Sähkön omatuotannon kannattavuustarkastelu

Tässä diplomityössä tutkitaan sähkön omatuotannon kannattavuutta M-realin Simpeleen tehtaiden voimalaitoksella. Erityisesti työssä arvioidaan lauhdesähköntuotannon kannattavuutta polttoaine- ja päästökustannuksista muodostuvien marginaalikustannusten osalta. Koska voimalaitoksen rakennusaste on varsin alhainen,sähköntuotannon kannattavuutta on tarkasteltu arvioimalla sähkön ja lämmön yhteistuotannon kustannuksia ja jakamalla syntyneet kustannukset suhdemenetelmän avulla eri tuotteille. Diplomityössä etsitään kustannustehokkain seospolttosuhde annettujen reunaehtojen puitteissa muodostamalla polttoaineista aiheutuvista kustannuksista laskentamalli, jota optimoidaan Microsoft Excelin Solver-toiminnolla. Lauhdesähköntuotannon marginaalikustannuksia verrataan Nord Poolin SPOT-tuntihintaan. Lauhdesähköntuotanto voimalaitoksella on kannattavaa, mikäli SPOT-tuntihinnan vuorokautinen keskiarvo ylittää lauhdesähköntuotannon marginaalikustannukset.

Bacterial inter-species communication mediated by the autoinducer-2 signal

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Biology by Universidade Nova de Lisboa, Instituto de Tecnologia Química e Biológica, Instituto Gulbenkian de Ciência.

Cell-to cell Communication in Pectobacterium wasabiae

Dissertation presented to obtain the PhD degree in Biology

Abnormal balance between proliferation and apoptotic cell death in fibroblasts derived from keloid lesions.

A new culture model was developed to study the role of proliferation and apoptosis in the etiology of keloids. Fibroblasts were isolated from the superficial, central, and basal regions of six different keloid lesions by using Dulbecco's Modified Eagle Medium containing 10% fetal calf serum as a culture medium. The growth behavior of each fibroblast fraction was examined in short-term and long-term cultures, and the percentage of apoptotic cells was assessed by in situ end labeling of fragmented DNA. The fibroblasts obtained from the superficial and basal regions of keloid tissue showed population doubling times and saturation densities that were similar to those of age-matched normal fibroblasts. In contrast, the fibroblasts from the center of the keloid lesions showed significantly reduced doubling times (25.9 +/- 6.3 hours versus 43.5 +/- 6.3 hours for normal fibroblasts) and reached higher cell densities. In long-term culture, central keloid fibroblasts formed a stratified three-dimensional structure, contracted the self-produced extracellular matrix, and gave rise to nodular cell aggregates, mimicking the formation of keloid tissue. Apoptotic cells were detected in both normal and keloid-derived fibroblasts, but their numbers were twofold higher in normal cells compared with all keloid fibroblasts. To examine whether apoptosis mediates the therapeutic effect of ionizing radiation on keloids, the cells were exposed to gamma rays at a dose of 8 Gy. Under these conditions, a twofold increase in the population of apoptotic cells was detected. These results indicate that the balance between proliferation and apoptosis is impaired in keloid fibroblasts, which could be responsible for the formation of keloid tumors. The results also suggest that keloids contain at least two different fibroblast fractions that vary in growth behavior and extracellular matrix metabolism.

Resiliencia y persistencia académica en estudiantes inmigrantes

This article presents some of the results of a research project whose main objective was to analyse the relationship between resilience and school success of students of foreign origin at a time of special academic vulnerability: the transition from compulsory secondary education (ESO) to post-compulsory education (PO). By non-probabilistic-incidental sampling, the study was conducted in four schools of Barcelona and province, with 94 participants from 15 to 18 years old. This research of a longitudinal design had five phases combining strategies to collect qualitative and quantitative data. The results presented here are the result of the SV-RES adapted scale and two other self-produced toolsa center scale and a general questionnaire. The results obtained have confirmed the fulfilment of the hypothesis: immigrant students who manage to persevere in post-compulsory stages (Spanish Baccalaureate and/or Vocational Training) show higher levels of resilience.

