CCTC 2015 TECHNICAL SESSIONS
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Monday May 25 – Lundi mai 25
Parallel Technical Sessions I - Séance technique parallèle I

1) Energy Systems I - Les systems energetiques I
Session Chair: Parva Alavi

2:45pm
Osmotic Power Prototype for Generating Electricity and Reducing Greenhouse Gas Emissions in Remote Regions of Quebec (1570030153)
J. Maisonneuve, P. Pillay, Concordia University, Montreal, Quebec, Canada
Abstract
In many remote regions of Quebec, communities rely on expensive and polluting dieselgenerators for electricity. Salinity gradients have been identified as an alternative source of energy for such applications. The free energy of mixing that is released when rivers meet the sea can be harnessed via pressure retarded osmosis (PRO) to generate sustainable and emission-free electricity. The process of PRO is explained here and a description is given of an osmotic power prototype that is being developed for Quebec. The system’s performance and environmental impact are illustrated with a case study of its application to the remote community of Kuujjuarapik.
Résumé
Dans bien des régions éloignées du Québec, les collectivités se fient à des génératrices diesel, onéreuses et polluantes, pour produire leur électricité. Les gradients de salinité semblent ici constituer une source d’énergie de substitution pour ces applications. L’énergie qui est issue librement du mélange des fluides lorsque les rivières se déversent dans la mer peut être exploitée grâce à une osmose retardée par pression (ORP, de l’anglais pressure retarded osmosis) afin de produire de l’électricité durable sans émissions. On expliquera le processus ORP en donnant la description d’un prototype de centrale osmotique qui est en cours d’élaboration pour le Québec. Seront illustrés le rendement et l’impact environnemental du système, assortis d’une étude de cas de cette application dans la collectivité reculée de Kuujjuarapik.

3:05pm
Cosine Model of Flicker Due to Vertical Wind Shear in a Wind Turbine Sited on a Building (1570042827)
D. S. Chavan, P. Kulhari, M. Dhawan, A. Dixit, A. Singh, B. K. Pathak, P. B. Karandikar Bharati Vidyapeeth Deemed University, College of Engineering, Pune, and Army Institute of Technology, Pune, India
Abstract
The global demand for wind power generation is increasing primarily because there are no CO2 emissions. However harvesting the wind to generate electricity does present technical challenges. For example, vertical wind shear induces flicker in the output voltage of the wind turbine. This paper discusses the factors affecting the flicker. It also presents an analytical model to predict flicker that is based on turbine blade length and tower height. The model is based on a three bladed vertical axis upwind wind turbine.
Résumé
Le recours à l’énergie éolienne entraîne la réduction des émissions de carbone, et l’utilisation de cette ressource croît de jour en jour. Toutefois, la qualité de puissance de l’énergie éolienne présente certaines lacunes. Ainsi, le cisaillement vertical du vent provoque une fluctuation dans la tension de sortie de l’éolienne. Comme ce phénomène de variation peut nuire à l’efficacité de l’équipement électrique branché, il devient essentiel de l’étudier. Le présent document traite de la mise au point d’un modèle sinusoïdal afin de mesurer la fluctuation de tension. La longueur des pales de l’éolienne et la hauteur de celle-ci sont également prises en considération dans l’élaboration de l’algorithme. Dans le cas présent, une turbine éolienne à axe vertical et à trois pales servira de référence. Enfin, une analyse graphique de la fluctuation de tension sera également effectuée.

3:25pm
Microwave Hydrothermal Carbonization of Seafood Waste to Generate Hydrochar and Bio-Oil (1570049045)
S. Kannan, Y. Gariépy, V. Raghavan McGill University, Montreal, Quebec, Canada
Abstract
Global need for energy security is imminent. The fossil fuels on which the world still depends are finite and far from environmentally friendly. We are in need of sustainable alternatives. In this study, we employed microwave hydrothermal carbonization (MHTC) on pretreated seafood waste to produce hydrochar and bio-oil. Pretreatment processes (chemical and enzymatic), and holding temperature during MHTC (120 - 200° C at 7-10 bar) were optimized to maximize hydrochar yield. This study opens a novel avenue of waste utilization i.e. non-lignocellulosic waste as renewable energy source.
Résumé
La sécurité énergétique constituera bientôt un impératif dans le monde entier. Les combustibles fossiles dont nous continuons de dépendre sont limités et loin d’être écologiques; nous avons donc besoin de solutions de rechange durables. Dans cette étude, des déchets de fruits de mer prétraités ont subi une carbonisation hydrothermique aux micro-ondes pour permettre la production d’hydrochar et d’huile pyrolitique (bio-huile). Les procédés de prétraitement (chimiques et enzymatiques), de même que la température de maintien durant la carbonisation (entre 120 et 200 °C à 7 à 10 bars) étaient optimisés afin de maximiser la production d’hydrochar. L’étude ouvre ainsi de nouvelles perspectives d’utilisation des déchets non lignocellulosiques comme source d’énergie renouvelable.

3:45pm
Computation of Flicker Due to Vertical Wind Shear in a Wind Turbine Mounted on a Hill with Cosine Approach (1570042831)
A. Datta. S. Chavan, P. Kulhari, M. Dhawan, A. Dixit, A. Singh, B. K. Pathak, P. B. Karandikar Bharati Vidyapeeth Deemed University, College of Engineering, Pune, and Army Institute of Technology,Pune, India
Abstract
Wind energy produces no direct pollution under running condition. So use of wind energy is increased in a large extent. Power quality is key issue of current days apart from scarcity of energy. Energy with good power quality is demand of current days. Vertical wind shear hampers the power quality of wind energy. Vertical wind shear induces flicker in wind energy output. Assessment of flicker is very essential. In this paper a mathematical model is proposed to compute the flicker induced due to vertical wind shear with cosine approach. Turbine blade length and tower height are also considered in developing the model.
Résumé
Quand les conditions de fonctionnement sont normales, l’énergie éolienne ne pollue pas. Aussi son utilisation s’est-elle considérablement répandue. Toutefois, un enjeu crucial s’ajoute maintenant à la rareté de l’énergie : l’exigence d’une bonne qualité de puissance. Dans le secteur de l’éolien, le cisaillement vertical du vent nuit à la qualité de puissance, car il provoque une fluctuation dans la tension de sortie de la turbine. Le besoin d’évaluer ce phénomène se fait pressant. Dans le présent document, nous proposons un algorithme – basé sur la méthode du cosinus – qui permet de calculer électroniquement la fluctuation de tension provoquée par le cisaillement vertical du vent. La longueur des pales de l’éolienne et la hauteur de celle-ci sont également prises en considération dans l’élaboration du modèle.

 

2) Policy, Strategic Planning, and Education Programs I - 2) Politiques, plantification strategique et programmes de formation I
Session Chair: Pauline Watson

2:45pm
The Role of Nuclear Energy in Reducing Climate Change (1570048521)
P. C. Watson Canadian Nuclear Society, Engineering and Sustainable Policy Inc, Ontario, Canada
Abstract
Nuclear energy can play a role in minimizing climate change, and in achieving Canada’s carbon dioxide (CO2) reduction targets, where emissions reductions are limited by habitual behaviour. Three major components of Canadians’ carbon footprint affected by behaviour are: electricity use, home heating and transportation. The effectiveness of policies and regulations designed to change our behaviour is limited by technology, infrastructure, and lack of personal engagement. Further CO2 reduction can be achieved through reducing the CO2 intensity of the energy sources by including clean power sources such as nuclear in the supply mix. Nuclear power is thus a key tool for reducing CO2 emissions during the transition to renewable sources of power.
Résumé
L’énergie nucléaire peut permettre d’atténuer les changements climatiques et d’atteindre les objectifs de réduction des émissions de dioxyde de carbone (CO2) du Canada lorsque ces objectifs sont compromis par les comportements habituels des Canadiens. Ces derniers voient en effet trois composants de leur empreinte carbonique modifiés par leurs comportements: la consommation d’électricité, le chauffage domestique et les transports. L’efficacité des politiques et des réglementations conçues pour faire évoluer les comportements est limitée par la technologie, l’infrastructure et le manque d’engagement personnel. Une réduction plus poussée des émissions de CO2 pourrait être obtenue en incluant le nucléaire dans les sources d’approvisionnement énergétique afin de diminuer l’intensité de ces émissions. L’énergie nucléaire constitue donc un outil essentiel de réduction des émissions de CO2 durant la transition vers des sources d’énergie renouvelables.

3:05pm
Climate Change Risk Perceptions and Implementing Municipal Policy (1570047011)
S. Aslam University of Waterloo, Ontario, Canada
Abstract
The objectives of this thesis were to understand how local planning officials view climate change, assess whether climate change is recognized as an issue requiring policy attention, and perform a policy review to assess the current state of local action in the Regional Municipality of Waterloo. In total, 21 professionals working in the Region took part in the study, and came from a diverse range of industry backgrounds. The results identified four key areas that may help improve implementation of municipal climate change policies: 1) collaboration; 2) leadership; 3) integration within the planning context; and 4) presenting climate change as a local issue.
Résumé
Cette recherche examine la relation entre la perception du risque de changement climatique et la mise en œuvre des politiques climatiques. Des planificateurs municipaux de haut niveau de la région de Waterloo, issus d’un éventail de services (environnement, urbanisme, développement économique, gestion des urgences, santé publique, etc.), ont été interrogés. L’objectif de ces entretiens était de comprendre comment les responsables de la planification envisagent les changements climatiques, déterminent s’ils sont perçus comme un problème exigeant la mise en œuvre de politiques, et passent en revue les politiques afin d’évaluer les mesures actuelles à l’échelle régionale et municipale.

3:25pm
A Free Online Resource for Teaching University Courses on Climate Change and Energy (1570063477)
J.M.K.C. Donev(1), J. Williams(1), J. Jenden(1), B. Heffernan(1), J. Toor(1), E. Lloyd(1), G. Dharan(1), C. Crewson(2), J. Hanania(1)
(1)University of Calgary, Alberta, Canada (2)University of Saskatchewan, Saskatchewan, Canada

Abstract
The University of Calgary energy education team is developing a free web resource that covers climate change and its relationship to the entire energy sector. In the short-term, this resource can be treated as an encyclopedia, but the long-term hope is that it can be used as an online textbook as well. This website helps university students (or the general public) learn about issues surrounding energy using interactive data visualization tools and simulations. This website will supplement university courses or free online courses on climate change and energy.
Résumé
L’équipe d’éducateurs en énergie de l’Université de Calgary développe actuellement une ressource Web qui traite du changement climatique et de son influence sur l’ensemble du secteur énergétique. Tenant en quelque sorte de l’encyclopédie, cette solution servira à long terme de cybermanuel de cours – du moins, c’est là l’intention des concepteurs. Sans frais d’accès, le site Web permettra aux internautes, notamment des étudiants universitaires, de mieux comprendre pourquoi il est si difficile de stopper l’émission de dioxyde de carbone en si grande quantité. Pour ce faire, le site mettra à profit des simulations et des outils interactifs de visualisation des données. En définitive, il complétera les cours d’université de même que les cybercours gratuits sur l’énergie et le changement climatique.

3:45pm
CSA S250-11 and CI/ASCE 38-02 – How to effectively utilize these Utility Standards for the 3 R’s Reduce Reuse Recycle during Infrastructure projects (1570110557)
L. Arcand, O. Wainer T2 Utility Engineers, Whitby, Ontario, Canada
Abstract
Published in September 2011, the CSA S250 – Mapping Underground Utility Infrastructure will play a key role in the creation of more accurate and reliable as-built utility drawings and maps in Canada. CI/ASCE 38-02 – Standard Guidelines for the Collection and Depiction of Existing Subsurface Utility Data, which was published in 2003, has already been used extensively on infrastructure projects across Canada and the US. Together these two standards form a solid foundation to both map and records utility infrastructures. The location of existing utilities can play a key role in the design and implementation of infrastructure projects. These impacts need to be managed properly to avoid significant cost and schedule over runs. CI/ASCE 38-02 forms the basis for engineers to create accurate drawings of existing conditions for the project. The data provided upfront is a critical, however equally important is the generation of accurate, reliable maps and drawings of new utility infrastructure placed in the ground. Creation of these new records is the primary focus of the CSA S250 Standard. The paper will review the key highlights of the new CSA S250 standard including standard symbology, Accuracy Levels, and data record keeping - and how it will improve our future knowledge of underground infrastructure. It will highlight the government and private agencies such as the Ontario Ministry of Transportation, City of Toronto, and Fortis Gas, currently using or looking to implement the use of thestandard, and identify how the knowledge learned from that exercise can assist the principles of Reduce Reuse Recycle. Accurate reliable drawings of our underground utility infrastructure produced in accordance with these industry standards is a benefit to all stakeholders – Project Owners, Designers, Utilities, Regulators and Contractors. Further promotion for the use of these standards is the key, if we wish to raise the bar and move forward as an industry.
Résumé
Publiée en septembre 2011, la norme CSA S250, Cartographie des infrastructures souterraines des services publics, jouera un rôle clé dans la création de schémas et de cartes des services publics conformes à l’exécution, plus précis et plus fiables au Canada. La norme CI/ASCE 38-02, Standard Guideline for the Collection and Depiction of Existing Subsurface Utility Data, publiée en 2003, a déjà été appliquée à de nombreux projets d’infrastructure au Canada et aux États-Unis. Ces deux normes permettent d’asseoir sur de solides bases la cartographie et le recensement des infrastructures de service.

