• Energy Research
• 7. Clean energy close
• 11. Sustainability close
• 2. Zero hunger close
• 1. No poverty close
• IT close
• ES close
• EU close

The paper presents a preliminary technical-economic comparison between a 3 kV DC railway and the use of trains with on-board storage systems. Numerical simulations have been carried out on a real railway line, which presents an electrified section at 3 kV DC and a non-electrified section, currently covered by diesel-powered trains. Different types of ESS have been analyzed, implementing the models in Matlab/Simulink environment. A preparatory economic investigation has been carried out.

Considering recent environmental regulations, the need to adapt domestic biomass combustion systems to models that generate less emissions has gained relative importance. The present research proposes an analysis of the bed cooling effects on emission patterns, specifically focusing on the concentration, typology and morphological aspects of the released particles. The study was carried out by comparing the behaviour of a small-scale pilot plant with air stratification, with and without bed cooling. The results revealed an optimal behaviour of the facility with distributions of 30% primary-70% secondary air, accompanied by a significant decrease in emissions due to the reduction in the operating temperatures. More than 75% of the particles were retained in the bed on the cooled surfaces due to the effect of the prominent temperature gradient that was produced. Among the types of emitted particles (mostly with sizes below 0.1 μm), the presence of partial biomass degradation remnants was observed, representing three-quarters of the total collected matter. To a lesser extent, the presence of carbonaceous agglomerates was detected and usually in very compact clusters; however, in cases of high primary air supply, large amounts of immature soot were observed. Agencia Estatal de Investigación | Ref. RTI2018-100765-B-I00

Abstract In this paper, a general mathematical model for the dynamic simulation of a single-effect LiBr/water absorption chiller is presented. The model is based on mass and energy balances applied to the internal components of the machine, and it accounts for the non-steady behaviour due to thermal and mass storage in the components. The validation of the mathematical model is performed through experimental data collected on a commercial small-capacity water-cooled unit. Due to the peculiar technology adopted in the real chiller, a special effort was made to identify the appropriate values of the main physical parameters. The validation of the model is based on the values of the water temperature at the outlet of the machine, as no measurement inside the machine was possible; anyway, a consistency analysis applied to the internal parameters is also presented. The agreement between experimental and simulated results is very good, both on a daily and on a seasonal basis.

Abstract This work, framed in the IEA SHC Task 51 “Solar Energy in Urban Planning”, presents an illustrative perspective of solar energy in urban planning through the analysis of 34 international case studies conducted in 10 countries. The aim here is to examine challenges, barriers and opportunities for active solar systems and passive solar strategies by taking into consideration interrelated technical and non-technical aspects in ongoing and completed projects. It focuses on exposing potential pitfalls and illustrating lessons learned in case studies divided into three categories: (i) existing urban areas, (ii) new urban areas, and (iii) solar landscapes. The analysis has yielded insights into the solar energy strategy adoption, the evaluation of solar energy production, solar irradiation and daylighting, and the architectural quality, sensitivity and visibility of the solar systems for urban planning. The outcomes have implications to stimulate successful practices in implementing solar strategies in urban planning and facilitating their replicability worldwide by avoiding common mistakes.

Abstract This paper aims to present a feasibility study of the innovative plant for methanol synthesis from carbon dioxide-sequestered by fossil fuel power plant and hydrogen, which is produced by water electrolyzer employing the over-production on the electrical grid. The thermo-economic analysis is performed in the framework of the MefCO2 H2020 EU project and it is referred to the German economic scenario, properly taking into account the real market costs and cost functions for different components of the plant. Three different plant capacities for methanol production (4000 10,000 and 50,000 ton/year) have been investigated, assuming an average cost for electrical energy to feed electrolysers and analyzing the influence of the most significant parameters (oxygen selling option, methanol selling price and electrolysers’ capital cost) on the profitability of the plant. The analysis has been performed in W-ECoMP, software for the thermo-economic analysis and plant optimization developed by the University of Genoa.