Integrating distributed generation and Smart Grids into single-family house

This study examines Smart Grids and distributed generation, which is connected to a single-family house. The distributed generation comprises small wind power plant and solar panels. The study is done from the consumer point of view and it is divided into two parts. The first part presents the theoretical part and the second part presents the research part. The theoretical part consists of the definition of distributed generation, wind power, solar energy and Smart Grids. The study examines what the Smart Grids will enable. New technology concerning Smart Grids is also examined. The research part introduces wind and sun conditions from two countries. The countries are Finland and Germany. According to the wind and sun conditions of these two countries, the annual electricity production from wind power plant and solar panels will be calculated. The costs of generating electricity from wind and solar energy are calculated from the results of annual electricity productions. The study will also deal with feed-in tariffs, which are supporting systems for renewable energy resources. It is examined in the study, if it is cost-effective for the consumers to use the produced electricity by themselves or sell it to the grid. Finally, figures for both countries are formed. The figures include the calculated cost of generating electricity from wind power plant and solar panels, retail and wholesale prices and feed-in tariffs. In Finland, it is not cost-effective to sell the produced electricity to the grid, before there are support systems. In Germany, it is cost-effective to sell the produced electricity from solar panels to the grid because of feed-in tariffs. On the other hand, in Germany it is cost-effective to produce electricity from wind to own use because the retail price is higher than the produced electricity from wind.

Pienen kokoluokan CHP-tuotannon kannattavuus kunnallisen lämpölaitoksen yhteydessä

Fossiiliset polttoainevarannot ovat ehtymässä. Nykyisen talouskasvumme perustuessa fossiilisten polttoaineiden kestämättömään käyttöön, on energiantuotantorakenteen muututtava. Euroopan Unioni on asettanut tavoitteet uusiutuvan energian osuuden lisäämiseksi. Näistä syistä johtuen kiinnostus uusiutuvaa energiaa ja hajautettua energiantuotantoa kohtaan on kasvanut viime aikoina. Tämän globaalin ilmiön rinnalla yhteiskuntarakenteen muutos Suomessa on johtanut tilanteeseen, jossa taloudellinen aktiviteetti kasvukeskusten ulkopuolella on hiipumassa. Loogisena ratkaisumallina on syntynyt hankkeita kuten Keski-Karjalan Kehitysyhtiö Oy:n Puhos 2013 - ympäristöalasta uutta liiketoimintaa - hanke. Tämä työ on Puhos 2013 - hankkeeseen tilattu tutkimus, jonka tavoitteena on puuta ja biokaasua polttoaineenaan käyttävän mikroturbiinitekniikkaan pohjautuvan pienen kokoluokan CHP tuotannon kannattavuuden selvittäminen kunnallisen lämpölaitoksen yhteydessä. Tutkimuksessa selvitettiin aluksi pienen kokoluokan CHP tuotannon kannattavuuteen vaikuttavat tekijät, jonka jälkeen opittua tietoa sovellettiin Kiteen Lämmön Arppentien lämpölaitoksen tapaukseen. Kiteen Lämmön taloudellisen kannattavuuden ohella tutkimuksessa huomioitiin uusien liiketoiminta mahdollisuuksien syntyminen alueelle. Käytetyt tutkimusmenetelmät olivat kvalitatiivinen analyysi ja perinteinen investoinnin kannattavuuslaskenta. Tutkimuksen tuloksena muodostettiin strategia, joka maksimoi molemmat edellä mainitut kannattavuuden näkökulmat. Kehitetyn strategian Kiteen Lämmön tulosta maksimoiva osuus muodostuu oman käyttösähkön tuottamisen aloittamisesta Arppentien lämpölaitoksella 30 kWe mikroturbiinilla käyttäen polttoaineena Bio10 Oy:n toimittamaa biokaasua. Uusien liiketoiminta mahdollisuuksien synty alueelle mahdollistetaan puolestaan kehittämällä puun kaasutukseen perustuva modulaarinen CHP laitos yhteistyössä Mekrijärven tutkimusaseman ja suomalaisten laitevalmistajien kanssa.

Virulence properties of Aggregatibacter actinomycetemcomitans biofilm and characterisation of its putative cytokine exploitation