 

Parallel Technical Sessions II - Séance technique parallèle II

1) Energy Systems II - Les systemes energetiques II
Session Chair: Parva Alavi

4:20pm
A Micro-Refinery Unit for the Gas-To Liquid transformation of associated natural gas (1570064093)
Z. Ma(1), C. Trevisanut(1), C. Neaoge(1), D. Boffito(1), S. Mahdi Jazayeri(1), C. Jagpal(2), G. S. Patience(1)
(1)Dept. Chemical Engineering, Polytechnic Montreal, Quebec, Canada (2)ME Resource Corporation, Vancouver, B.C., Canada

Abstract
Associated gas from oil is a potential revenue stream if capital costs can be kept below 100 k$/(bbl/d). This target is achievable for 1000 bbl/d mini-GTL plants but for the micro-scale (10 bbl/d) it is more challenging. MEC’s micro-refinery unit (MRU) technology integrates catalytic partial oxidation with Fischer-Tropsch in a single vessel. With 100 MCF/d, it produces green-diesel and 40 kWh power in a mobile container that hooks up to the well head. Methane reacts with oxygen at 950 °C and 20 bar to syngas, which enters a fluidized bed and reacts to make green-diesel at 300 °C and 20 bar.
Résumé
L’exploitation du gaz associé au pétrole est une source de revenu potentielle si les coûts restent inférieurs à 100 k$/(bbl/j). Cet objectif est réalisable pour des mini-usines de 1000 bbl/j, mais il représente un plus grand défi pour les micro-usines de 10 bbl/j. La technologie de MEC Resource Corp. combine l’oxydation partielle catalytique du méthane et le procédé Fischer- Tropsch. Leurs unités de micro-raffinerie mobiles convertissent 100 MCF/j de gaz naturel en diesel vert et 40 KWh d’électricité. Elles seront placées dans un conteneur mobile raccordé à la tête de puits. Dans un premier temps, le méthane réagit avec l’oxygène à 950 °C et 20 bar de gaz de synthèse. Ensuite, le gaz de synthèse entre dans un lit fluidisé, où il réagit en produisant du diesel vert à 300 °C et 20 bar.

4:40pm
Assessment of Archimedes Screw Power Generation Potential in Ontario (1570095585)
A. Kozyn, S. Ash, W.D. Lubitz University of Guelph, Ontario, Canada
Abstract
Archimedes Screw Generators (ASGs) are an emerging renewable, low-carbon electricity generation technology. ASGs are appropriate for low head hydro sites, such as existing small dams. Several hundred ASGs have been installed in Europe. There is potential for ASG growth in Canada, which has significant low-head hydroelectric resources. The current state of ASG technology is presented, with details of the University of Guelph’s ASG research. The overall ASG generating potential in Ontario is examined. It is found that there is potential to generate approximately 16 MW of low-carbon hydroelectricity in Ontario with minimal incremental environmental impact.
Résumé
Les génératrices à vis d’Archimède (GVA) constituent une technologie renouvelable émergente, source d’énergie n’entraînant que de faibles émissions de carbone. Les GVA conviennent aux sites hydroélectriques de basse chute, comme les petits barrages existant aujourd’hui. Plusieurs centaines de GVA ont d’ailleurs été installées en Europe. Le Canada recèle un bon potentiel de croissance GVA, puisque le pays dispose d’importantes ressources hydroélectriques de basse chute. On décrira ici l’état des lieux pour la technologie GVA, en apportant des précisions issues des recherches menées dans le domaine par l’Université de Guelph. On étudiera aussi le potentiel global de production GVA en Ontario. Il se trouve que l’Ontario présente un potentiel avoisinant les 16 MW d’hydroélectricité à faibles émissions de carbone, potentiel dont les répercussions environnementales cumulatives seraient négligeables.

5:00pm
Investigation of GHG Mitigation Opportunities in Alberta's Residential Sector (1570096871)
V. Subramanyama, S. Radpour, Md. A. H. Mondal, A. Kumar University of Alberta, Edmonton, Alberta, Canada
Abstract
Energy efficient technology in the residential sector plays an important role in reducing energy consumption and greenhouse gas (GHG) mitigation. The purpose of this study is to identify and assess energy efficiency opportunities in Alberta’s residential sector for the period 2014 to 2050 by using the Long-range Energy Alternatives Planning System (LEAP) model. A reference scenario and more than 30 different energy efficiency improvement scenarios were assessed to examine the impacts on energy consumption and GHG emissions. The results show that the use of efficient furnaces for space heating and of light emitting diodes (LED) has the highest potential for GHG mitigation, cost savings, and energy savings.
Résumé
Les technologies éconergétiques jouent un rôle important dans la réduction de la consommation d’énergie et l’atténuation des gaz à effet de serre du secteur résidentiel. L’objectif de cette étude est de déterminer et d’évaluer les possibilités d’amélioration de l’efficacité énergétique dans le secteur résidentiel de l’Alberta entre 2014 et 2050 à l’aide du modèle LEAP (Long-range Energy Alternative Planning ou « planification de solutions énergétiques de rechange à long terme »). Un scénario de référence et plus de 30 scénarios d’amélioration de l’efficacité énergétique différents ont été évalués afin d’examiner l’impact de la consommation d’énergie et des émissions de gaz à effet de serre. Les résultats montrent que l’utilisation d’appareils efficients pour le chauffage domestique et de diodes électroluminescentes présente le potentiel le plus élevé d’atténuation des gaz à effet de serre, de réduction des coûts et d’économie d’énergie.

5:20pm
Canadian Future Energy Systems Modelling (1570096879)
Md. A. H. Mondala, A. Kumar University of Alberta, Edmonton, Alberta, Canada
Abstract
Canada plays an important role on the world energy resources. However, comprehensive analysis on energy use reduction and mitigation of GHG emissions is lacking in Canada. This study develops Canadian future energy systems using Long-range Energy Alternative Planning (LEAP) model specifically developed for Canada. A comprehensive bottom-up approach is followed through developing sector-wise energy demand trees. End use energy intensity method is applied in this modelling. Reference scenario is developed based on current energy and economic dynamics. This study also investigates the prospects of energy saving and GHG mitigation options in Canada through developing different energy efficiency improvement scenarios during the years 2014-2050.
Résumé
Le Canada joue un rôle important lorsqu’il est question des ressources mondiales en énergie. Toutefois, le pays n’a pas produit d’analyse complète sur la réduction de la consommation d’énergie et l’atténuation des émissions de gaz à effet de serre. Cette étude élabore de futurs systèmes énergétiques à l’aide d’un modèle LEAP (Long-range Energy Alternative Planning ou « planification de solutions énergétiques de rechange à long terme ») spécialement conçu pour le Canada. Elle suit une approche ascendante exhaustive, comprenant la création d’arbres de la demande en énergie selon les secteurs, et applique la méthode de l’intensité de la consommation finale d’énergie à la modélisation. Un scénario de référence est mis au point en fonction de la dynamique énergétique et économique actuelle. L’étude examine également les perspectives d’économie d’énergie et d’atténuation des gaz à effet de serre au Canada en envisageant divers scénarios d’amélioration de l’efficacité énergétique entre 2014 et 2050.

5:40pm
Energy Efficiency Measures in Canada’s Iron and Steel Industry (1570096881)
A. Talaeia, Md. A. H. Mondal, A. Kumar University of Alberta, Edmonton, Alberta, Canada
Abstract
The iron and steel sector is one of the largest industrial sources of CO2 emissions in Canada, and thus there is an urgent need to improve energy intensity and to implement energy efficiency measures in this sector. This paper analyzes the energy consumption in Canada’s iron and steel industries and identifies energy efficiency improvement opportunities. Based on criteria such as economic feasibility, applicability of the technology to the Canadian industry, and potential for energy savings, “coke dry quenching,” “heat recovery from coolers,” “injection of more coal in the blast furnace,” and “scrap preheating in the EAF” are the most promising options. The overall assessment of the energy efficiency options will be carried using the Long-range Energy Alternatives Planning System Model (LEAP) which has been developed for various provinces of Canada.
Résumé
L’industrie sidérurgique constitue l’une des plus importantes sources d’émissions de dioxyde de carbone du Canada. Par conséquent, il est urgent d’améliorer l’intensité énergétique et de mettre en place des mesures d’efficacité énergétique dans ce secteur. Cet article analyse la consommation d’énergie de l’industrie du fer et de l’acier au Canada, et propose des possibilités d’amélioration de l’efficacité énergétique. Les options les plus prometteuses – selon des critères tels que la viabilité économique, l’applicabilité de la technologie à l’industrie canadienne et le potentiel d’économie d’énergie – sont l’extinction à sec du coke, la récupération de la chaleur des refroidisseurs, l’injection d’une quantité accrue de charbon dans le haut fourneau et le préchauffage de la ferraille dans le four électrique à arc. L’évaluation globale des possibilités d’amélioration de l’efficacité énergétique est effectuée à l’aide du modèle systémique LEAP (Long-range Energy Alternative Planning ou « planification de solutions énergétiques de rechange à long terme ») conçu pour diverses provinces canadiennes.

 

2) Smart Grid and Climate Change Issues I - 2) Les reseaux electriques intelligents et le changement climatique I
Session Chair: Innocent Kamwa

4:20pm
Diesel Generator Modelling for Microgrid Power Plant Parameters Assessment (1570034243)
T. A. Theubou Tameghe(1), R. Wamkeue(2), I. Kamwa(3)
(1)Université du Québec à Chicoutimi (UQAC), Québec, Canada (2)Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue (UQAT), Québec, Canada (3)Institut de recherche d'Hydro-Québec (IREQ), Québec, Canada

Abstract
Successful control, identification, stability and diagnosis analysis of diesel generator set (DGS) based hybrid power plants depend on the efficient and reliable modelling of their main components. Unfortunately, there are several key parameters used to characterize the DGS which are not usually available. Accordingly, this paper presents a closed-loop model and parameters identification procedure of a commercial DGS unit. Dynamic behavior of the diesel prime mover with its governor, synchronous generator, excitation system (including the automatic voltage regulator (AVR)) is addressed. The effectiveness of the proposed DGS estimation approach is demonstrated through comparisons between model predictions and experimental data obtained from a 6.5-kVA 5-kW, 60-Hz laboratory DGS driven by a 7.2-hp diesel engine.
Résumé
L'identification, l'analyse de stabilité, et la commande d'un système de cogénération faisant intervenir des générateurs diesel, passe par la modélisation de ses principales composantes. Cependant, plusieurs paramètres nécessaires à la caractérisation d'un groupe diesel ne sont en général pas disponibles. Pour combler ce manque, le présent article propose une nouvelle approche permettant d'estimer les paramètres en boucle fermée d'un groupe diesel usuel. Les modèles dynamiques de la turbine diesel, de la génératrice synchrone ainsi que les différents régulateurs (vitesse et tension) sont présentés. L'efficacité de la procédure d'identification et des modèles proposés est démontrée par des comparaisons entre les simulations et les données expérimentales obtenues d’un groupe diesel de laboratoire de 6,5-kVA/5-kW/60-Hz entrainé par un moteur diesel de 7,2-ch.

4:40pm
Modelling and Simulation of a Flywheel Energy Storage System for Microgrids Power Plant Applications (1570034251)
T. A. T. Tameghe(1), R. Wamkeue(2), I. Kamwa(3)
(1)Université du Québec à Chicoutimi (UQAC), Québec, Canada (2)Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue (UQAT), Québec, Canada (3)Institut de recherche d'Hydro-Québec (IREQ), Québec, Canada

Abstract
Answering the greenhouse gases emission reduction and environmentally friendly energy production policies, Microgrids (MGs) represent a new thought pattern with respect to the electricity service. Since, heterogeneous power sources are leveraged to power a local load, fluctuating production from renewable sources (e.g. solar or wind), combined with variable profile of the consumption, can cause system instabilities. This paper focuses on the modelling and simulation of a flywheel energy storage system (FESS). Its contribution in smoothing the power production profile is analyzed, and simulations results are discussed.
Résumé
En réponse aux politiques de réduction des gaz à effets de serre et du développement des énergies propres, les micros réseaux (MRs) constituent une solution appropriée de production d'énergie électrique. Dans un tel système, des sources distribuées alimentent une charge locale. L’énergie fluctuante issue des sources renouvelables, combinée au profil variable de la charge peut être une cause d’instabilité de l'énergie produite. Cet article se penche sur la modélisation et la simulation d’un système de stockage d’énergie à roue inertielle. Sa contribution dans le filtrage du profil de puissance est étudiée et les résultats de simulations sont commentés.