Abstract In recent years living walls have increasingly spread, thus becoming a diffuse architectural envelope cladding technology. Consequently, a more precise understanding of their thermal behavior and impact on the building energy balance are needed. One of the most important effects provided by the use of living walls is the shading of the building envelope, with clear benefits during the cooling period. Furthermore, many features characterize the thermal behavior of living walls, namely plant species, leaf area index (LAI), evapotranspiration, emissivity and air cavity type. All these particular characteristics have been accounted in the mathematical model developed in the frame of the presented research, whose aim is to provide a tool for the prediction of the thermal behavior of living walls. Two kinds of living walls, one with grass and closed air cavity and the other one with vertical garden and open air cavity were considered. The results achieved by means of the developed model show a good agreement with the measurements also supported by model efficiency indexes such as Nash–Sutcliffe efficiency index (NSEC). Values of around 0.7 were obtained for the NSEC index for both the investigated living walls.

Dans les latitudes tempérées élevées, les ongulés donnent généralement naissance dans une fenêtre temporelle étroite lorsque les conditions sont optimales pour la survie de la progéniture au printemps ou au début de l'été, et utilisent une photopériode changeante pour les conceptions temporelles afin d'anticiper ces conditions. Cependant, dans les basses latitudes tropicales, la variation de la durée du jour est minime et la variation des précipitations rend le cycle saisonnier moins prévisible. Néanmoins, plusieurs espèces d'ongulés conservent des pics de naissance étroits dans de telles conditions, tandis que d'autres montrent que les naissances se propagent assez largement tout au long de l'année. Nous avons étudié comment la variation des précipitations d'une année à l'autre et d'une année à l'autre a influencé le moment de la reproduction de quatre espèces d'ongulés montrant ces modèles contrastés dans la région de Masai Mara au Kenya. Les quatre espèces présentaient des pics de naissance au cours de la période optimale putative au début de la saison humide. Pour le hartebeest et l'impala, le pic de naissance est diffus et la progéniture naît tout au long de l'année. En revanche, le topi et le phacochère ont montré une concentration saisonnière étroite de naissances, avec des conceptions supprimées une fois que les précipitations mensuelles sont tombées en dessous d'un seuil. Les fortes précipitations de la saison précédente et les fortes pluies précoces de l'année en cours ont amélioré la survie au stade juvénile de toutes les espèces, à l'exception de l'impala. Nos résultats révèlent comment la variation des précipitations affectant la croissance des graminées et donc la nutrition des herbivores peut régir la phénologie reproductive des ongulés dans les latitudes tropicales où la variation de la longueur du jour est minime. Le mécanisme sous-jacent semble être la suppression des conceptions une fois que les gains nutritionnels deviennent insuffisants. En réagissant de manière proximale à la variation des précipitations au cours de l'année, les ongulés de la savane tropicale sont moins susceptibles d'être affectés négativement par les conséquences du réchauffement climatique sur la phénologie de la végétation que les ongulés du Nord montrant un contrôle photopériodique plus rigide sur le moment de la reproduction. En latitudes templadas altas, los ungulados generalmente dan a luz dentro de una ventana de tiempo estrecha cuando las condiciones son óptimas para la supervivencia de la descendencia en primavera o principios del verano, y utilizan conceptos cambiantes de fotoperíodo a tiempo para anticipar estas condiciones. Sin embargo, en latitudes tropicales bajas, la variación de la duración del día es mínima, y la variación de las precipitaciones hace que el ciclo estacional sea menos predecible. Sin embargo, varias especies de ungulados conservan picos de nacimiento estrechos en tales condiciones, mientras que otras muestran nacimientos muy extendidos a lo largo del año. Investigamos cómo la variación interanual de las precipitaciones influyó en el tiempo reproductivo de cuatro especies de ungulados que muestran estos patrones contrastantes en la región de Masai Mara en Kenia. Las cuatro especies exhibieron picos de nacimiento durante el periodo óptimo putativo en la estación húmeda temprana. Para hartebeest e impala, el pico de nacimiento era difuso y las crías nacían durante todo el año. Por el contrario, topi y jabalí