Biofilms are surface-attached multispecies microbial communities that are embedded by their self-produced extracellular polymeric substances. This lifestyle enhances the survival of the bacteria and plays a major role in many chronic bacterial infections. For instance, periodontitis is initiated by multispecies biofilms. The phases of active periodontal tissue destruction and notably increased levels of proinflammatory mediators, such as the key inflammatory mediator interleukin (IL)-1beta, are typical of the disease. The opportunistic periodontal pathogen Aggregatibacter actinomycetemcomitans is usually abundant at sites of aggressive periodontitis. Despite potent host immune system responses to subgingival invaders, A. actinomycetemcomitans is able to resist clearance attempts. Moreover, some strains of A. actinomycetemcomitans can generate genetic diversity through natural transformation, which may improve the species’ adjustment tothe subgingival environment in the long term. Some biofilm forming species are known to bind and sense human cytokines. As a response to cytokines, bacteria may increase biofilm formation and alter their expression of virulence genes. Specific outer membrane receptors for interferon-γ or IL-1β have been characterised in two Gram-negative pathogens. Because little is known about periodontal pathogens’ ability to sense cytokines, we used A. actinomycetemcomitans as a model organism to investigate how the species responds to IL-1beta. The main aims of this thesis were to explore cytokine binding on single-species A. actinomycetemcomitans biofilms and to determine the effects of cytokines on the biofilm formation and metabolic activity of the species. Additionally, the cytokine’s putative internalisation and interaction with A. actinomycetemcomitans proteins were studied. The possible impact of biofilm IL-1beta sequestering on the proliferation and apoptosis of gingival keratinocyte cells was evaluated in an organotypic mucosa co-culture model. Finally, the role of the extramembranous domain of the outer membrane protein HofQ (emHofQ) in DNA binding linked to DNA uptake in A. actinomycetemcomitans was examined. Our main finding revealed that viable A. actinomycetemcomitans biofilms can bind and take up the IL-1β produced by gingival cells. At the sites of pathogen-host interaction, the proliferation and apoptosis of gingival keratinocytes decreased slightly. Notably, the exposure of biofilms to IL-1beta caused their metabolic activity to drop, which may be linked to the observed interaction of IL-1beta with the conserved intracellular proteins DNA binding protein HU and the trimeric form of ATP synthase subunit beta. A Pasteurellaceaespecific lipoprotein, which had no previously determined function, was characterized as an IL-1beta interacting membrane protein that was expressed in the biofilm cultures of all tested A. actinomycetemcomitans strains. The use of a subcellular localisation tool combined with experimental analyses suggested that the identified lipoprotein, bacterial interleukin receptor I (BilRI), may be associated with the outer membrane with a portion of the protein oriented towards the external milieu. The results of the emHofQ study indicated that emHofQ has both the structural and functional capability to bind DNA. This result implies that emHofQ plays a role in DNA assimilation. The results from the current study also demonstrate that the Gram-negative oral species appears to sense the central proinflammatory mediator IL-1beta.

Uusiutuvan energian käyttömahdollisuudet Liikuntakeskus Pajulahdessa

Tämä diplomityö on tehty Lappeenrannan teknillisen yliopiston, Liikuntakeskus Pajulahden ja Nastolan Energiasäätiön yhteisprojektina. Työn tarkoituksena on tutkia aurinkosähköjärjestelmien taloudellista kannattavuutta ostosähkön korvaamisessa Liikuntakeskus Pajulahden kiinteistössä. Työssä tehdään laskelmat aurinkopaneelien tuotoista, tuotetun sähkön hinnasta, investointien takaisinmaksuajoista sekä tuotetun aurinkosähkön synnyttämistä hiilidioksidipäästövähenemistä. Lisäksi tarkastellaan energiaveron vaikutusta pientuotantolaitoksen kannattavuuteen. Tämän hetkisillä aurinkosähköjärjestelmien hinnoilla pystytään tuottamaan puhdasta, ympäristöystävällistä sähköä kilpailukykyiseen hintaan. Työssä tehdään yleiskatsaus myös muiden uusiutuviin energialähteisiin perustuvien tuotantomenetelmien käyttömahdollisuuksista. Yhtenä erityistarkastelunkohteena on Pajulahden monitoimihalliin vuonna 2008 suunniteltu vesistöä lämmönlähteenä käyttävä lämpöpumppujärjestelmä, jonka toteutukseen ei saatu tarvittavia lupia. Tarkastelussa tutkitaan myös aiemmin Suomessa toteutettuja vastaavia hankkeita ja niiden lupien saantia. Lisäksi on haettu tosiasioihin perustuvia argumentteja keskusteluun vesistölämmön hyödyntämisestä. Tarkastelun kohteena oleva vesistölämpöhanke voidaan todeta olevan erittäin kannattava, taloudellisesti sekä ympäristöllisesti. Tutkimuksen pohjalta Nastolan Energiasäätiölle tuotetaan havainnollinen ja selkeä aineisto aurinkoenergian hyödyntämismahdollisuuksista Nastolan kunnassa.