5:00pm
Increasing the Limits of Allowed Distributed Generations by Volt-VAR Control (1570039937)
H. Ahmadi, J. R. Martí, Abdullah Alsubaie University of British Columbia, Vancouver, BC, Canada
Abstract
Renewable energy resources are being introduced to the grid, both at transmission and distribution systems level. A particular challenge in integration of renewable energies at distribution systems is the issue of voltage rise on the feeders. Due to this technical issue, the penetration level of distributed generation has been limited in some areas to maintain the voltages within the acceptable ranges. In this paper, a volt-VAR control strategy is proposed to increase the capability of feeders to accommodate more renewable generations without jeopardizing system operation limits. This strategy is targeted for near-real-time operation and is expected to improve the overall system efficiency. A 69-node test system is used to demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm.
Résumé
Les ressources énergétiques renouvelables sont intégrées à la fois aux réseaux électriques detransport et de distribution. Un défi particulier lors de l'intégration d’énergies renouvelables à des réseaux de distribution est la possibilité de surtensions aux départs de ligne. En raison de ce problème technique, le niveau de pénétration de la production décentralisée a été limité dans certaines zones pour maintenir les tensions à l'intérieur des limites acceptables. Dans cet article, une stratégie de contrôle volts-VAR est proposée afin d'augmenter la capacité d’intégration de sources d’énergie renouvelables des artères de distribution sans compromettre les limites de fonctionnement du système. Cette stratégie est destinée à fonctionner en temps quasi réel et devrait améliorer l'efficacité globale du système. Un système de test de 69 noeuds est utilisé afin de démontrer l'efficacité de l'algorithme proposé.

5:20pm
Centralized-Decentralized Control of Responsive Demand to Enable Primary and 10-min Reserves (1570042893)
M. Chakir, I. Kamwa, H. Le Huy Laval University, Québec, Canada Research Institute of Hydro-Québec, Varennes, Québec, Canada
Abstract
High penetration of renewable energy, bringing generation closer to consumption and splitting power systems into micro grids after disturbances are trends and actions of future power systems. Providing ancillary services will therefore be a challenging task due to the lack of conventional spinning reserves and storage devices. Demand response is an attractive way to provide ancillary services for smart grid due to its two-way communication and customer contribution to the control of the grid. This paper presents a centralized-decentralized control of responsive demand to primary and 10-min reserves. Two control techniques are applied to each control mode: a multi-band power system stabilizer and a droop control (DC). The effectiveness of these control strategies is demonstrated on a modified IEEE 14-bus system connected to a 14-bus distribution system operating at 100% capacity and subjected to a severe generation loss.
Résumé
La forte présence de l’énergie renouvelable, le rapprochement entre production d’énergie et consommation énergétique ainsi que le fractionnement du réseau électrique en miniréseaux après une perturbation sont autant de tendances et d’interventions qui marqueront l’avenir de notre réseau d’électricité. Compte tenu du manque de réserves tournantes et de dispositifs de stockage, la prestation de services auxiliaires représentera dès lors une tâche ardue. Le principe de réaction à la demande sous-tend une solution attrayante en matière de fourniture de services auxiliaires associés à un réseau intelligent. En effet, le contrôle d’un tel réseau fait appel à la communication bilatérale et à la collaboration de la clientèle. Le présent document porte donc sur le contrôle à la fois centralisé et décentralisé de la demande basée sur la satisfaction des besoins, visant à autoriser les réserves primaires et les réserves de 10 minutes. Chaque mode de contrôle repose sur deux techniques : un stabilisateur d’alternateur multibande et un régulateur du statisme. Le système modifié à 14 bus de l’Institut des ingénieurs électriciens et électroniciens démontre l’efficacité de telles stratégies. Rappelons qu’il est relié à une barre de distribution à 14 bus fonctionnant à plein rendement, mais restant soumise à une importante perte de production.

5:40pm
Demand Response in Commercial Buildings: a Cold Climate Field Study (1570045729)
Ahmed Daoud Institut de Recherche d'Hydro-Quebec & Hydro Quebec, Canada
Abstract
In Quebec, due to electric heating, commercial buildings contribute to a significant portion of winter grid peak. A field study involving five all electric facilities was conducted to assess their potential load reduction for winter Demand response (DR) strategies related to HVAC operation. These sites include two retail buildings, a school, an office and a bank branch. Results of this field study show that the use of DR strategies can lead to a significant load reduction during winter peak hours. Most sites showed slight to moderate discomfort for the coldest days. General guidelines where established for winter DR strategies implementation.
Résumé
Au Québec, le chauffage électrique est d’usage courant. En hiver, les bâtiments de type commercial concourent donc de façon significative à la surcharge du réseau en période de pointe. Nous avons entrepris d’évaluer le potentiel de réduction de charge que présentent diverses stratégies hivernales de réponse à la demande liées au chauffage, à la ventilation et au conditionnement d’air. À cette fin, nous avons observé in situ cinq établissements recourant uniquement à l’électricité pour combler ces besoins. Plus précisément, notre étude visait deux commerces, une école, un immeuble de bureaux et une succursale bancaire. Les résultats indiquent que l’utilisation de stratégies de réponse à la demande peut entraîner une importante réduction de charge durant les périodes de pointe en hiver. Dans la plupart des établissements, nous avons noté que, les jours particulièrement froids, le niveau d’inconfort variait de léger à modéré. En définitive, nous avons établi des lignes directrices générales pour la mise en œuvre de stratégies hivernales de réponse à la demande.

End of Day I

 

Tuesday May 26 – Mardi mai 26
Parallel Technical Sessions III - Séance technique parallèle III

1) Modeling and Analysis I - Modelisation et analyse I
Session Chair: Umberto Berardi

10:20am
Urban Heat Island Effect in the City of Toronto: an Analysis of the Outdoor Thermal Comfort (1570089553)
Y. Wang(1), U. Berardi(2), H. Akbari(1)
(1)Department of Building, Civil and Environmental Engineering, Concordia University, Montreal, Canada (2)Department of Architectural Science, Faculty of Engineering and Architectural Science, Ryerson University, Toronto, Canada
Abstract
Urban climate change is an important aspect for energy consumption, urban air quality, and citizens’ comfort. Many Canadian cities have started to pay attention to climate change mitigation strategies, but they still often lack relevant data about the effects of possible efforts. In this research, we investigate how cool surfaces (on the roofs, the road pavements, and the urban vegetation planning) affect the urban thermal environment within various urban canopy characteristics in different parts of Toronto. The paper compares different locations, and use a three-dimensional computer model to analyze at a micro scale the thermal interactions within urban environment. The differences among the effects of adopting different cool surfaces in different locations are compared according to the air temperature, the mean radiant temperature and the physiologically equivalent temperature.
Résumé
Le changement climatique en milieu urbain constitue un facteur important pour la consommation d’énergie, la qualité de l’air urbain et le bien-être des citoyens. C’est pourquoi de nombreuses villes canadiennes s’intéressent désormais aux stratégies visant à atténuer le changement climatique. Cependant, elles demeurent à court de données sur les conséquences éventuelles des démarches envisagées. Dans la présente recherche, nous examinons l’effet de surfaces de fraîcheur (sur les toits et trottoirs de même que dans le cadre d’une planification de la végétation urbaine) sur l’environnement thermique urbain relativement à divers aspects de la canopée urbaine, dans différents secteurs de Toronto. Le document, comparant des lieux distincts, recourt à une modélisation informatique tridimensionnelle pour analyser à microéchelle les interactions thermiques en milieu urbain. Les différences entre les effets qu’aura l’adoption de ces surfaces de fraîcheur dans des lieux distincts seront comparées sur les plans de la température de l’air, de la température moyenne de rayonnement et de la température physiologique équivalente.

10:40am
CFD Based Analysis of Savonius Turbine in Synergy with Flow on Top of a Building (1570050033)
P. Larin, C.Aygun, M. Paraschivoiu Concordia University, Quebec, Canada
Abstract
In this paper, a horizontal configuration of a Savonius wind turbine is proposed to be placed at the top of a building, in such a way that its low performance is improved by taking advantage of the flow acceleration generated by the edge of the building. Thus, it is aimed to find the most efficient position of the wind turbine on the planform of the building top by varying its location with respect to the edges. The flow field over Savonius is solved using CFD on a 3D grid for the tip speed ratios (), of 0.6, 0.7, 0.8 and 0.9 and then, these results are compared with the experimental values, for the corresponding s. It is observed that 3D simulation results are very close to the experimental results. Following this validation step, we calculate the performance the Savonius wind turbines placed in the vicinity of the edge of the building top.
Résumé
La sécurité énergétique constituera bientôt un impératif dans le monde entier. Les combustibles fossiles dont nous continuons de dépendre sont limités et loin d’être écologiques; nous avons donc besoin de solutions de rechange durables. Dans cette étude, des déchets de fruits de mer prétraités ont subi une carbonisation hydrothermique aux micro-ondes pour permettre la production d’hydrochar et d’huile pyrolitique (bio-huile). Les procédés de prétraitement (chimiques et enzymatiques), de même que la température de maintien durant la carbonisation (entre 120 et 200 °C à 7 à 10 bars) étaient optimisés afin de maximiser la production d’hydrochar. L’étude ouvre ainsi de nouvelles perspectives d’utilisation des déchets non lignocellulosiques comme source d’énergie renouvelable.

11:00am
Urban Wind Resource Assessment in Changing Climate: Case study (1570057493)
D. Romanić, A. Rasouli, H. Hangan Wind Engineering, Energy and Environment (WindEEE) Research Institute, Western University, London, Ontario, Canada
Abstract
Numerous studies have looked at potential impacts of changing climate on renewable energy resources, and on wind power in particular. Most of these studies are focused on rural or off-shore regions and wind farms. Urban wind resource assessment in changing climate has not been studied so far. This study presents methodology for microscale numerical modeling of urban wind resource assessment in changing climate. The methodology was applied for a specific urban development in the city of Toronto, Canada. The generated wind energy maps are used to estimate the influences of climate change on the available wind energy.
Résumé De nombreuses études ont mesuré les impacts que pourraient avoir les changements climatiques sur les ressources énergétiques renouvelables, et sur l’énergie éolienne en particulier. Or, la plupart d’entre elles se concentrent sur les régions extracôtières ou rurales, ainsi que sur les parcs éoliens. À ce jour, nul n’a évalué les ressources éoliennes en milieu urbain en tenant compte des changements climatiques. Cette étude présente une méthodologie pour la modélisation numérique d’une microévaluation des ressources éoliennes en milieu urbain, en contexte de changements climatiques. La méthodologie a été appliquée à un développement urbain particulier, soit la ville de Toronto, au Canada. La cartographie de l’énergie éolienne générée sert à estimer l’influence des changements climatiques sur l’énergie éolienne disponible.

11:20am
3D Analysis of Building Mounted VAWT with Diffuser Shaped Shroud (1570063927)
A. Krishnan, M. Paraschivoiu Concordia University, Montréal, Québec, Canada
Abstract
Wind and solar technologies are the leaders for clean energies. Wind energy is in relatively plentiful supply, can be used efficiently and is a nonpolluting power production method. This paper proposes a comprehensive study of increased performance of a wind turbine design inside a diffuser shaped shroud on building roofs. A commercial CFD model is used to simulate unsteady 3D flows inside the diffuser and around the turbine. The geometric modifications and rational towards maximizing the flow speed hitting the blades, and thus maximizing power generated are described. The power coefficient of the original design is improved by 250%.
Résumé
Dans la quête d’énergies propres, l’éolien et le solaire sont des leaders incontestés. Pour cause, la force éolienne ne manque pas dans la nature, elle peut être utilisée de manière efficace et constitue une méthode de production d’énergie non polluante. Ce manuscrit décrit une étude numérique de l’augmentation du rendement d’une éolienne carénée dans un diffuseur qui serait disposé sur les toits des bâtiments. Un modèle DNF commercial permet de simuler un écoulement tridimensionnel instationnaire à l’intérieur du diffuser et autour de la turbine. Les modifications géométriques et leurs explication rationnelle afin de maximiser le débit éolien qui parvient aux pales, et ainsi à optimiser la puissance générée sont présentées. Le coefficient de puissance du la turbine originale est ainsi augmenter de 250%.

11:40am
A Simulation Study of the Effects of Street Tree Planting on Urban Heat Island mitigation in Montreal (1570087153)
Yupeng Wang, and Hashem Akbari Department of Building, Civil and Environmental Engineering, Concordia University, Montreal, Canada
Abstract
The effects of climate change and urban heat island (UHI) phenomena have raised the attention for monitoring and evaluating the outdoor thermal comfort. The urban vegetation system is playing a significant role for UHI mitigation and adaption. In this paper, the common tree types and the size of trees in Montreal are investigated; and the effect of tree size and space between trees on outdoor comfort are compared by using environmental simulation.
Résumé
Les impacts des changements climatiques et des îlots thermiques urbains ont souligné la nécessité de surveiller et d’évaluer le confort thermique extérieur. Le système végétal urbain joue d’ailleurs un rôle considérable dans l’atténuation et l’adaptation des îlots thermiques urbains. La présente étude examine les types d’arbres communs ainsi que la taille des arbres à Montréal, et compare les effets de la taille des arbres et de l’espace entre les arbres sur le confort extérieur à l’aide d’une simulation environnementale.

