovora de material vegetal de propagació asimptomàtic. S'ha demostrat que la termoteràpia és un mètode viable d'eradicar E. amylovora de material de propagació. Gairebé totes les espècies i varietats de rosàcies mantingudes en condicions d'humitat sobrevivien 7 hores a 45 ºC i més de 3 hores a 50 ºC, mentre que més d'1 hora d'exposició a 50 ºC amb calor seca produïa danys en el material vegetal i reduïa la brotació. Tractaments de 60 min a 45 ºC o 30 min a 50 ºC van ser suficients per reduir la població epífita d'E. amylovora a nivells no detectables (5 x 102 ufc g-1 p.f.) en branques de perera. Els derivats dels fosfonats i el benzotiadiazol són efectius en el control del foc bacterià en perera i pomera, tant en condicions de laboratori, com d'hivernacle i camp. Els inductors de defensa de les plantes redueixen els nivells de malaltia fins al 40-60%. Els intervals de temps mínims per aconseguir el millor control de la malaltia van ser 5 dies pel fosetil-Al, i 7 dies per l'etefon i el benzotiadiazol, i les dosis òptimes pel fosetil-Al i el benzotiadiazol van ser 3.72 g HPO32- L-1 i 150 mg i.a. L-1, respectivament. Es millora l'eficàcia del fosetil-Al i del benzotiadiazol en el control del foc bacterià, quan es combinen amb els antibiòtics a la meitat de la dosi d'aquests últims. Tot i que l'estratègia de barrejar productes és més pràctica i fàcil de dur a terme a camp, que l'estratègia de combinar productes, el millor nivell de control de la malaltia s'aconsegueix amb l'estratègia de combinar productes. Es va analitzar a nivell histològic i ultrastructural l'efecte del benzotiadiazol i dels fosfonats en la interacció Erwinia amylovora-perera. Ni el benzotiadiazol, ni el fosetil-Al, ni l'etefon van induir canvis estructurals en els teixits de perera 7 dies després de la seva aplicació. No obstant, després de la inoculació d'E. amylovora es va observar en plantes tractades amb fosetil-Al i etefon una desorganització estructural cel·lular, mentre que en les plantes tractades amb benzotiadiazol aquestes alteracions tissulars van ser retardades. S'han avaluat dos models (Maryblyt, Cougarblight) en un camp a Espanya afectat per la malaltia, per determinar la precisió de les prediccions. Es van utilitzar dos models per elaborar el mapa de risc, el BRS-Powell combinat i el BIS95 modificat. Els resultats van mostrar dos zones amb elevat i baix risc de la malaltia. Maryblyt i Cougarblight són dos models de fàcil ús, tot i que la seva implementació en programes de maneig de la malaltia requereix que siguin avaluats i validats per un període de temps més llarg i en àrees on la malaltia hi estigui present.

Aviation and the environment

Aviation and the environment: outline - Aircraft noise - Aircraft engine emissions Local air quality Greenhouse gases and climate change - Airline, airport and manufacturer impacts

Livros didáticos de geografia do ensino médio: um estudo sobre o aquecimento global e o efeito estufa

Os livros didáticos são referência para professores e estudantes na construção das relações entre o ser humano e o meio ambiente, e devem proporcionar práticas capazes de despertar nos estudantes, a formação de uma consciência comprometida com a sustentabilidade socioambiental. O objetivo da investigação voltou-se à compreensão conceitual e metodológica da apresentação dos temas efeito estufa e aquecimento global nos livros didáticos de Geografia, aprovados pelo Plano Nacional do Livro Didático do Ensino Médio e sua interação com o debate articulado com educação ambiental. A análise dos livros se deu de acordo com as categorias: manual do professor, conceito relacionado à temática no texto e metodologia, esta última, direcionada à investigação do texto e de imagens associadas ao efeito estufa e ao aquecimento global. A investigação assumiu a dimensão qualitativa, com orientação centrada na modalidade documental. Os dados recolhidos para a investigação obedeceram ao método de análise de conteúdo, utilizando a técnica de análise temática categorial, proposta por Laurence Bardin. As considerações finais desta investigação apontam na direção de que, mesmo admitindo a relevância das avaliações promovidas pelo Governo Federal Brasileiro, os livros didáticos e seus manuais sugerem a necessidade de aprofundar reflexões que atestem contribuições para a formação de professores e estudantes comprometidos com a sustentabilidade do meio em que vivem.