Keskikokoisen maatilan biokaasu- ja aurinkosähköratkaisujen kannattavuus Etelä-Savossa

Tässä kandidaatintyössä perehdytään biokaasun syntyprosessiin ja sen hyödyntämismahdollisuuksiin, sekä vertaillaan biokaasun tuotannon määrää Suomessa ja Saksassa. Työssä tarkastellaan biokaasuvoimalan kannattavuutta keskikokoisen maatilan yhteydessä Etelä-Savossa ja käydään läpi biokaasuvoimalalle Suomessa myönnettäviä tukimuotoja. Tukimuotojen lisäksi käydään läpi erilaisia lupia ja hyväksyntöjä, joita maatilan yhteyteen rakennettava biokaasu-voimalaitos tarvitsee. Työn toisessa osassa käydään läpi aurinkoenergian hyödyntämismahdollisuuksia, aurinkosähköjärjestelmän komponentteja, sekä perehdytään aurinkopaneelin toimintaperiaatteeseen. Tarkastellaan biokaasuvoimalan lisäksi myös aurinkovoimalan kannattavuutta maatilan yhteydessä ja vertaillaan biokaasu- ja aurinkovoimalan ominaisuuksia keskenään. Lisäksi vertaillaan aurinkosähkön tuotantoa Suomessa ja Saksassa. Työn tavoitteena on selvittää biokaasu- ja aurinkosähkövoimalan kannattavuus esimerkkimaatilalla. Biokaasulaitoksen hinta-arvio saatiin vastauksena tarjouspyyntöön ja aurinkosähköjärjestelmän hinta arvioitiin kotimaisten toimittajien aurinkosähköpakettien hintojen avulla. Biokaasuvoimalan sähköntuottoennuste sekä huolto- ja käyttökustannukset perustuvat kirjallisuudesta saatuihin arvoihin. Aurinkovoimalan sähköntuottoennuste ja paneelien suuntauksen vaikutusta tuotantoon laskettiin PVGIS:n laskurilla sekä HOMER-ohjelmistolla. Kannattavuuslaskelmien perusteella kumpikaan voimalaitostyyppi ei tutkituilla voimalaitosten suuruuksilla ole kannattava 20 tai edes 30 vuoden pitoajalla esimerkkimaatilalla nykyisellä sähkönhinnalla ja tukitasolla. Aurinkosähköjärjestelmälle saadaan kuitenkin 20 vuoden takaisinmaksuaika, jos se hankitaan ilman lainarahaa. Tällöin voidaan ajatella, että laitos on kannattava. Biokaasulaitoksen kannattavuutta parantaisivat tukien ja sähkön hinnan nousun ohella kaasun ja lämmön myyntimahdollisuudet, joita esimerkkimaatilalla ei ole. Aurinkovoimalan kannattavuutta parantaisivat puolestaan tukien ja korkeamman sähkön hinnan lisäksi paremmin paneelien tuotantoa seuraava kulutus, jolloin pienempi osuus sähköstä päätyisi myyntiin.

Zinc as an agent for the prevention of biofilm formation by pathogenic bacteria

Les biofilms sont des communautés structurées de micro-organismes enrobées dans une matrice extracellulaire. Les biofilms sont impliqués dans la persistance de plusieurs maladies infectieuses et la matrice extracellulaire du biofilm protège les bactéries contre les cellules du système immunitaire de l'hôte, les antibiotiques et les désinfectants. Récemment notre laboratoire a démontré que le zinc inhibe la formation de biofilm chez Actinobacillus pleuropneumoniae, une bactérie pathogène du porc. Le but de cette étude est d'évaluer l'effet du zinc sur la croissance et la formation du biofilm chez différentes bactéries pathogènes du porc, telles que Bordetella bronchiseptica, Escherichia coli, Haemophilus parasuis, Salmonella, Staphylococcus aureus et Streptococcus suis. Les bactéries ont été cultivées dans des plaques de 96 puits sous condition optimale de formation de biofilm et les biofilms ont été colorés au cristal violet. La présence du biofilm a été confirmée par microscopie confocale à balayage laser à l’aide du marqueur fluorescent FilmTracerTM FM ® 1-43. À des concentrations micromolaires, le zinc inhibe faiblement la croissance bactérienne et bloque d'une manière dose-dépendante la formation de biofilm d’A. pleuropneumoniae, Salmonella Typhimurium et H. parasuis. De plus, la formation de biofilm de E. coli, S. aureus et S. suis a été faiblement inhibée par le zinc. Nos résultats indiquent que le zinc a un effet inhibiteur sur la formation de biofilm de la plupart des pathogènes bactériens d'origine porcine. Cependant, le mécanisme sous-jacent de l'activité anti-biofilm du zinc reste à être caractérisé.