2) Infrastructure and Buildings - Les infrastructures et les edifices
Session Chair: Pauline Watson

10:20am
Alternative Cooling Systems for Nearly Zero-Energy Buildings (1570052187)
M. Bejček CTU in Prague, University Centre of Energy Efficient Buildings, Buštěhrad, Czech Republic
Abstract
The paper deals with the issue of nearly zero-energy buildings from the point of view of energy use for heating and cooling. Consumption of heat can be reduced very effectively today by using a good insulation of the building envelope, by effective use of solar gains or by installing heat recovery units into ventilation systems. The problem occurs with the reduction of energy consumption for cooling. To illustrate the possible solutions of alternative cooling systems were created two case studies of absorption solar cooling and adsorption solar cooling using seasonal heat storage below the building and the primary energy use by those systems was evaluated.
Résumé
Le présent document aborde la question des bâtiments à consommation énergétique presque nulle; il le fait cependant du point de vue de l’utilisation de l’énergie pour se chauffer ou pour rester au frais. De nos jours, des moyens très efficaces permettent de réduire la consommation liée au chauffage. On y parvient par exemple en assortissant l’enveloppe du bâtiment d’un bon isolant, en exploitant ingénieusement l’apport solaire ou en intégrant au système de ventilation un dispositif de récupération de la chaleur. Par contre, en matière de réduction de la consommation énergétique associée au refroidissement, la situation reste problématique. Afin d’illustrer les possibilités qu’apporteraient à ce propos des solutions novatrices, deux études de cas ont été effectuées: l’une sur la climatisation solaire par absorption; l’autre sur la climatisation solaire par adsorption. De plus, le recours au stockage thermique saisonnier sous le bâtiment a été analysé, et une évaluation de l’énergie brute que nécessitent de tels systèmes a été faite.

10:40am
Adaption Options for Building Infrastructure in Northern India in View of Changing Climate (1570062595)
A. A. Pamnani, B. S. Shrivastava Malaviya National Institute of Technology, Jaipur, Rajasthan
Abstract
Regardless the causes of climate change; the changing parameters such as increased temperature, amount and intensity of precipitation may put current buildings at risk in terms of their service life. The design guidelines, material selection and construction techniques for a region should be re-looked to improve the performance of the buildings in relation risk due to the changing climate impacts to that region. The Himalayan region of India is considered to be one of the most vulnerable ecosystems across the globe, with a higher global warming average than the world and about 70 percent of total geographical area of states such as Himachal Pradesh in the western Himalayas being vulnerable to floods. Based on the projected climate change data for this region this paper presents the impacts of climate change on traditional construction types in this region. The paper primarily focuses on literature survey to present possible adaptive strategies in terms of building materials and construction techniques. In addition, it briefly addresses other possibilities of improvements in standards and codes relevant for construction practices in this region.
Résumé
Indépendamment des causes des changements climatiques, l’évolution de paramètres comme le réchauffement, de même que la quantité et l’intensité des précipitations, peuvent précariser les bâtiments actuels en en écourtant la durée de vie. Les directives de conception, choix de matériaux et techniques de construction pour une région donnée devraient donc être revues dans le but d’améliorer la tenue des bâtiments au facteur risque créé localement par les changements climatiques. Ainsi, la région himalayenne de l’Inde est considérée comme l’un des écosystèmes les plus vulnérables du monde; elle est caractérisée par une moyenne de réchauffement supérieure à ce qui est recensé pour l’ensemble de la planète; environ 70 pour cent de la superficie totale d’États comme l’Himachal Pradesh, dans l’Himalaya occidental, y sont vulnérables aux inondations. Selon les données relatives aux changements prévus pour cette région, l’article présente les impacts des mutations climatiques sur les types de construction traditionnels de l’endroit. Pour l’essentiel, l’étude se fonde sur une exploration des documents existants afin de mettre sur pied des stratégies d’adaptation viables pour ce qui est des matériaux et techniques de construction. En outre, il aborde brièvement d’autres possibilités d’améliorations sur le plan des normes et des codes touchant les pratiques de construction dans la région.

11:00am
Analysis of the Effect of Climate Change on the Reliability of Overhead Transmission Lines (1570063859)
S.N. Rezaei(1), L. Chouinard(1), F. Legeron(2) and S. Langlois(2)
(1)McGill University, Montreal, Quebec, Canada (2)Université de Sherbrooke, Sherbrooke, Quebec, Canada
Abstract
Climate change is anticipated to have an impact on the operation of overhead transmission and distribution lines through impacts of extreme weather events. The changes in the frequency and intensity of wind and ice storms may have a considerable effect on the applied loads and can consequently change the probability of structural failure of different components of the line. This study examines the reliability of transmission lines under a range of assumed changes in the mean and standard deviation of climatic variables affecting transmission lines such as wind speed and ice thickness. This sensitivity study provides useful information required to improve the capacity of transmission lines and mitigate the long-term risks from the effects of a changing climate.
Résumé
Les changements climatiques ont un impact potentiel sur la performance du réseau de transport d’électricité si ceux-ci impliquent une augmentation des événements climatiques extrêmes. Les effets climatiques peuvent affecter la fréquence des événements ainsi que la distribution conjointe de leurs effets (e.g. vent et verglas) et affecter la fiabilité du réseau. Un modèle détaillé d’une ligne existante est développé afin d’analyser la robustesse du réseau en fonction d’une changement de la moyenne et de l’écart type des distributions pour les vents et les accumulation extrêmes de verglas pour différents scénarios de changements climatiques. Ces résultats sont utiles afin d’évaluer les meilleures stratégies de renforcement du réseau en anticipation des impacts reliés aux changements climatiques.

11:20am
Assessing Climate Change Risk to Stormwater & Wastewater Infrastructure (1570085317)
P. Nimmrichter(1), R. Scheckenberger(1), M. Ingebrigtsen(2)
(1)Amec Foster Wheeler, Burlington, Ontario, Canada (2)City of Welland, Ontario, Canada

Abstract
Welland, Ontario, assessed the resiliency of its stormwater/combined sewer systems and thewastewater treatment plant, in 2013, to potential climate change impacts using the PublicInfrastructure Engineering Vulnerability Committee vulnerability assessment protocol. Theassessment outcomes are supporting City staff for better infrastructure risks management, thereby increasing confidence related to infrastructure planning in light of future uncertainty. The City is also using outcomes from the assessment to review options for changes to their storm sewer design criteria, potential impacts to design performance levels for existing infrastructure and potential impacts to future expenditures for infrastructure which could influence their sewer separation program.
Résumé
En 2013, la Ville de Welland, en Ontario, a mesuré la résistance de son réseau d’égouts unitaire et de son usine de traitement des eaux usées aux impacts potentiels des changements climatiques, et ce, à l’aide du protocole d’évaluation de la vulnérabilité du Comité sur la vulnérabilité de l’ingénierie des infrastructures publiques. Les résultats obtenus appuient le personnel de la Ville en favorisant une meilleure gestion des risques qui menacent les infrastructures, ce qui augmente la confiance à l’égard de la planification des infrastructures alors que les perspectives d’avenir sont incertaines. La Ville en profite également pour revoir les possibilités de modification des critères de conception de ses égouts pluviaux de même que les impacts potentiels sur la performance nominale des infrastructures existantes et sur les dépenses d’infrastructure à venir qui pourraient influer sur son programme de séparation des égouts.

11:40am
Impact of Climate Change on Civil Infrastructure – A State-of-the-Art Review (1570107185)
M.S. Ali, M.S. Mirza McGill University, Montreal, Quebec, Canada
Abstract
This paper summarizes the impact of climate change on civil infrastructure and related engineering considerations, along with future research needs. The paper reviews the climate extremes which should be considered in developing a disaster management plan for a given asset in a given climate region of Canada. The presently available guidelines to mitigate the effects of predicted climate changes and extreme weather on the major elements of the urban infrastructure. The available data on probable climate change and relevant assessments tools will be used to propose a relationship between climate change and its impact on the health of Canada’s infrastructure.
Résumé
Cet article résume l’impact du changement climatique sur l’infrastructure civile et les considérations connexes en matière de génie, de même que les besoins que connaîtra la recherche. On y passe en revue les extrêmes climatiques à prendre en compte dans l’élaboration d’un plan de gestion des catastrophes pour un bien donné dans une région climatique donnée du Canada. Les directives actuelles visant à atténuer les effets des changements climatiques et des phénomènes météorologiques extrêmes prévus sur les éléments importants de l’infrastructure urbaine y sont également abordées. On utilise les données disponibles sur les changements climatiques probables et les méthodes d’évaluation pertinentes pour proposer un lien entre le changement climatique et son impact sur la santé de l’infrastructure canadienne.

 

Parallel Technical Sessions IV - Séance technique parallèle IV

1) Mitigation, Adaptation and Risk Management - 1) Attention, adaptation et gestion des risques
Session Chair: Pauline Watson

2:45pm
Metallurgical Coal Replacement and Vehicle Weight Reduction Compared (1570023289)
N .P. Fitzpatrick Vancouver, British Columbia, Canada
Abstract
The potential to reduce the greenhouse gas emissions (GHG) of the steel industry is compared with the scale of GHG reduction by vehicle light weighting. Blast furnace iron (BFI) and directly reduced (DRI) production are summarized. Coupled with renewably powered electric-arc furnaces (EAFs), natural gas based DRI reduces (GHG) emissions of crude steel production by up to two thirds over a metallurgical coal route. It is concluded that while an agreement to use less coal would grow Canadian exports of iron and steel to Asia, it would be hard to exceed the GHG reductions obtained by reducing vehicle weight.
Résumé
La présente étude compare le potentiel de réduction des émissions mondiales de gaz à effet de serre de l’industrie de l’acier avec l’ampleur de la réduction de ces émissions depuis l’avènement des véhicules légers. Elle dresse un portrait sommaire de la production internationale d’acier de haut fourneau et de minerai de fer préréduit (éponge de fer). Grâce aux fournaises à arc électrique fonctionnant à l’aide d’énergies renouvelables, la production d’éponge de fer à base de gaz naturel diminue les émissions de gaz à effet de serre de la production d’acier brut dans une proportion allant jusqu’à deux tiers répartis sur le circuit de production du charbon métallurgique (coke). Les perspectives de croissance sont considérables pour le Canada; le pays exporte d’ailleurs déjà des boulets de fer conformes aux spécifications de l’éponge de fer et fabrique de l’acier dans des fournaises à arc électrique en plus d’éponge de fer à base de gaz naturel. L’étude conclut que si une entente de réduction de l’utilisation du charbon permettrait d’accroître l’exportation de fer et d’acier vers l’Asie, il serait difficile de surpasser la réduction des émissions de gaz à effet de serre obtenue en limitant le poids des véhicules routiers.

3:05pm
Indoor Ozone and Climate Change (1570028147)
L. Zhong, C-S. Lee, F. Haghighat Concordia University, Quebec, Canada
Abstract
It has been anticipated that climate change impacts ambient air pollution and thereby affects indoor air quality through ventilation. Yet, it is not clear how a changing climate, along with new developed interior building materials, products, and air cleaners, affects indoor air quality, and how to minimize negative effects. In this paper, ozone, as one of the greenhouse gases, has been selected to examine the photochemical mechanism for the explanation of ground level changes in the outdoors. In addition, the indoor sources contributing to the ozone levels are characterized. Moreover, this paper explores the feasibility of photocatalytic oxidation (PCO) technology based air cleaners for indoor ozone removal.
Résumé
Il a été prévu que la pollution de l'air ambiant des impacts du changement climatique et affecte ainsi la qualité de l'air intérieur grâce à la ventilation. Pourtant, il ne est pas clair comment les changements climatiques, ainsi que de nouveaux matériaux développés intérieur de construction, des produits et des purificateurs d'air, affecte la qualité de l'air intérieur, et comment minimiser les effets négatifs. Dans cet article, l'ozone, comme l'un des gaz à effet de serre, a été choisi pour examiner le mécanisme photochimique pour l'explication des changements au niveau du sol à l'extérieur. En outre, les sources intérieures contribuent à faire varier les niveaux d'ozone sont caractérisées. En outre, cet article explore la faisabilité d'un purificateur d'air basé sur l'oxydation photocatalytique (BCP) la technologie pour l'élimination de l'ozone à l'intérieur.

3:25pm
A Methodology for Identifying Critical Components in Physical Infrastructures (1570044301)
A. Alsubaie(1,2), K. Alutaibi(1,3), J.R. Marti(1)
(1)The University of British Columbia, Vancouver, Canada (2)King Abdulaziz City for Science and Technology, Riyadh, Saudi Arabia (3)Ministry of Interior, Riyadh, Saudi Arabia

Abstract
Climate change increases the risk of natural extreme events. These events can cause substantial loss of essential services such as electricity, water, and healthcare facilities. Assessing critical infrastructure vulnerabilities is an important planning task for decision makers to maintain supply of such services. Due to limitations of monetary budget in many decision making agencies, prioritization of critical infrastructures is required for planning emergency management investments. This paper proposes a methodology for identifying and prioritizing critical components in physical infrastructure. An infrastructure interdependency simulator, i2Sim, is used to account for interdependency links. A test case is used to illustrate the methodology.
Résumé
Le changement climatique augmente le risque d'événements naturels extrêmes. Ces événements peuvent entraîner une perte substantielle des services essentiels tels que l'électricité, l'eau et les installations de soins de santé. L'évaluation des vulnérabilités des infrastructures essentielles est une tâche de planification important pour les décideurs de maintenir l'offre de ces services. Enraison des limites de budget de monétaire dans de nombreux organismes de prise de décision, la hiérarchisation des infrastructures critiques est nécessaire pour les investissements de gestion des urgences de la planification. Ce document propose une méthodologie pour identifier et prioriser les composants critiques dans l'infrastructure physique. Un simulateur de l'interdépendance des infrastructures, i2Sim, est utilisée pour comptabiliser les liens d'interdépendance. Un cas de test est utilisé pour illustrer l'utilisation de la méthodologie.

