Estimating reflectivity values from wind turbines for analyzing the potential impact on weather radar services

Locate full-text(opens in a new window)|View at Publisher| Export | Download | More... Atmospheric Measurement Techniques Volume 8, Issue 5, 27 May 2015, Pages 2183-2193 Estimating reflectivity values from wind turbines for analyzing the potential impact on weather radar services (Article) Angulo, I.a, Grande, O.a, Jenn, D.b, Guerra, D.a, De La Vega, D.a a University of the Basque Country (UPV/EHU), Bilbao, Spain b Naval Postgraduate School, Monterey, United States View references (28) Abstract The World Meteorological Organization (WMO) has repeatedly expressed concern over the increasing number of impact cases of wind turbine farms on weather radars. Current signal processing techniques to mitigate wind turbine clutter (WTC) are scarce, so the most practical approach to this issue is the assessment of the potential interference from a wind farm before it is installed. To do so, and in order to obtain a WTC reflectivity model, it is crucial to estimate the radar cross section (RCS) of the wind turbines to be built, which represents the power percentage of the radar signal that is backscattered to the radar receiver.

For the proposed model, a representative scenario has been chosen in which both the weather radar and the wind farm are placed on clear areas; i.e., wind turbines are supposed to be illuminated only by the lowest elevation angles of the radar beam.

This paper first characterizes the RCS of wind turbines in the weather radar frequency bands by means of computer simulations based on the physical optics theory and then proposes a simplified model to estimate wind turbine RCS values. This model is of great help in the evaluation of the potential impact of a certain wind farm on the weather radar operation.

Estudio del proceso de valorización energética de los residuos sólidos urbanos en una planta de incineración.

[ES]El objetivo de este Trabajo Fin de Grado consiste en estudiar el proceso desarrollado en la planta de incineración de residuos sólidos urbanos de Zabalgarbi (Bizkaia). La planta consiste en un ciclo combinado basado en una turbina de gas de 43 MW y una turbina de vapor de 56,5 MW. La importancia de su diseño recae en la adaptación de la tecnología de ciclo combinado de gas a la tecnología propia de una planta de valorización energética de residuos municipales. Es decir, se trata de un diseño innovador, del que surge un nuevo proceso industrial que permite dar solución a la problemática generada por los residuos producidos a la vez que se genera energía eléctrica. Gracias a este diseño, se consigue una mejora cualitativa y cuantitativa del rendimiento de la planta, ya que se obtiene energía eléctrica en dos etapas, además de un mejor aprovechamiento de los recursos. La tecnología utilizada para la incineración es el horno-caldera de parrilla deslizante. En este trabajo se analizarán los procesos integrados en la planta y se realizará el estudio energético de los equipos más significativos. Una vez realizada esta parte, se considerarán ciertas mejoras a incorporar en la instalación. Además, se desarrollará la metodología seguida para la realización del estudio así como la planificación y el presupuesto.

Proyecto de un parque eólico para la alimentación de las bombas de la central hidráulica de Belesar (Lugo).

[ES]El proyecto consiste en el estudio de las necesidades energéticas de las bombas de una central hidráulica y la construcción de un parque eólico para satisfacer dichas necesidades. Para ello será necesario llevar a cabo un estudio del área y así encontrar el lugar más adecuado para ubicar los aerogeneradores, teniendo en cuenta la frecuencia, velocidad y dirección de los vientos predominantes del lugar. Después habrá que estudiar el mercado y elegir el aerogenerador adecuado para las condiciones del lugar y del viento, atendiendo también a otras cuestiones de relevancia. Se estudiará, además, la posibilidad de inyectar un posible exceso de electricidad a la red general. Una vez hecho esto, habrá que calcular el coste del proyecto.

Estudio de viabilidad de la central hidroeléctrica de Ubao –Toquillo.

[ES]El objetivo del presente proyecto de viabilidad es estudiar la eficiencia y productividad de la central hidroeléctrica de Ubao – Toquillo, situada en Oñati, Gipuzkoa (España), ofreciendo a su vez una serie de alternativas económica y técnicamente viables. Para ello, se analizarán los elementos de la central; aunque la turbina hidráulica sea el elemento fundamental de la central, se tendrán en cuenta otros elementos como, por ejemplo, estructuras mecánicas o máquinas eléctricas. Para cada una de las alternativas, se calculará la producción de energía y la inversión necesaria, y se compararán unas con otras. Finalmente, se seleccionará la óptima que pasará a desarrollarse en el anteproyecto.

