Centralized solar PV generation forecast from the perspective of a distribution system operator

Tese de mestrado integrado, Engenharia da Energia e do Ambiente, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2018It is essential to have mechanisms to promote the integration of electricity from renewable energy sources in the power system from a technical, economic and social perspectives. Due to the stochastic nature of photovoltaic generation, good forecasts of future generation help grid operators and individual producers to better manage their operations, thus increasing the PV efficiency and competitiveness. This dissertation describes the development of a Random Forests forecasting algorithm for electricity generation of a photovoltaic power-plant from the perspective of Distribution System Operator. The model developed has the final aim to be a tool as support for grid management. The forecasting techniques chosen were Persistence and Random Forests. The inputs include a 3x3 matrix of weather forecasts, performed by a Numeric Weather Prediction model (centered on the location of the power-plant) astronomical and time variables. Two models were created: a Day-ahead model and an Intraday model. The Day-ahead model performs an hourly forecast early in the day using data from the previous day, while the Intraday is updated during the day, including photovoltaic generation data to correct the forecast made earlier by the Day-ahead model. Both models produce forecasts from 08:00 h to 18:00 h. They were tested with data for a location in Portugal with data from 2014. Several tests were carried out with different combinations of inputs in order to arrive at the combination of inputs that had a smaller prediction error (). The optimal combination, for both models, includes all Numeric Weather Prediction variables, the average of the photovoltaic generation from the two days before and astronomical and time variables. The for this test is 9.22% and 7.68%, for the Day-ahead and Intraday models, respectively. The Intraday model proved to be more accurate than the Day-ahead model and both performed accurate forecasts in clear days and were less accurate in irregular days.Com o aumento da utilização das energias renováveis, é essencial ter mecanismos para ajudá-las a serem aceites social e tecnicamente. Um dos mecanismos que recentemente começou a ser utilizado é a previsão de geração renovável, nomeadamente da eólica e, neste caso, a fotovoltaica. Devido à natureza estocástica da geração fotovoltaica, ter uma boa previsão da geração futura ajuda os operadores da rede e os produtores individuais a gerir melhor as suas operações, aumentando assim a eficiência e a competitividade. Esta tese consiste em criar um algoritmo com a utilização de modelos de aprendizagem inteligente, na linguagem de programação R, para prever a geração de uma central fotovoltaica, na perspetiva do Operador de Distribuição. O modelo desenvolvido tem o objetivo final de ser uma ferramenta como suporte para a gestão da grade. Existem vários tipos de modelos de previsão, os quais: modelo de persistência, modelos físicos (sendo o mais conhecido denominado de Previsão Numérica do Tempo), modelos estatísticos (que se dividem em métodos regressivos e modelos de aprendizagem inteligente), e modelos híbridos (que se dividem em modelos híbridos estatísticos e modelos híbridos físicos). Sendo um dos objetivos desta tese a utilização de modelos de aprendizagem inteligente, teve-se em conta os seguintes modelos: redes neuronais, k-vizinhos mais próximos, máquinas de vetor suporte e florestas aleatórias. Após a avaliação de cada um, o modelo de florestas aleatórias foi o escolhido para desenvolver as previsões de geração fotovoltaica. As florestas aleatórias é um modelo que se baseia em árvores de decisão. Este tem como método o desenvolvimento de um grande número de árvores, todas elas independentes entre si, elaborar uma previsão com base no resultado de todas as unidades. Para além disso, as florestas aleatórias são ainda um modelo recente na previsão de geração fotovoltaica, pelo que é interessante avaliar o modelo e aprofunda-lo. Para além deste modelo, também foi escolhido o modelo de persistência. Este assume que a geração fotovoltaica na unidade de tempo é igual à geração em +1, sendo por isso o modelo de previsão mais simples e utilizado como linha de base quando comparado com outros modelos de previsão mais complexos. Os dados utilizados como entrada no modelo desenvolvido foram: dados históricos de prodição da central fotovoltaica em estudo, previsões meteorológicas, numa matriz 3x3 centrada na localização da central fotovoltaica, cedidas pelo Instituto Português do Mar e da Atmosfera (feitas através do modelo físico Previsão Numérica do Tempo), variáveis astronómicas, dia juliano e hora solar; todos eles relativos aos anos 2013 e 2014. As previsões meteorológicas consistem nas variáveis: velocidade do vento, direção do vento, radiação, temperatura, pressão, componente u e v do vento. Para avaliar a precisão da previsão, recorreu-se ao calculo do erro da previsão, que visa comparar a previsão dada pelo modelo e produção fotovoltaica real. Para isso utilizou-se o erro quadrado médio. Foi também calculado um modelo de céu limpo com o objetivo de auxiliar as previsões, na vertente de produção e de irradiação. Com esse modelo foi calculado o índice de céu limpo também para ambas as vertentes. Para tornar o modelo mais versátil e adequado às necessidades do Operador de Distribuição, foram criados dois modelos: um modelo Dia-seguinte e um modelo Intradiário. O modelo Dia-seguinte consiste numa previsão horária no início do dia e é a primeira visão geral quanto ao perfil de geração que a central fotovoltaica terá nesse dia. Em primeiro lugar calculou-se o valor da previsão, para 2014, através do modelo de persistência de duas formas: uma fazendo a média do valor da produção dos dois últimos dias à hora em que se quer prever e assumir que essa será a produção do dia seguinte e outra fazendo o mesmo procedimento, mas com o valor do índice de céu limpo. De seguida, o modelo de árvores aleatórias foi desenvolvido. Neste caso, utilizou-se os dados referentes a 2013 para treinar e validar o modelo e os de 2014 para testa-lo. As entradas do modelo variaram entre várias combinações dos dados acima referidos. Foram feitas várias análises com o objetivo de encontrar a combinação de dados que resultasse no menor erro de previsão, entre elas: avaliação das variáveis meteorológicas, astronómicas e de tempo; avaliação da importância das variáveis meteorológicas relativas ao vento, inclusão de previsões meteorológicas elaboradas um e dois dias anteriores, interpolação linear das variáveis, inclusão de dados meteorológicos de pontos vizinhos e inclusão de dados de produção passada. O erro de previsão da persistência foi superior à maioria dos testes elaborados pelas florestas aleatórias, com a exceção do teste que incluiu todas as variáveis meteorológicas com as astronómicas e as de tempo mais dados de produção passada produziu o melhor resultado. Os respetivos erros foram de 9.92% e 9.22%. Por outro lado, o modelo Intradiário tem o objetivo de ser realizado ao longo do dia, incluindo a última geração de PV para corrigir a previsão feita pelo modelo Dia-seguinte. Neste caso, o modelo de persistência foi o primeiro a ser calculado. Assumiu-se que o valor da produção fotovoltaica e do índice de céu limpo da hora anterior seria igual à hora seguinte. Quanto ao modelo de árvores aleatórias, teve-se em conta o melhor resultado do modelo Dia-seguinte, ou seja, manteve-se as mesmas variáveis de entrada e adicionou-se a geração fotovoltaica da hora anterior. Neste caso, o erro de previsão da persistência foi superior ao erro gerado pelo teste das florestas aleatórias. Sendo que o erro da persistência foi de 10.40% e o erro do modelo Intradiário de florestas aleatórias foi de 7.68%. Posto isto, conclui-se que o modelo Intradiário mostrou ser mais preciso do que o modelo Dia-seguinte. Por sim, foram escolhidos quatro dias do ano de 2014, um para cada estação do ano: outono, inverno, primavera e verão. Observou-se que em geral o modelo Intradiário seguiu o perfil da geração fotovoltaica real com um maior rigor que o Dia-seguinte, o que cumpre com as espectativas e com o objetivo inicial de o modelo Intradiário ser um ajuste ao longo do dia do modelo Dia-seguinte. Aferiu-se também que ambos os modelos são mais precisos em dias limpos e pouco irregulares. Quanto a dias com nuvens e irregulares, os modelos têm mais dificuldade em prever o dia ou a hora seguintes. Este trabalho demonstra que é possível elaborar previsões de produção fotovoltaica com base em previsões meteorológicas, dados passados de produção e variáveis facilmente calculáveis como a hora solar, o dia juliano, o azimute e a altura solar. Num futuro muito próximo será imprescindível para operadores da rede o acesso a modelos de previsão. A previsão de produção será tão necessária para esses agentes como a previsão meteorológica é para a comunidade em geral