mostraron una estrecha concentración estacional de nacimientos, con concepciones suprimidas una vez que las precipitaciones mensuales cayeron por debajo de un nivel umbral. Las altas precipitaciones en la temporada anterior y las altas lluvias tempranas en el año en curso mejoraron la supervivencia en la etapa juvenil para todas las especies, excepto los impalas. Nuestros hallazgos revelan cómo la variación de la precipitación que afecta el crecimiento de la hierba y, por lo tanto, la nutrición de los herbívoros, puede gobernar la fenología reproductiva de los ungulados en latitudes tropicales donde la variación de la duración del día es mínima. El mecanismo subyacente parece ser la supresión de las concepciones una vez que las ganancias nutricionales se vuelven insuficientes. Al responder proximalmente a la variación de las precipitaciones dentro del año, es menos probable que los ungulados de la sabana tropical se vean afectados negativamente por las consecuencias del calentamiento global para la fenología de la vegetación que los ungulados del norte que muestran un control fotoperiódico más rígido sobre el tiempo reproductivo. In high temperate latitudes, ungulates generally give birth within a narrow time window when conditions are optimal for offspring survival in spring or early summer, and use changing photoperiod to time conceptions so as to anticipate these conditions. However, in low tropical latitudes day length variation is minimal, and rainfall variation makes the seasonal cycle less predictable. Nevertheless, several ungulate species retain narrow birth peaks under such conditions, while others show births spread quite widely through the year. We investigated how within-year and between-year variation in rainfall influenced the reproductive timing of four ungulate species showing these contrasting patterns in the Masai Mara region of Kenya. All four species exhibited birth peaks during the putative optimal period in the early wet season. For hartebeest and impala, the birth peak was diffuse and offspring were born throughout the year. In contrast, topi and warthog showed a narrow seasonal concentration of births, with conceptions suppressed once monthly rainfall fell below a threshold level. High rainfall in the previous season and high early rains in the current year enhanced survival into the juvenile stage for all the species except impala. Our findings reveal how rainfall variation affecting grass growth and hence herbivore nutrition can govern the reproductive phenology of ungulates in tropical latitudes where day length variation is minimal. The underlying mechanism seems to be the suppression of conceptions once nutritional gains become insufficient. Through responding proximally to within-year variation in rainfall, tropical savanna ungulates are less likely to be affected adversely by the consequences of global warming for vegetation phenology than northern ungulates showing more rigid photoperiodic control over reproductive timing. في خطوط العرض المعتدلة العالية، تلد ذوات الحوافر عمومًا في غضون فترة زمنية ضيقة عندما تكون الظروف مثالية لبقاء النسل في الربيع أو أوائل الصيف، وتستخدم تغيير الفترة الضوئية إلى مفاهيم زمنية لتوقع هذه الظروف. ومع ذلك، في خطوط العرض الاستوائية المنخفضة، يكون تباين طول اليوم ضئيلًا، ويجعل تباين هطول الأمطار الدورة الموسمية أقل قابلية للتنبؤ. ومع ذلك، فإن العديد من الأنواع ذوات الحوافر تحتفظ بقمم ولادة ضيقة في ظل هذه الظروف، في حين أن البعض الآخر يظهر أن الولادات تنتشر على نطاق واسع خلال العام. لقد حققنا في كيفية تأثير التباين في هطول الأمطار خلال العام وبين الأعوام على التوقيت التكاثري لأربعة أنواع من ذوات الحوافر تظهر هذه الأنماط المتناقضة في منطقة ماساي مارا في كينيا. أظهرت جميع الأنواع الأربعة قمم ولادة خلال الفترة المثلى المفترضة في موسم الأمطار المبكر. بالنسبة لحيوان النحل والامبالا، كانت ذروة الولادة منتشرة وولدت ذرية على مدار العام. على النقيض من ذلك، أظهر التوبي والخنزير الحربي تركيزًا موسميًا ضيقًا للولادات، مع قمع المفاهيم بمجرد انخفاض هطول الأمطار الشهري إلى ما دون مستوى العتبة. عزز ارتفاع هطول الأمطار في الموسم السابق وارتفاع الأمطار المبكرة في العام الحالي البقاء على قيد الحياة في مرحلة الشباب لجميع الأنواع باستثناء الإمبالا. تكشف النتائج التي توصلنا إليها كيف أن تباين هطول الأمطار الذي يؤثر على نمو العشب وبالتالي تغذية الحيوانات العاشبة يمكن أن يحكم الفينولوجيا الإنجابية لذوات الحوافر في خطوط العرض الاستوائية حيث يكون تباين طول اليوم ضئيلًا. يبدو أن الآلية الأساسية هي قمع المفاهيم بمجرد أن تصبح المكاسب الغذائية غير كافية. من خلال الاستجابة القريبة من التباين في هطول الأمطار خلال العام، فإن ذوات الحوافر في السافانا الاستوائية أقل عرضة للتأثر سلبًا بعواقب الاحترار العالمي على فينولوجيا الغطاء النباتي من ذوات الحوافر الشمالية التي تظهر تحكمًا دوريًا ضوئيًا أكثر صرامة في توقيت التكاثر.