3:45pm
Two Stage Membrane System for Post-Combustion CO2 Capture Application (1570087879)
A. Hussain, S. Farrukh School of Chemical and Materials Engineering, National University of Sciences and Technology (NUST), Islamabad, Pakistan
Abstract
This work evaluates the viability of a two stage process using a nitrogen selective membrane and a carbon dioxide selective membrane for post-combustion CO2 capture. A novel cellulose acetate hybrid (CLSICA) membrane was developed with introduction of p-tert-butylcalix [4] arene immobilized silica (CL-Si) as filler. Gas permeation experiments of hybrid (CLSICA) membrane revealed its nitrogen selective character. A Fixed Site Carrier (FSC) membrane (PVAm cast on a porous polysulfone (PSf) support) has great potential to be used asCO2 selective membrane. Based on the mentioned two membranes, a two stage membrane process is proposed in which N2 selective membrane is used in 1st stage while a CO2 selective membrane is used in 2nd stage. The technoeconomic analysis show slower value of energy consumption (1.0 MJ/kg CO2) and CO2 capture cost ($ 20.5/ton CO2) by employing N2 selective and CO2 selective membrane. The concept of using modified silica with calixarene for the fabrication of hybrid CA membrane is novel and its viability for post-combustion CO2 capture application has been reported first time.
Résumé
Le présent projet évalue la viabilité d’un procédé en deux étapes visant la capture postcombustion de dioxyde de carbone (CO2), et ce, à l’aide de deux membranes sélectives : l’une vis-à-vis de l’azote moléculaire (N2); l’autre, du CO2. Dans la mise au point d’une nouvelle membrane d’acétate de cellulose hybride (CLSICA), de la silice immobilisée (CL-Si) de type p‑tert‑butylcalix [4] arène sert d’agent de remplissage. Des expériences sur la perméation des gaz ont révélé les propriétés sélectives vis-à-vis de l’azote de cette membrane hybride. L’utilisation en guise de membrane sélective vis-à-vis du CO2 d’une membrane à courant porteur stationnaire – coulée de polyvinylamine (PVAm) sur support poreux en polysulfone (PSf) – présente un fort potentiel. Fondé sur les deux membranes précitées, un procédé en deux étapes est proposé. Il recourt d’abord à une membrane sélective vis-à-vis du N2, puis à une membrane sélective vis-à-vis du CO2. Selon une analyse techno-économique, l’utilisation de membranes sélectives de type N2 et CO2 entraîne une réduction de la consommation énergétique (1,0 mégajoule par kilo de CO2) et des frais de capture de CO2 (20,50 $ la tonne). L’emploi de silice modifiée et de calixarène dans la fabrication d’une membrane d’acétate de

 

2) Policy, Strategic Planning and Education Programs II - 2) Politiques, plantification strategique et programmes de formation II

CCTC Panel: Quebec Climate Policy Leadership – The Carbon Market and Beyond
Session Chair: Mark Purdon

2:45pm
Affranchissement des combustibles fossiles: le Québec peut-il s’inspirer du Danemark? (1570102701)
S.-P. Breton(1), L.-E. Boudreault(2), B. Saulnier(3)
(1)Uppsala University, Visby, Sweden (2)INRA, Bordeaux, France (3)Institut de recherche d’Hydro-Québec

Abstract
In 2008, the Danish government established the Danish Commission on Climate Change Policy, comprised of 10 experts from four different areas—agriculture, climate, transportation and economics—with a mandate to identify different scenarios for achieving Denmark’s vision of phasing out fossil fuels by 2050. After two years of work, the commission submitted its recommendations to the Danish government which immediately translated them into an energy policy and action plan for Denmark. A summary of the work done, methodologies, results and key recommendations made by the committee will be presented. A reflection is then made as to whether a goal similar to the one pursued by Denmark is realistic for Quebec.
Résumé
En 2008, le gouvernement danois a créé la Commission Danoise sur les Changements Climatiques (CDCC), formée de 10 experts de quatre domaines différents—agriculture, climat, transport et économie—afin d'identifier différents scénarios permettant de réaliser la vision du Danemark de s'affranchir des combustibles fossiles d'ici 2050. Après deux ans de travail, cette commission a soumis ses recommandations au gouvernement danois qui les a aussitôt traduites en politiques énergétiques avec un plan d’action pour le Danemark. Un résumé des travaux effectués, des méthodologies utilisées, des résultats et des principales recommandations de la CDCC sera présenté. Une réflexion sera ensuite effectuée à savoir si un objectif similaire à celui projeté par le Danemark est réaliste pour le Québec.

3:05pm
Institut québécois du carbone : An Innovative Research Institute Bringing Together Technical and Policy Expertise (1570096003)
M. Purdon(1), S. P. Breton(2), D. Houle(3), M. Sauriol-Francovic(4)
(1)Université de Montréal, Montréal, Canada (2)Uppsala University, Gotland Campus, Sweden (3)University of Toronto, Toronto, Ontario (4)Bombardier Aerospace, Montréal, Canada

Abstract
With the implementation of Quebec’s cap-and-trade system and its linkage to that in California, Quebeckers need a reliable source of information that will help them understand the carbon market as well as other policies, technologies and strategies to reduce greenhouse gas (GHG) emissions. Established as a non-profit organization to mobilize academic researchers, the Quebec Carbon Institute (IQCarbone) aspires bring together technical and policy expertise on climate change and mitigation of emissions. This paper will introduce IQCarbone and discuss its vision, objectives and research strategy moving forward, with a particular emphasis on Quebec’s climate policy leadership and its implications for Quebec, Canada and North America. Visit: www.iqcarbone.org
Résumé
Avec la mise en oeuvre de son Système de plafonnement et d’échange de permis d’émissions (SPEDE) au Québec lié à celui de la Californie, les Québecois ont besoin d’une source d’information fiable qui leur permettra d’arriver à une meilleure compréhension du marché du carbone ainsi que des autres politiques, technologies et stratégies pour réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES). Établi comme une organisation à but non-lucratif afin de mobiliser les chercheurs universitaires, l’Institut aspire à réunir l'expertise technique et politique sur les changements climatique et atténuation des émissions. Ce document présentera IQCarbone et discuter de ses vision, les objectifs et la stratégie de recherche d'avancer, avec un accent particulier sur le leadership de la politique climatique du Québec et de ses implications pour le Québec, le Canada et l'Amérique du Nord. Visite: www.iqcarbone.org

3:25pm
Overview of Quebec & California’s Carbon Market: 2015 update (1570096049)
M. Purdon(1), D. Houle(2), E. Lachapelle(1)
(1)Université de Montréal, Montréal, Canada (2)University of Toronto, Toronto, Ontario

Abstract
This paper provides a concise overview of the emissions trading system that has been launched in California and Quebec. Though very much the product of state and provincial legislation, the cap-and-trade systems of California and Quebec operate under guidelines of the Western Climate Initiative (WCI), a voluntary subnational intergovernmental organization initiated in 2007. The paper provides information on emission trends in California and Quebec, summarizes key design elements of the cap-and-trade system as well as the expected benefits of trading between the two jurisdictions as well as a summary of complementary policies. Successful implementation of a linked cap-and-trade system in California and Québec could also provide a blueprint for an eventual federal or even continental carbon pricing mechanism.
Résumé
Ce document donne un aperçu concis du système de plafonnement et d’échange de droits d’émission conjoint qui a été lancé en Californie et au Québec. Bien que le produit de leur propre législation de l’État et provinciale, les systèmes de plafonnement et d'échange de la Californie et du Québec fonctionnent selon les lignes directrices de la Western Climate Initiative (WCI), une organisation intergouvernementale infranational volontaires lancé en 2007. Le document fournit des informations sur les tendances des émissions en Californie et au Québec, résume les éléments clés de la conception du système de plafonnement et d'échange ainsi que les avantages attendus des échanges de carbon eentre les deux juridictions ainsi que d'un résumé des politiques complémentaires. La Mise en oeuvre réussie d'un système de plafonnement et d'échange liée entre Californie et au Québec pourrait également fournir un plan pour un mécanisme de tarification du carbone fédérale ou même continental éventuelle.

3:45pm
Energy East Pipeline: Challenges of Estimating Greenhouse Gas Emissions Associated with Exporting Alberta’s Oil Through Québec (1570110625)
M. Purdon(1), S. P. Breton(2)

(1)Université de Montréal, Montréal, Canada (2)Uppsala University, Gotland Campus, Sweden

Abstract
We examine the challenges involved in evaluating the climate change impact of the Energy East pipeline. What would the effect be on global emissions if it were not to proceed? After reviewing global oil prices as well as the viability of new rail and pipeline infrastructure, we construct two scenarios of future oil exports through 2030 relative to 2013 baseline levels: an additional 2090 TBD is likely though an additional unlikely 3345 TBD scenario. In the absence of Energy East, the rate of Canadian oil export would likely be reduced by one-third and, in more unlikely scenario, reduced by one-quarter.
Résumé
Quel effet l’Oléoduc Énergie Est aura-t-il sur les émissions mondiales de gaz à effet de serre? Cet article examine les défis techniques et méthodologiques que pose cette question importante. L’enquête est axée sur l’application de méthodes contrefactuelles pour répondre à la question : quel serait l’effet sur les émissions mondiales si la construction de l’oléoduc n’avait pas lieu? Une revue du déroulement d’autres études, dont celles portant sur l’oléoduc Keystone XL, est suivie d’une analyse empirique contrefactuelle des émissions émanant de combustibles fossiles à l’échelle mondiale, puis nord-américaine, canadienne et enfin québécoise.

 

Parallel Technical Sessions V - Séance technique parallèle V

1) Energy Systems III - Les systemes energetiques III
Session Chair: Parva Alavi

4:20pm
The Development of a Water-Energy Nexus Model for the Power and Petroleum Sectors (1570096883)
A. F. Dara, Md. A. H. Mondal, A. Kumar University of Alberta, Edmonton, Alberta, Canada
Abstract
Alberta’s power and petroleum sectors make an important contribution to the GDP and total revenue of the province. This paper aims to develop a framework that integrates the Long-range Energy Alternatives Planning (LEAP) and Water Evaluation and Planning (WEAP) model for Alberta’s petroleum and power sectors. This paper also provides a customized water-energy analysis for different scenarios based on the development of power generation plants and in situ mining and the consideration of Alberta river basins. The integrated model helps to evaluate the water-energy nexus for water demand-supply along with GHG emissions for expanding economic activities in the province.
Résumé
Les secteurs de l’énergie et du pétrole représentent une part importante du produit intérieur brut et du revenu total de l’Alberta. Cet article vise à élaborer un cadre d’intégration des modèles LEAP (Long-range Energy Alternative Planning ou « planification de solutions énergétiques de rechange à long terme ») et WEAP (Water Evaluation and Planning ou « évaluation et planification des ressources en eau ») pour l’industrie énergétique et pétrolière albertaine. Il propose également une analyse eau-énergie sur mesure de divers scénarios en fonction du développement des centrales électriques et de l’exploitation minière in situ, ainsi que des bassins fluviaux de la province. Le cadre intégré facilite l’évaluation du nexus eau-énergie pour la demande ou l’offre en eau, et des émissions de gaz à effet de serre pour l’expansion des activités économiques dans la province.

4:40pm
The Identification of Energy Efficient Technologies to Mitigate GHG Emissions in Alberta’s Mining Sector (1570096887)
S. R. Radpour, Md. A. H. Mondal, A. Kumar University of Alberta, Edmonton, Alberta, Canada
Abstract
The mining industry in Alberta accounts for about 67.1% of the province’s total industrial sector energy use and also accounts for 76.7% of the total industrial GHG emissions. The industrial sector consumed 57% (2,110 PJ) of the province’s total secondary energy demand in 2011. In this study, the impacts of energy efficient technologies on energy consumption and GHG mitigation in Alberta’s mining sector are identified. Different energy efficiency improvement scenarios were developed separately for in situ mining, surface mining, and upgrading in the mining sector through the use of the Long-range Energy Alternative Planning Systems (LEAP) model for the years 2014 to 2050. The results will be discussed in terms of the potential of GHG mitigation and the GHG abatement costs ($/tonne of CO2) for various scenarios.
Résumé
L’industrie minière est responsable de 67,1 % de la consommation d’énergie totale du secteur industriel et de 76,7 % de toutes les émissions industrielles de gaz à effet de serre en Alberta. Le secteur industriel a par ailleurs consommé 57 % (soit 2 110 PJ) de toute la demande en énergie secondaire de la province en 2011. Cette étude définit l’impact des technologies éconergétiques sur la consommation d’énergie et l’atténuation des gaz à effet de serre dans le secteur minier de l’Alberta. Divers scénarios d’amélioration de l’efficacité énergétique ont été élaborés séparément pour l’exploitation minière in situ et à ciel ouvert ainsi que la mise à niveau du secteur minier entre 2014 et 2050 à l’aide du modèle systémique LEAP (Long-range Energy Alternative Planning ou « planification de solutions énergétiques de rechange à long terme »). L’examen des résultats est axé sur le potentiel d’atténuation et les coûts de réduction (en $ par tonne de dioxyde de carbone) des gaz à effet de serre pour différents scénarios.