Estudio del abastecimiento energético del municipio de Abadín mediante un sistema eólico.

[ES]Este trabajo tiene como objetivo satisfacer la demanda de energía del municipio de Abadín, situado en la provincia de Lugo, aprovechando los recursos eólicos de la zona. Para ello será necesario un análisis de la demanda total de la población y de las condiciones del viento en la zona. Después se elegirá el emplazamiento donde las condiciones de viento sean adecuadas para instalar el sistema eólico. Conocidos estos datos, se elegirá un aerogenerador y se calculará la potencia que proporciona en función de sus características. Por último, se concluirá si el sistema eólico diseñado cubre las necesidades energéticas del municipio o no.

Oceanic migration rates of Upper Chesapeake Bay striped bass (Morone saxatilis), determined by otolith microchemical analysis*

Oceanic incidence and spawning frequency of Chesapeake Bay striped bass (Morone saxatilis) were estimated by using microchemical analysis of strontium in otoliths. Otoliths from 40 males and 82 females sampled from Maryland’s portion of the Chesapeake Bay were analyzed for seasonal and age-specific patterns in strontium and calcium levels. The proportion of oceanic females increased from 50% to 75% between ages seven to 13; the proportion of oceanic males increased from 20% to ~50% between ages four to 13. Contrary to an earliermodel of Chesapeake Bay striped bass migration, results indicated that a substantial number of males undertook oceanic migrations. Further, we observed no mass emigration of females from three to four years of age from the Chesapeake Bay. Seasonal patterns of estuarine habitat use were consistent with annual spawning runs by striped bass of mature age classes, but with noteworthy exceptions for newly mature females. Evidence of an early oceanic presence indicated that Chesapeake Bay yearlings move into coastal regions—a pattern observed also for Hudson River striped bass. Otolith microchemical analyses revealed two types of behaviors (estuarine and oceanic) that confirm migratory behaviors recently determined for other populations of striped bass and diadromous species (e.g., American eels [Anguilla rostrata] American shad [Alosa sapidissima] and white perch [Morone Americana]).

Modelagem e simulação da formação de hidrocarbonetos na combustão do gás natural

A exaustão de um veículo de motor a diesel é uma importante fonte de poluentes atmosféricos, pois forma uma matriz complexa composta de poluentes regulados e não regulados pelos órgãos governamentais. Dentre os poluentes regulados podemos citar óxidos de nitrogênio (NOx) e material particulado. Os poluentes não regulados são pouco estudados até hoje e dentre estes encontra-se a classe dos hidrocarbonetos policíclicos aromáticos e seus derivados nitrados (nitro-HPA). Estes são encontrados na exaustão do diesel na forma gasosa ou agregados ao material particulado. Hoje, o interesse em estudos destes compostos vem aumentando, devido às suas atividades carcinogênicas e mutagênicas às quais estão sujeitas as populações dos centros urbanos. O impacto causado pelos nitro-HPA emitidos por motores a ciclo diesel ao ambiente não está ainda completamente estabelecido. Este estudo consiste na modelagem e simulação do processo de combustão de hidrocarbonetos na faixa de C1 a C4 com o objetivo de descrever a formação de compostos aromáticos, principalmente HPA, e óxidos de nitrogênio a partir de modelos cinéticos de combustão propostos na literatura como referência e fazendo uso do software de simulação Kintecus. Este projeto tem como objetivo em longo prazo propor um modelo cinético para combustão do óleo Diesel. Foi iniciada a construção de um modelo cinético de combustão a partir de modelos de hidrocarbonetos simples de C1 a C4, com formação de aromáticos, HPA e óxidos de nitrogênio. Os modelos originais foram avaliados e modificados a fim de estudar como parâmetros do modelo afetam a concentração das espécies de interesse. Foi observado a tendência de formação de benzeno e fulveno em baixas temperaturas e a tendência de formação de antraceno, pireno, fenantreno a temperaturas mais altas. Foi avaliado que a conversão NO-NO2 ocorre em maiores proporções em reações iniciadas a baixas temperaturas, 600 K. Os resultados indicam que propano é o maior responsável por esta conversão. O modelo final obtido resultou da união dos modelos de combustão Hori e Marinov mais inclusão do GRI-Mech 3.0 e reações adicionais de NOx retiradas da base de dados NIST

Análise físico-química da qualidade das águas pluviais: estudo de caso - Instituto de Aplicação Fernando Rodrigues da Silveira , Rio Comprido RJ.