Evaluation of fresh milk as a novel excipient

Trabalho Final de Mestrado Integrado, Ciências Farmacêuticas, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2019Este estudo teve como objetivo avaliar o possível potencial inerente ao uso de diferentes tipos de leite fresco (leite magro, leite meio-gordo e leite gordo), em que estes terão a função de agente agregante e mascarante de sabor. Cada lote de pellets foi inicialmente produzido utilizando paracetamol, celulose microcristalina (MCC) como agente aglutinante, diferentes tipos de polímeros entre os quais a polivinilpirrolidona (PVP), a hidroxipropilmetilcelulose (HPMC), a carboximetilcelulose de sódio (SCMC) e água desionizada como veículo em cada um dos lotes, sendo que o seu objetivo principal foi o desenvolvimento das melhores condições de controlo do processo. Foi ainda desenvolvido um lote experimental com leite em pó. De seguida, produziram-se lotes com os mesmos componentes, mas desta vez, substituindo a água desionizada por diferentes tipos de leite fresco (leite magro, meio-gordo e gordo). Todas as formulações foram analisadas com os mesmos parâmetros: distribuição por tamanho, aspect ratio, perda por secagem, friabilidade, teor da substância ativa e ensaios de dissolução. Pellets com leite magro apresentaram um maior teor de substância ativa e pellets com 30% de MCC obtiveram uma menor taxa de libertação, com exceção dos pellets de leite magro. As formulações com SCMC demonstraram uma maior taxa de libertação da substância ativa. Ainda assim, os pellets de PVP produzidos com água desionizada e leite meio-gordo demonstraram ser os mais satisfatórios. O estudo demonstrou que o leite fresco é um excipiente adequado na produção de pellets para uso pediátrico.The goal of this study was to access the potential of using different types of fresh milk (half-fat, skimmed and fat milk) as a binding and taste masking excipient for manufacturing pharmaceutical dosage forms designed specifically for the paediatric population. Each batch of pellets was initially produced using paracetamol, microcrystalline cellulose (MCC) as a binder, different types of polymers between polyvinylpyrrolidone (PVP), hydroxypropyl methylcellulose (HPMC), sodium carboxymethyl cellulose (SCMC) as a super-disintegrant and deionized water as a vehicle in every single batch. An experimental batch with powder milk was also developed. Batches with fresh milk (skimmed milk, half-fat and fat milk) instead of deionized water were considered to manufacture pellets. All the products obtained were analyzed with the following parameters: size distribution, aspect ratio, LOD (Loss on Drying), friability, drug content and dissolution time. Pellets with skimmed milk showed the highest drug content and pellets made of 30% of microcrystalline cellulose had the slowest release rate, except for the skimmed milk pellets. The presence of sodium croscarmellose in the pellets increased the release. Yet, PVP pellets made with deionized water and half-fat milk proved to be the most satisfactory ones. The study has proved that fresh milk is suitable for the production of pellets for paediatric use.Università Degli Studi di Milano - Laboratorio di Biofarmaceutica e Tecnologia Farmaceutic