5:00pm
Using Ultrafiltration and Sand Filters as Two Pretreatment Methods for Improvement of the Osmotic Power (Salinity Gradient Energy) Generation Process (1570124407)
E. Abbasi-Garravand(1), C. N. Mulligan(1), C. B. Laflamme(2), G. Clairet(3)
(1)Department of Building, Civil and Environmental Engineering, Concordia University, (2)Institut de recherche d’Hydro-Québec, Shawinigan, Québec, Canada (3)H2O Innovation Inc., Québec City, Québec, Canada

Abstract
Pressure retarded osmosis is a membrane based technology that produces osmotic power as a sustainable energy by using salt and fresh waters. Pretreatment reduces membranefouling as the main challenge in pressure retarded osmosis (PRO). In this research, ultrafiltration and a sand filter were used for removing total organic matter (TOM), turbidity,and hardness. In trials, efficiency of the two methods were compared. Maximum TOM removal in ultrafiltration and sand filter was 48.8% and 40.3% at 10.44 mg/L TOM initial concentration respectively. In all experiments, it was indicated that ultrafiltration had better removal efficiency and consequently better performance in osmotic power generation process improvement.
Résumé
Technologie membranaire, l’osmose à contre-pression utilise de l’eau fraîche et de l’eau salée pour produire une ressource durable : l’énergie osmotique. D’entrée de jeu, un procédé de prétraitement permet de limiter l’encrassement des membranes — principal défi que pose l’osmose à contre-pression. Aux fins de la présente recherche, nous avons employé une technique d’ultrafiltration de même qu’un filtre à sable pour éliminer les matières organiques totales ainsi que la turbidité et la dureté de l’eau. Nous avons effectué des tests pour comparer l’efficacité de chaque méthode. À une concentration initiale en matières organiques totales de 10,44 mg/l, l’élimination maximale de ces substances a atteint 48,8 % avec l’ultrafiltration et 40,3 % avec le filtre à sable. Du reste, toutes les expériences menées indiquent que l’ultrafiltration assure un meilleur rendement d’épuration. Dans une optique d’amélioration du processus de production d’énergie osmotique, cette méthode est donc plus efficace.

5:20pm
The Development of Tools for the Assessment of GHG Mitigation Options for Alberta’s Pulp and Paper Sector (1570096895)
H. U. Shafique, Md. A. H. Mondal, A. Kumar University of Alberta, Edmonton, Alberta, Canada
Abstract
The pulp and paper industry is the third largest energy consumer in Alberta’s industrial sector. The current study models the pulp and paper industry’s long-term energy demand using the Long-range Energy Alternative Planning (LEAP) model. An energy demand tree is developed to evaluate the pulp and paper industry’s current energy consumption and GHG emissions. A baseline scenario for the years 2014-2050 is developed and the cost effectiveness of different GHG mitigation and energy-efficiency scenarios is assessed. A cost curve showing the GHG abatement cost ($/tonne of CO2) is developed using these scenarios to help pulp and paper industries to reduce energy consumption and help the government in defining policies for this sector.
Résumé
Les pâtes et papiers constituent le troisième plus important consommateur d’énergie du secteur industriel de l’Alberta. Cette étude modélise la demande en énergie à long terme de l’industrie des pâtes et papiers à l’aide du modèle LEAP (Long-range Energy Alternative Planning ou « planification de solutions énergétiques de rechange à long terme »). Elle élabore un arbre de la demande en énergie afin d’évaluer la consommation énergétique et les émissions de gaz à effet de serre actuelles de cette industrie. Un scénario de base pour les années 2014 à 2050 est présenté et le rapport coût-efficacité de divers scénarios d’atténuation des gaz à effet de serre et d’amélioration de l’efficacité énergétique est déterminé. Ces scénarios permettent de tracer une courbe montrant les coûts de réduction des gaz à effet de serre (en $ par tonne de dioxyde de carbone) afin d’aider l’industrie des pâtes et papiers à réduire sa consommation d’énergie et le gouvernement à établir des politiques pour ce secteur.

5:40pm
The Development of a LEAP Model to Assess GHG Mitigation Scenarios in Alberta’s Transportation Sector (1570096889)
V. Subramanyama, A. Talaei, Md. A. H. Mondal, A. Kumar University of Alberta, Edmonton, Alberta, Canada
Abstract
The transportation sector is the second largest source of energy consumption and GHG emissions in Alberta. The Long-range Energy Alternative Planning (LEAP) model is used to assess the energy saving and GHG mitigation potential within the transportation sector. In addition to the baseline scenario, twelve different scenarios, broadly categorized as energy intensity improvement, new technology penetration, and fuel switching, are developed to analyze long-term GHG mitigation potential. The results show that during the years 2010-2050, the cumulative GHG mitigation potential is about 280 million tonnes of CO2 equivalent compared to the baseline scenario.
Résumé
Les transports constituent le deuxième plus important consommateur d’énergie et émetteur de gaz à effet de serre de l’Alberta. Le modèle LEAP (Long-range Energy Alternative Planning ou « planification de solutions énergétiques de rechange à long terme ») permet d’évaluer le potentiel d’économie d’énergie et d’atténuation des gaz à effet de serre dans ce secteur. En plus du scénario de base, douze scénarios différents – généralement catégorisés comme une amélioration de l’intensité énergétique, une adoption d’une nouvelle technologie ou un remplacement de combustibles – sont élaborés afin d’analyser le potentiel d’atténuation à long terme des gaz à effet de serre. Les résultats montrent qu’entre 2010 et 2050, le potentiel d’atténuation cumulative des gaz à effet de serre équivaut à environ 280 millions de tonnes de dioxyde de carbone comparativement au scénario de base.

 

2) Smart Grid and Climate Change Issues II - 2) Les reseaux electriques intelligents et le changement climatique II
Session Chair: Prof. Miguel Anjos

4:20pm
Changing the Operations Planning Paradigm When Integrating Renewable Energy Sources into a Power System (1570045891)
N. Menemenlis, M. Huneault, G. Ratel Hydro-Québec Research Institute (IREQ), Varennes, Québec, Canada
Abstract
Renewable energy plants are replacing conventional plants in power systems with a view to reducing emissions. Energy from wind and solar sources, intermittent and variable in nature, displays uncertainties linked to imminent meteorological conditions. These uncertainties are different from those considered previously on conventional power system variables. To mitigate such uncertainties, power system operations maintain various types of reserves. In the past, uncertainties on conventional variables resulted in quasi-constant reserve requirements. Now in response to the new uncertainties, novel practices must be established. We present a methodology to compute reserves to mitigate all forecast uncertainties over the operations planning horizon.
Résumé
Par souci de réduction des émissions, les centrales d’énergie renouvelable remplacent à présent les centrales classiques dans les réseaux électriques. On sait que l’énergie de source éolienne ou solaire est, par définition, intermittente et variable; elle se caractérise par l’impondérable lié aux conditions météorologiques du moment. Or, ces incertitudes diffèrent de ce qui a déjà été vu dans le cadre des variables du réseau d’alimentation classique. Pour remédier à la situation, le fonctionnement du réseau électrique prévoit le maintien de diverses réserves. Dans le passé, les incertitudes sur les variables classiques entraînaient la constitution de réserves quasi constantes. Aujourd’hui, compte tenu des nouveaux aléas, d’autres pratiques doivent être mises en place. Nous présentons une méthodologie pour le calcul des réserves permettant de faire face à toutes les incertitudes, et ce, pour la durée de vie projetée des installations.

4:40pm
Multi-Agent Supervisory Control for Optimal Economic Dispatch in DC Microgrids (1570061323)
A. Hamad, E. El Saadany, University of Waterloo, Ontario, Canada
Abstract
Global warming has stimulated researchers’ interests in coming up with alternative sources of energy and transportation facilities with less emission. DC distribution systems are an attractive candidate to adapt high penetration of distributed generation and electric vehicles. Accordingly, this work proposes multi-agent supervisory control for optimal power dispatch in DC distribution systems. The algorithm offers the additional advantage of the ability to restore the average system voltage to its nominal value. The incorporation of DG droop-based control renders the proposed algorithms fully distributed. Real-time OPAL-RT simulations demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm in a hardware-in-the-loop (HIL) application.
Résumé
Le réchauffement climatique soulève l’intérêt des chercheurs et les incite à concevoir des sources d’énergie de substitution et des installations de transport à émissions polluantes réduites. La forte pénétration de la production décentralisée et des véhicules électriques exige une certaine adaptation, et les réseaux de distribution à courant continu apportent une solution prometteuse à cet égard. Aussi le présent projet a-t-il pour objectif la mise au point d’un dispositif de surveillance multiagent qui assurera une répartition optimale de l’électricité dans ce type de réseau. Autre avantage, l’algorithme proposé aura la capacité de restaurer le degré de tension moyen du réseau à sa valeur nominale. De plus, il permettra une distribution complète grâce à l’ajout – aux fins de la production décentralisée – d’une commande basée sur le statisme. Enfin, les simulations en temps réel effectuées par l’entreprise OPAL-RT démontrent l’efficacité de cet algorithme dans une application de matériel incorporé.

5:00pm
The Case for a TransCanada Energy Link; an Incremental Approach (1570062701)
P. R. Smith, G. Van Uytve Peter R. Smith Consultant, Brights Grove, Ontario, Canada; Guy Van Uytven Consultant Inc, Sooke, British Columbia, Canada
Abstract
In an increasingly carbon constrained world, Canada has the potential to become an energy superpower supplying clean, low carbon, electricity to major North American load centres. Currently, with each province optimizing its own transmission system and only weak E-W interprovincial connections, many of those potential renewable resources are effectively stranded. Thinking nationally rather than provincially, and starting with strengthening the Ontario - Quebec and British Columbia - Alberta ties in order to integrate and optimize those systems, we recommend a TransCanada energy link be built incrementally by establishing regional hubs that link existing and future renewable projects to major load centres.
Résumé
Dans un monde où le carbone est voulu de plus en plus restreint le Canada a le potentiel de devenir une superpuissance en énergie fournissant aux centres majeurs en Amérique du Nord une électricité propre à faible teneur en carbone. Présentement, avec chaque province optimisant son propre réseau et avec de faibles liens entre provinces voisines, bon nombre de ces ressources renouvelables sont bloquées. Pensant à l’échelle nationale plutôt qu’au niveau provincial, et en commençant avec le renforcement des liens entre le Québec et l’Ontario et les liens entre la Colombie Britannique et l’Alberta, dans le but d’intégrer et d’optimiser ces réseaux de transport d’énergie, nous recommandons la construction graduelle d’un lien Transcanadien de transport d’énergie qui permettrait d’établir des centres régionaux qui relieraient des projets d’énergie renouvelables existants et futurs aux centres majeurs de demande.

5:20pm
Optimal Multi-Objective Allocation and Scheduling of Multiple-Battery Energy Storage for Energy Efficiency Improvement (1570095445)
A. Moeini(1, 2), I. Kamwa(2), M. de Montigny(2)
(1)Université Laval, Québec, QC, Canada (2)Hydro-Québec/IREQ, Power Systems and Mathematics, Varennes, QC, Canada

Abstract
Energy-saving issues and utilization of current power systems have recently attracted more interest due to the growing concern about climate change. There are numerous worldwide projects under study and in course of implementation to optimize the consumption of electricity. In this context, a new company has recently been established by Hydro-Québec and Sony Corporation in Québec, Esstalion Technologies, Inc., in an aim to investigate the utilization of Battery Energy Storage (BES) in bulk power systems for energy saving. This paper proposes an optimal charging and discharging algorithm for energy-saving applications of BES on the IEEE Reliability Test System 1996 (RTS96). The sensitivity of power loss to the output power of BES is defined as a new index then minimized to find the most effective times and rates for charge and discharge modes. Study results show that, with an optimized controlling schedule, BES is capable of saving energy every day of the year.
Résumé
La question des économies d’énergie et l’usage des systèmes d’alimentation actuels ont récemment fait couler beaucoup d’encre en raison d’une inquiétude croissante à l’égard des changements climatiques. Il existe, en effet, de nombreux projets qui sont à l’étude ou en cours d’application à travers le monde et qui visent à optimiser la consommation d’électricité. Principal objectif de la société Technologies Esstalion inc. nouvellement créée par Hydro-Québec et Sony Corporation, l’utilisation de batteries de stockage d’énergie (BSE) dans les réseaux de production-transport d’électricité pour permettre des économies énergétiques en est à la phase de l’étude. Le présent document propose un algorithme optimal de chargement et de déchargement pour l’application écoénergétique des BSE dans le cadre du Système d’essais de fiabilité IEEE (IEEE Reliability Test System, RTS 96). Le fait que la perte de puissance dépende de la puissance de sortie des BSE constitue un nouvel indice, qui est par la suite réduit au minimum pour permettre de trouver la durée et les taux appropriés pour les modes de chargement et de déchargement. Les résultats de l’étude indiquent que, moyennant un calendrier de contrôle optimisé, les BSE peuvent favoriser les économies d’énergie à n’importe quel moment de l’année.

5:40pm
A Novel Technology to Improve Grid Frequency Response on Electrical (1570095489)
G. Trudel, S. Jasmin Systemex Energies, R&D department, Québec, Canada
Abstract
As variable renewable generation, such as wind and solar, is increasing worldwide and synchronous generation is displaced, the power system frequency response and reliability are strongly challenged because these resources do not inherently contribute to the inertial response of the power system. This paper demonstrates that both dynamic and continuous load control is able to provide a significant portion of the anticipated need for inertia and fast frequency response required to integrate high level of renewable resources and to maintain power system reliability.
Résumé
L’augmentation croissante de la production renouvelable dans le portefeuille des ressources vient menacer la réponse en fréquence et la fiabilité des réseaux; ces nouvelles ressources ne contribuant pas de manière naturelle à l’inertie. Cette publication démontre que le contrôle dynamique et continu de la charge est capable de remplacer une partie importante de l'inertie essentielle au maintien de comportement adéquat de la fréquence et de la fiabilité des réseaux.