Com o desenvolvimento da espécie humana, a sociedade humana passou demandar quantidades cada vez maiores de diversos elementos naturais, principalmente a água. Por estar presente em uma pequena quantidade no planeta (3%), com relação a toda hidrosfera, as águas disponíveis para consumo humano (Ex: Mananciais) são as que mais sofrem com a ação antrópica. A degradação destes recursos se dá por fatores como: poluição, desperdício e falta de políticas públicas sobre conservação dos recursos hídricos. Buscando a implementação de estratégias para a melhor gestão dos recursos hídricos, a utilização de águas pluviais como fonte hídrica alternativa, ganha importância diante desse cenário. Além de uma fonte hídrica de fácil acesso em muitas regiões (com média anual de precipitação em 1589 mm na região da Tijuca Alerta Rio, 2013), estudos demonstram que sua qualidade permite sua utilização em atividades não potáveis, resultando na economia de águas que são tratadas e destinadas para consumo humano. Visando colaborar com as questões expostas anteriormente, a presente dissertação de mestrado buscou avaliar a qualidade das águas de chuva em uma determinada região e os fatores que possam interferir na qualidade das águas pluviais, como: tipo de material da superfície de captação, proximidade a focos de poluição atmosférica e período de estiagem antecedente ao evento pluviométrico. Para tal tarefa, foi instalado um sistema de captação de águas pluviais no Instituto de Aplicação Fernando Rodrigues da Silveira, localizado no bairro do Rio Comprido, região norte da cidade do Rio de Janeiro. Os parâmetros físico-químicos para qualidade da água pH, turbidez, temperatura, oxigênio dissolvido, sólidos totais dissolvidos, potencial de oxi-redução e condutividade foram analisados com o auxílio da sonda multiparâmetro. Ao correlacionar a presença de sólidos na água de chuva com os períodos de estiagem, verificou-se que quanto maior o período de seca, maior a quantidade de sólidos nas amostras. Com relação aos marcos regulatórios (Portaria 2914/2011, MS; Padrões de potabilidade, OMS; CONAMA 357 e NBR 15.527) , os resultados para estes parâmetros ficaram de acordo com os limites exigidos pelas mesmas, exceto o pH. Com a análise dos resultados, recomenda-se estudos para determinar quais fatores podem estar interferindo na acidificação das águas coletadas no estudo.

Simulação numérica da cavitação em turbomáquinas usando uma formulação Euler-Lagrange.

Turbomáquinas são máquinas operacionais que transferem energia mecânica entre um rotor e um fluido. Estas máquinas têm muitas aplicações industriais. Um dos componentes de uma turbomáquina responsável pela transferência da energia, ou receber a rotação do eixo e transformar em energia de fluido em caso de bomba ou transferir a energia do fluido para o eixo em caso de uma turbina, é o impelidor ou rotor. O fenómeno da cavitação envolve escoamento bifásico: o líquido a ser bombeado e as bolhas de vapor que são formadas durante o processo de bombeamento. O processo de formação dessas bolhas é complexo, mas ocorre principalmente devido a presença de regiões de pressões muito baixas. O colapso dessas bolhas pode muitas vezes levar a deterioração do material, dependendo da intensidade ou da velocidade de colapso das bolhas. O principal objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento hidrodinâmico do escoamento nos canais do impelidor de uma turbomáquina do tipo radial usando recursos de fluidodinâmica computacional (CFD). Uma abordagem Euler-Lagrange acoplada com o modelo da equação de Langevin foi empregada para estimar a trajetória das bolhas. Resultados das simulações mostram as particularidades de um escoamento líquido-bolha de vapor passando em um canal de geometria curva, fornecendo assim informações que podem nos ajudar na prevenção da cavitação nessas máquinas.