Use of Photovoltaic on an E-bike? : A Feasibility Study

In recent years the number of bicycles with e-motors has been increased steadily. Within the pedelec – bikes where an e-motor supports the pedaling – a special group of transportation bikes has developed. These bikes have storage boxes in addition to the basic parts of a bike. Due to the space available on top of those boxes it is possible to install a PV system to generate electricity which could be used to recharge the battery of the pedelec. Such a system would lead to grid independent charging of the battery and to the possibility of an increased range of motor support. The feasibility of such a PV system is investigated for a three wheeled pedelec delivered by the company BABBOE NORDIC.The measured data of the electricity generation of this mobile system is compared to the possible electricity generation of a stationary system.To measure the consumption of the pedelec different tracks are covered, and the energy which is necessary to recharge the bike battery is measured using an energy logger. This recharge energy is used as an indirect measure of the electricity consumption. A PV prototype system is installed on the bike. It is a simple PV stand alone system consisting of PV panel, charge controller with MPP tracker and a solar battery. This system has the task to generate as much electricity as possible. The produced PV current and voltage aremeasured and documented using a data logger. Afterwards the average PV power is calculated. To compare the produced electricity of the on-bike system to that of a stationary system, the irradiance on the latter is measured simultaneously. Due to partial shadings on the on-bike PV panel, which are caused by the driver and some other bike parts, the average power output during riding the bike is very low. It is too low to support the motor directly. In case of a similar installation as the PV prototype system and the intention always to park the bike on a sunny spot an on-bike system could generate electricity to at least partly recharge a bike battery during one day. The stationary PV system using the same PV panel could have produced between 1.25 and 8.1 times as much as the on-bike PV system. Even though the investigation is done for a very specific case it can be concluded that anon-bike PV system, using similar components as in the investigation, is not feasible to recharge the battery of a pedelec in an appropriate manner. The biggest barrier is that partial shadings on the PV panel, which can be hardly avoided during operation and parking, result in a significant reduction of generated electricity. Also the installation of the on-bike PV system would lead to increased weight of the whole bike and the need for space which is reducing the storage capacity. To use solar energy for recharging a bike battery an indirect way is giving better results. In this case a stationary PV stand alone system is used which is located in a sunny spot without shadings and adjusted to use the maximum available solar energy. The battery of the bike is charged using the corresponding charger and an inverter which provides AC power using the captured solar energy.

Solar PV Powered Air Conditioner Analysis for an Office/Classroom in a Tropical Climate

This thesis focuses on using photovoltaic produced electricity to power air conditioners in a tropical climate. The study takes place in Surabaya, Indonesia at two different locations the classroom, located at the UBAYA campus and the home office, 10 km away. Indonesia has an average solar irradiation of about 4.8 kWh/m²/day (PWC Indonesia, 2013) which is for ideal conditions for these tests. At the home office, tests were conducted on different photovoltaic systems. A series of measuring devices recorded the performance of the 800 W PV system and the consumption of the 1.35 kW air conditioner (cooling capacity). To have an off grid system many of the components need to be oversized. The inverter has to be oversized to meet the startup load of the air conditioner, which can be 3 to 8 times the operating power (Rozenblat, 2013). High energy consumption of the air conditioner would require a large battery storage to provide one day of autonomy. The PV systems output must at least match the consumption of the air conditioner. A grid connect system provides a much better solution with the 800 W PV system providing 80 % of the 3.5 kWh load of the air conditioner, the other 20 % coming from the grid during periods of low irradiation. In this system the startup load is provided by the grid so the inverter does not need to be oversized. With the grid-connected system, the PV panel’s production does not need to match the consumption of the air conditioner, although a smaller PV array will mean a smaller percentage of the load will be covered by PV. Using the results from the home office tests and results from measurements made in the classroom. Two different PV systems (8 kW and 12 kW) were simulated to power both the current air conditioners (COP 2.78) and new air conditioners (COP 4.0). The payback period of the systems can vary greatly depending on if a feed in tariff is awarded or not. If the feed in tariff is awarded the best system is the 12 kW system, with a payback period of 4.3 years and a levelized cost of energy at -3,334 IDR/kWh. If the feed in tariff is not granted then the 8 kW system is the best choice with a lower payback period and lower levelized cost of energy than the 12 kW system under the same conditions.

Ligand Exchange Inducing Efficient Incorporation of CisPt Derivatives into Ureasil-PPO Hybrid and Their Interactions with the Multifunctional Hybrid Network

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Streptococcus mutans-derived extracellular matrix in cariogenic oral biofilms

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)