End of day 2

Wednesday May 27 – Mercredi mai 27
Parallel Technical Sessions VI - Séance technique parallèle VI

1) Net-Zero Energy Buildings and Communities - 1) Batiments et collectives a consummation energetique nette zero Session
Chair: Andreas Anithienis

9:00am
Energy Performance of a Solar Mixed-Use Community (1570066115)
C. Hachem-Vermette(1), E. Cubi(2), J. Bergeson(3)
(1)Faculty of Environmental Design, University of Calgary, Canada (2)Schulich School of Engineering, University of Calgary, Canada (3)Department of Chemical and Petroleum Engineering. University of Calgary, Canada

Abstract
Net zero energy buildings can significantly mitigate the environmental impact of the builtenvironment. While net-zero energy or energy-positive performance in single-family houses iswithin reach, achieving this goal in multistory and commercial buildings is an elusive challenge. This paper explores a solar mixed-use community that combines residential and commercialbuildings. Energy performance of this neighborhood is estimated in terms of energyconsumption and generation potential by means of building integrated PV systems. Designingand analyzing energy performance of a mixed-use community as an integrated system presents an opportunity to explore sharing of energy resources and interaction with the utility grid.
Résumé
Les édifices autosuffisants en énergie peuvent significativement réduire l’impact environnemental des bâtiments. Bien que l’autosuffisance des résidences mono-familiales est pratiquement disponible « à portée de la main », l’atteinte de cet objectif pour des immeubles ou pour les bâtisses commerciales et institutionnelles est encore loin d’être acquise. Cet article touche une communauté multifonctionnelle incluant des bâtiments résidentiels et commerciaux. La performance énergétique de ce voisinage est estimée en regard du potentiel de production et de consommation d’ énergie, en utilisant des composantes PV intégrées aux éléments de construction. Concevoir et analyser la performance énergétique de communauté multifonctionnelle en tant que système holistique offre l’opportunité d’explorer le partage de ressources énergétiques et leurs interdépendances ainsi que leurs « interactions » en regard de leur interconnexion à la grille d’énergie électrique.

9:20am
Integration of Organic Waste Recycling and Greenhouse Agriculture (1570094359)
J. Bambara, A. K. Athienitis Concordia University, Department of Building, Civil and Environmental Engineering,Montréal, Québec, Canada
Abstract
The objective of this paper is to determine the potential for using organic waste to operategreenhouses in Canada. TRNSYS was used to perform annual energy simulations of a 4,000m2 greenhouse. Results indicate that 9.1 million tonnes/yr organic waste could be used tooperate 1.12 million m² of new greenhouse agriculture area while producing 1,072 GWh/yr and 2,070 GWh/yr of exportable electrical and thermal energy, respectively. This research addresses the imminent problems of food and energy security, while at the same time offering promising solutions to the urgent issues of climate change and local food production.
Résumé
Cet article a pour but de déterminer le potentiel d'utilisation des déchets organiques pour opérer des serres au Canada. TRNSYS a été utilisé pour effectuer des simulations de consommation énergétiques annuelles d'une serre de 4000 m2. Les résultats indiquent que 91 millions de tonnes/an de déchets organiques peuvent être utilisés pour opérer 1,12 millions de m² de surface pour la serriculture tout en produisant 1072 GWh/an et 2070 GWh/an d'énergie électrique et thermique exportable, respectivement. Cette recherche porte sur les problèmes imminents de la sécurité alimentaire et de l'énergie, tout en offrant des solutions prometteuses pour les questions urgentes liées au changement climatique et à l’agriculture locale.

9:40am
Modelling of Air-Based Building Integrated Photovoltaic/Thermal (BIPV/T) Systems with Multiple Inlets (1570140247)
T. Yang, A. K. Athienitis Center for Zero Energy Building Studies, Department of Building, Civil and Environmental Engineering, Concordia University, Montreal, Quebec, Canada
Abstract
This paper studies the modelling of air-based building integrated photovoltaic/thermal (BIPV/T) systems with multiple inlets for solar houses. The experimental investigation of the BIPV/T prototypes with one and two air inlets in a full-scale solar simulator was conducted to develop the correlation for the convective heat transfer coefficient (CHTC) of the air channel with multiple inlets. The mathematical model for air-based BIPV/T systems with multiple inlets is proposed with integration with the CHTC correlation for BIPV/T air channels with multiple inlets, based on which a computer program is developed. The numerical study shows that a typical residential BIPV/T roof with 5 air inlets can increase thermal efficiency by 6.4% compared to a conventional BIPV/T system with 1 inlet.
Résumé
Cet article étudie la modélisation de systèmes photovoltaïques et thermiques à air intégrés au bâtiment et dotés d’entrées multiples pour les maisons solaires. Des expériences ont été menées sur des prototypes de tels systèmes munis d’une et de deux entrées d’air dans un simulateur solaire pleine échelle afin de développer la corrélation liée au coefficient de transfert de chaleur par convection de la conduite d’air à entrées multiples. L’étude propose un modèle mathématique pour les systèmes examinés qui tient compte de la corrélation susmentionnée pour les conduites d’air à entrées multiples et qui a permis l’élaboration d’un programme informatique. Les résultats montrent qu’un toit résidentiel typique pourvu d’un système photovoltaïque et thermique doté de cinq entrées d’air peut accroître l’efficacité thermique de 6,4 % comparativement à un système classique à une seule entrée.

10:00am
Parametric Design Analysis of Passive and Active Daylight RedirectingBlinds forSchematic Design Support (1570140513)
S. Yip, Y. Chen, A. Athienitis Concordia University, Montreal, Quebec, Canada
Abstract
Daylight redirecting blinds can help increase daylighting levels in buildings while preventing unwanted solar gain and glare. Since the simulation methods needed to accurately represent them are too time- and resource-intensive for early schematic design, design guidance is developed in support of design decisions that can be integrated into existing building design workflows. Passive and active blinds are analyzed comparatively over a range of parameters including building orientation, fenestration geometry, and building depth. The results for building geometry and interior daylight illuminance sufficiency can be used as design guidance in early schematic design in lieu of simulations.
Résumé
Des stores aptes à réorienter la lumière du jour permettraient non seulement d’accroître le degré d’éclairement naturel dans les édifices, mais également de contrer l’effet d’éblouissement ainsi que les gains thermiques solaires indésirables. Comme les méthodes de simulation nécessaires à la schématisation exacte de tels stores sont chronophages et exigent de nombreuses ressources dans les premiers stades d’un avant-projet de conception, nous avons élaboré des plans-guides afin d’étayer les décisions relatives à leur création et à leur intégration à des travaux en cours. Dans notre analyse de stores à technologie passive et active, nous avons comparé une variété de paramètres, notamment le climat, l’orientation et la profondeur de l’édifice, de même que la disposition des fenêtres. Nous avons établi des corrélations simples entre la géométrie du bâtiment et le caractère suffisant d’éclairement intérieur par lumière naturelle. Mieux que des simulations, ces données pourront servir de guides aux premiers stades de l’avant-projet de conception.

 

2) Water Resources Engineering and Management - 2) Ingeniere et gestion des resources en eau
Session Chair: Jim McConnach

9:00am
St. Lawrence River – Forecasted Drying EffectsWater Level and Flow Control Project (1570115351)
F. P. Gingras Hydro-Québec (retired), Canadian Academy of Engineers, Canadian Society for Senior Engineers
Abstract
Climate change experts forecast a 20 to 30% depletion of the flow of the St-Lawrence River by the end of the century. The St-Lawrence Seaway operation and the water intake of several towns are often in a critical condition as are some 18,000 kilometers of shoreline and over 1,200 square kilometers of precious wetlands.The St-Lawrence River basin can be seen as a cascade of eight lakes four of which are already managed by dams. Building four additional control works would make it possible to manage the water levels independently from the flow available and mitigate the climate change effect.
Résumé
Les experts en changements climatiques anticipent une réduction de 20 à 30 % des apports hydriques au niveau des Grands Lacs. L’exploitation de la Voie Maritime est souvent critique de même que l’approvisionnement en eau potable des populations et l’état de 18,000 kilomètres de rives et de 1,200 kilomètres carrés de milieux humides.L’ensemble du bassin du Saint-Laurent constitue une cascade de huit réservoirs dont quatre sont déjà contrôlés par des ouvrages. L’ajout de quatre ouvrages permettrait de gérer les niveaux indépendamment des débits et s’avèrerait la solution au changement climatique.

9:20am
Effect of Climate Change on Reference Evapotranspiration Based on Weighting Methods (1570094865)
M. J. Zareian(1), S. Eslamian(1), H. R. Safavi(2), A. Eslamian(3)
(1)Department of Water Engineering, College of Agriculture, Isfahan University of Technology,Isfahan, Iran
(2)Department of Civil Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran (3)Department of Building, Civil and Environmental Engineering, Concordia University, Montreal, Canada

Abstract
This study investigates the effects of climate change on evapotranspiration in the Zayandeh- Rud River Basin. The Isfahan weather station located in the East of the basin, was selected as the studied station. The combination of 15 GCM models was created based on the weighting method and based on the combined models, patterns of climate change including the ideal medium and critical ones were defined. Using the proposed patterns, the effects of climate change on temperature and evapotranspiration in Isfahan station were estimated under the A2 and B1 emission scenarios. The results showed that the annual temperature will increase between 0.63 to 1.13 °C in the eastern parts of the basin. Summer showed the maximum temperature increase. The A2 emission scenario shows more temperature increases in comparison with the B1 emission scenario. The results indicate that evapotranspiration increases by 3.1 to 4.8% in the basin. The results indicate the imbalance of agricultural water use in eastern part. In other words, the future conditions are difficult for the sustainability of water resources in the Zayandeh-Rud River Basin.
Résumé
La présente étude décrit les effets des changements climatiques sur l’évapotranspiration dans le bassin de la rivière Zayandeh-Rud. La station météo d’Ispahan, située à l’est de ce bassin hydrographique, a été choisie pour cette étude. La combinaison de quinze modèles MCG a été créée en fonction de la méthode de pondération. Sur la base des combinaisons faites, des modèles de changements climatiques – à savoir les modèles idéal, intermédiaire et critique – ont été définis. En utilisant les modèles proposés, on peut estimer, à la station d’Ispahan, les effets des changements climatiques sur la température et l’évapotranspiration selon les scénarios d’émissions A2 et B1. Les résultats indiquent que la température annuelle augmentera de 0,63 à 1,13 °C dans les régions orientales du bassin, l’été présentant la plus forte augmentation de température. Le scénario A2 illustre un plus fort réchauffement que le scénario B1. Les résultats indiquent en outre que l’évapotranspiration augmente de 3,1 à 4,8 % dans le bassin hydrographique. Ils montrent un usage asymétrique de l’eau agricole dans la partie orientale. En d’autres termes, les conditions futures s’annoncent difficiles pour la durabilité des ressources en eau dans le bassin de la rivière Zayandeh-Rud.

9:40am
Future Water Budget Projections in Mississippi Rideau Watershed Region (1570050529)
S. Kunjikutty, J. Oblak, P. Lehman Mississippi Valley Conservation Authority, Ontario, Canada
Abstract
The Future Water Budget Projections in Mississippi Rideau Watershed Region study is part of ‘the Mississippi Rideau Climate Change Vulnerability Assessment Project’. The main purpose of the study was to compare outcomes of different GCM scenarios in projecting the future climate and generate water budget components. Using climate data from the Ministry of Natural Resources and Forestry the GCM scenarios were selected by percentile method. The Drummond Centre climate station in the Mississippi River watershed and the Ottawa Airport station in the Rideau River watershed were used in this study. The baseline period of 1970-2000 was selected to project climate data for the periods of 2011-2040, 2041-2070, and 2071-2100. The Thornthwaite water budget model from the Ontario Ministry of Environment and Climate Change was used to generate the water budget components. In both watersheds, the selected models show high consistency and good agreement in the future temperature and precipitation projections. The rates of change in the temperature projections per year increased consistently in the future. Though the precipitation projections show an average increase of 10%, the precipitation projections have high variability similar to the baseline data. However, the rain in the summer and fall months decreases in the range of 0.01mm/yr. to 0.13mm/yr. (0.5% to 4.5%). These decreases were observed to appear early and remain for a prolonged period towards 2100. In both watersheds, the spring freshets appear to decrease and peak runoff occurs early by two or more weeks towards 2100. The shift in the timing of the peak runoff and its decease in amount is crucial for water managers. This is very critical for the Mississippi watershed as water management is often a compromise between water users such as tourism, hydropower generation, fisheries, and low flow augmentation, and depends on storage and release from the reservoirs. In the future, the runoff appears to increase only in the winter months. In the summer and fall months there is a consistent increase in the deficit (-1mm to - 27.3mm, >700%) and decrease in the runoff amount (>70%). This situation occurs early and exists for prolonged periods of time increasing the challenge for water managers to resolve conflicts over priorities among the water users and their needs.
Résumé
L’étude fait partie des Projections d’inventaire hydrique pour la région des bassins versants de la Mississippi et de la Rideau. L’objectif principal en est de comparer divers scénarios MCG (modèle climatique mondial) en projetant le climat futur et de générer les composantes de l’inventaire hydrique. L’étude se fonde sur les données climatiques du ministère des Ressources naturelles. Les scénarios MCG ont été sélectionnés selon la méthode percentile. Dans le cadre de ce travail, on s’est servi de la station climatologique Drummond Centre (pour la Mississippi) et de la station de l’aéroport d’Ottawa (pour la Rideau). La période de référence 1970-2000 a été choisie pour une projection des données climatiques concernant les périodes de 2011 à 2040, de 2041 à 2070 et de 2071 à 2100. Le modèle de « budget » Thornthwaite du ministère de l’Environnement a servi à générer les composantes de l’inventaire hydrique. Dans les deux bassins hydrographiques, les modèles montrent une forte cohérence et une convergence des projections de températures et de précipitations. Les taux de changement dans les projections de températures annuelles augmentent de manière constante au fil des ans. Bien que les projections de précipitations présentent une augmentation moyenne de 10 %, elles affichent une importante variabilité, à l’instar des données de référence. Cependant, la pluie durant les mois d’été et d’automne diminue de 0,01 mm/an à 0,13 mm/an (de 0,5 à 4,5 %). En outre, les diminutions observées se manifestent rapidement et se maintiennent pendant longtemps, vers l’année 2100. Dans les deux bassins hydrographiques, les crues printanières semblent diminuer, tandis que le pic de ruissellement se produira avec deux ou plusieurs semaines d’avance, vers 2100. La modification du calendrier pour le débit de pointe et son ralentissement s’avère cruciale pour les responsables de la gestion de l’eau. Elle devient même critique pour le bassin de la Mississippi, où cette gestion constitue un compromis entre les divers intervenants au dossier : infrastructure touristique, production d’hydroélectricité, pêche et système de micro-irrigation; on dépend ici complètement du remplissage et du vidage des réservoirs. Dans l’avenir, les eaux de ruissellement ne semblent devoir augmenter qu’au cours des mois d’hiver. Par contre, l’été et l’automne apporteront une augmentation constante du déficit (-1 mm à -27,3 mm, > 700 %), ainsi qu’une diminution de la quantité des eaux de ruissellement (> 70 %). Cette situation se produit tôt et se prolonge, ce qui complique le travail des gestionnaires de l’eau, appelés à résoudre les conflits de priorités en tenant compte des usagers et de leurs besoins particuliers.

 

3) Modeling and Analysis II - Modelisation et analyse II
Session Chair: Yupeng Wang

9:00am
Multi-objective Optimization Methods Applied to a Residential Solar Combisystem (1570050027)
A. Rey, R. Zmeureanu Centre for Zero Energy Building Studies, Department of Building, Civil and Environmental Engineering, Concordia University, Montreal, Quebec, Canada
Abstract
Solar heating systems for domestic hot water and space heating have been used to reduce primary energy consumption for residential buildings; however, the performance of such systems, known as combisystems, depends on their sizing. In this paper, two multi-objective optimization methods are applied to a combisystem in Montreal, Quebec, Canada, using the life cycle costand life cycle energy use. The multi-objective particle swarm optimization (MOPSO) method is compared to the weighted sum method (WSM) using the hybrid particle swarm optimization/Hooke-Jeeves (PSO/HJ) algorithm. The results show that MOPSO outperforms the WSM in terms of computing time, but provides dominated solutions.
Résumé
Les systèmes solaires thermiques pour le chauffage et l’eau chaude sanitaire ont été utilisés afin de réduire la consommation d’énergie primaire des bâtiments résidentiels ; cependant, la performance de tels systèmes, communément appelés « systèmes combinés », dépend de leur dimensionnement. Dans cet article, deux méthodes pour les problèmes d’optimisation multiobjectifssont appliquées à un système combiné situé à Montréal, Québec, Canada, via le coût et l’énergie du cycle de vie. Les méthodes « multi-objective particle swarm optimization (MOPSO) » et « weighted sum method (WSM) » utilisant l’algorithme hybride « particle swarm optimization/Hooke-Jeeves (PSO/HJ) » sont comparées. Les résultats montrent que MOPSO est plus rapide que la méthode WSM, mais fournit des solutions qui sont dominées.

9:20am
Two Dimensional Flow Simulations of a Dual Axis Wind Turbine (1570094095)
G. Naccache, M. Paraschivoiu Concordia University, Montreal, Canada
Abstract
A new wind turbine type is proposed and numerically analyzed. This turbine is similar to a Darrieus turbine which uses the lift force to produce power. To maximize power, the blades will move perpendicular to the flow between two axes; therefore we have termed this turbine a Dual Axis Wind Turbine. Between the two axes the blade moves at the optimum speed to create the maximum lift force. This concept is modeled here-in using computational fluid dynamics. A two dimensional simulation indicates that the power coefficient can be doubled.
Résumé
Le nouveau type d’éolienne proposé fait l’objet d’analyses numériques. Le dispositif est semblable à une turbine Darrieus qui exploite l’effet de portance dans le but de produire de l’énergie. Pour un rendement optimal, les pales se déplacent perpendiculairement à l’écoulement entre deux axes; nous avons donc baptisé ce dispositif « éolienne à deux axes ». Entre ces axes, la pale se meut à la vitesse optimale pour créer un maximum de portance. Le concept modélisé ici fait appel à la mécanique des fluides numérique (MFN). À noter, une simulation bidimensionnelle indique que le coefficient de puissance pourrait être doublé.

9:40am
Very-Large-Scale Simulation of Two Turbine Cascade Flow with Free Stream Turbulence (1570057769)
X. Wu Royal Military College of Canada, Kingston, Ontario, Canada
Abstract
Here, we investigate the migration and distortion of initially isotropic turbulent streams by a high pressure turbine cascade (the Langston turbine), and by a low pressure turbine cascade (the T106 turbine). Our approach is very-large-scale direct numerical simulation (VLS DNS). The results include frequency spectra of velocity fluctuations inside the laminar, transitional and turbulent boundary layers surrounding the blades. The frequency spectra were computed by first saving instantaneous velocity signals as a function of time over a long duration at selected locations. These signals were subsequently processed using the data-windowing technique to account for the non-periodicity of the temporal records. The skin friction coefficients in both cases were found to display wavy characteristics over the suction side of the blade prior to the completion of transition. The detailed flow fields near the stagnation point region was also thoroughly investigated.
Résumé
Nous avons examiné la migration et la distorsion d’écoulements turbulents isotropes à l’origine, et ce, au moyen des grilles d’aube de deux types de turbines : haute pression (modèle de Langston) et basse pression (modèle T106). Pour les besoins de notre étude, nous avons eu recours à la simulation numérique directe à très grande échelle. Les résultats obtenus portent notamment sur les spectres de fréquences des fluctuations de vitesse à l’intérieur des couches limites laminaires, transitoires et turbulentes entourant les ailettes. Pour calculer ces spectres de fréquences, nous avons d’abord considéré des signaux d’accélération instantanée en fonction du temps, à des endroits déterminés et sur une longue période. Par la suite, nous avons traité ces signaux à l’aide de la technique dite du fenêtrage des données. Ainsi, nous avons pu tenir compte de la non-périodicité des relevés temporels. Dans les deux cas, les coefficients de résistance de frottement mesurés révèlent des caractéristiques d’ondulation sur l’extrados des ailettes, avant l’achèvement de la transition. Par ailleurs, nous avons analysé en profondeur des données détaillées sur les champs de propagation situés à proximité du point de stagnation.

 

4) Miscellaneous - Diverse

9:00am
Engineering Solution: Global Cooling (1570075623)
François Poirier ENG GLOBAL INNOVACO INC
Abstract
Insufficient results in order to reduce Greenhouse Gas (mainly CO2) make it necessary to find a different approach and reduce Climate Changes. Global Warming happens faster than predicted and Greenhouse Effect alone cannot explain the problem magnitude. Oceans pollution and Greenhouse Effect at the surface of Oceans produce an increase of the surface water temperature and consequently an increase of the atmospheric temperature. Preliminary calculations indicate that these factors combined are as important as all known factors producing Climate Changes. An Engineering Solution exists in order to produce Global Cooling: Under the tropics the water temperature below 200meters deep is 4Celsius and the surface water temperature is over 20Celsius. It is feasible to pump cold water from under the sea to the surface and that will cool down the air.
Résumé
Des résultats insuffisants dans la lutte visant la réduction des Gaz à effet de serre (principalement le CO2) rende nécessaire la recherche d’une approche différente pour réduire les changements climatiques. Le réchauffement global survient plus rapidement que prévu et l’effet de serre seule ne peut pas expliquer l’ampleur du problème. La pollution des océans ainsi que l’effet de serre à la surface des océans produisent une augmentation de la température de l’eau en surface et, conséquemment une augmentation de la température atmosphérique. Les calculs préliminaires indiquent que ces facteurs combinés seraient aussi importants que l’ensemble des facteurs connus produisant des Changements Climatiques. Une solution d’ingénierie existe afin de produire un refroidissement global: Sous les tropiques, la température de l’eau à 200mètres de profondeur est 4Celsius et la température de l’eau de surface est au dessus de 20Celsius. Il est faisable de pomper l’eau froide en profondeur vers la surface et ainsi refroidir l’air.

9:20am
Development of a Sustainable Process to Reduce Carbon Dioxide Emissions Using Anaerobic Treatment (1570085763)
N. Abedi, C. N. Mulligan, L. Yerushalmi Concordia University, Montreal, Canada
Abstract
The atmospheric concentration of carbon dioxide (CO2), an important greenhouse gas (GHG), has increased significantly since the industrial revolution. Many attempts have been made for the removal of CO2 but they have not been highly efficient or economical. The present work aimed at the development of a sustainable process for industrial CO2 removal. Flue emissions containing CO2 are injected into an industrial wastewater by a counter-current flow scrubber, and biologically converted to methane which is a biogas based on the last step of anaerobic digestion process.
Résumé
Depuis la révolution industrielle, la concentration atmosphérique en dioxyde de carbone (CO2) – un important gaz à effet de serre (GES) – a crû considérablement. Si de nombreuses tentatives ont été entreprises afin d’éliminer le CO2, elles se sont avérées plutôt inefficaces et coûteuses. Le présent projet porte sur la mise au point d’un processus durable d’élimination industrielle du CO2. Ainsi, les émissions de gaz de combustion contenant du CO2 sont injectées dans des eaux usées industrielles à l’aide d’un épurateur placé à contre-courant. Par la suite, elles se transforment biologiquement en méthane. Ce biogaz est produit à la dernière étape du procédé de digestion anaérobie.

9:40am
SEAMlessTM Mobility: Shared, Electric, Autonomous, Multimodal Mobility (1570085337)
Catherine Kargas MARCON, Montréal, Québec, Canada
Abstract
If the rate of personal car adoption continues on today's pace, congestion and pollution will stifle cities. To meet the population's mobility needs, a SEAMlessTM mobility model needs to be implemented: Shared, Electric, Autonomous, Multimodal mobility that is seamlessly connected by technology providing complete information to citizens about mobility options. Such a system would incentivize those who make the most environmentally friendly mobility decisions.
Résumé
Si l’acquisition de véhicules personnels se poursuit au rythme actuel, la congestion et la pollution suffoqueront les villes. Afin de répondre aux besoins de mobilité de la population, le modèle SEAMlessMD (« Shared, Electric, Autonomous, Multimodal ») doit être mis en place. Offrant une mobilité à la fois partagée, électrique, autonome et multimodale, celui-ci fournit aux citoyens des renseignements complets sur les possibilités de déplacement grâce une technologie des plus efficaces. Un tel système stimulerait par ailleurs l’intérêt des personnes susceptibles de prendre les décisions les plus écologiques en matière de mobilité.

10:00am
Thorium – the Greenest Nuclear Power (1570064199)
P. Frenger A Working Hypothesis Inc., Houston, Texas, USA
Abstract
Thorium ore is four times more plentiful than Uranium. It needs no isotopic enrichment; breeder reactors convert Thorium to fissile Uranium-233. A molten salt reactor (MSR) employs a fluoride salt mixture operating at high temperatures and atmospheric pressure in an efficient, compact, modular design which is “walk-away safe”. These consume high-level radioactive wastes fromconventional atomic reactors thoroughly and the residue is dangerous only for 300 years. Diversion for nuclear weapons is extremely difficult. This technology was proven in the US in the 1950’s. Long overdue revival efforts are underway through Flibe Energy, Transatomic Power, Alvin Weinberg Foundation and others.
Résumé
Quatre fois plus abondant que l’uranium, le minerai de thorium ne nécessite aucun enrichissement isotopique. Par ailleurs, les surgénérateurs convertissent le thorium en uranium 233, une matière fissile. Dans un réacteur à sels fondus (RSF), un mélange de sels de fluorure est soumis à des températures élevées et à une forte pression atmosphérique. Modulaire, compact et efficace, le RSF est aussi des plus sécuritaires : il peut pour ainsi dire fonctionner sans surveillance. L’appareil consume entièrement les déchets hautement radioactifs provenant de réacteurs nucléaires classiques; la dangerosité des résidus se limite alors à 300 ans. Si la réaffectation des armes nucléaires reste extrêmement ardue, l’efficacité de la présente technologie a été démontrée dans les années 1950 aux États-Unis. Il était grand temps de lui redonner vie, ce à quoi s’ingénient maintenant des entreprises comme Flibe Energy ou Transatomic Power, la Fondation Alvin Weinberg et d’autres organisations.