Autodeterminação, estratégias de coping e aceitação da dor na dor lombar crónica

Orientação: Barbara GonzalezObjetivos: Este estudo foca-se na Dor Lombar Crónica e pretende compreender as relações entre variáveis motivacionais de nível personológico, estratégias que os pacientes utilizam para lidar com a dor e aceitação da dor, e níveis de dor e de incapacidade reportados. Método: A amostra foi constituída por 50 indivíduos entre os 20 e os 89 anos (M=53,72; DP =16,82) com diagnóstico de Dor Lombar Crónica. Os participantes preencheram os instrumentos Questionário Sócio Demográfico e Clínico, Escala de Autodeterminação, Questionário da Satisfação das Necessidades Básicas, Inventário de Estratégias de Coping, Questionário de Aceitação da Dor Crónica, e Escala Numérica de Dor. Resultados: As estratégias de coping passivas evitação e preocupação têm relação positiva com a dor e incapacidade. A aceitação da dor está negativamente associada ao nível de dor. A evitação, a preocupação e a menor realização de atividades estão associadas a menor escolha percebida e autoconsciência. A realização de atividades tem relação positiva com a autonomia, competência, escolha percebida e autoconsciência. As estratégias de coping passivas medeiam parcialmente a relação entre a autodeterminação e o nível de dor reportado, ao contrário da aceitação da dor, que não medeia esta relação. Conclusão: Os resultados, na generalidade, são concordantes com a literatura, no sentido em que as estratégias de coping ativas, a satisfação das necessidades psicológicas básicas e a autodeterminação são preditoras de melhores resultados em pessoas com dor crónica.Objectives: This study focuses on Chronic Low Back Pain and intends to understand the relationships between motivational variables at the personological level, strategies that patients use to deal with pain and acceptance of pain, and levels of pain and disability reported. Method: The sample consisted of 50 individuals between 20 and 89 years (M = 53.72; SD = 16.82) with diagnosis of Chronic Low Back Pain. Participants filled out a demographic social and clinical questionnaire, plus the following instruments: Self- Determination Scale, Basic Needs Satisfaction Questionnaire, Pain Coping Inventory, Chronic Pain Acceptance Questionnaire, and Numerical Pain Scale. Results: The strategies of passive coping avoidance and concern have a positive relationship with pain and disability. The acceptance of pain is negatively associated with the level of pain. Avoiding, concern, and lowest realization of activities are associated with less perceived choice and self-awareness. The realization of activities has a positive relationship with autonomy, competence, perceived choice and self-awareness. Passive coping strategies partially mediate the relationship between self-determination and reported pain level, as opposed to acceptance of pain, which does not mediate this relationship. Conclusion: The results are generally in agreement with the literature, in the sense that active coping strategies, satisfaction of basic psychological needs and self-determination are predictive of better results in people with chronic pain

Plastic interactions with pollutants and consequences to aquatic ecosystems: what we know and what we do not know

Plastics are a group of synthetic materials made of organic polymers and some additives with special characteristics. Plastics have become part of our daily life due to their many applications and uses. However, inappropriately managed plastic waste has raised concern regarding their ecotoxicological and human health risks in the long term. Due to the non-biodegradable nature of plastics, their waste may take several thousands of years to partially degrade in natural environments. Plastic fragments/particles can be very minute in size and are mistaken easily for prey or food by aquatic organisms (e.g., invertebrates, fishes). The surface properties of plastic particles, including large surface area, functional groups, surface topography, point zero charge, influence the sorption of various contaminants, including heavy metals, oil spills, PAHs, PCBs and DDT. Despite the fact that the number of studies on the biological effects of plastic particles on biota and humans has been increasing in recent years, studies on mixtures of plastics and other chemical contaminants in the aquatic environment are still limited. This review aims to gather information about the main characteristics of plastic particles that allow different types of contaminants to adsorb on their surfaces, the consequences of this adsorption, and the interactions of plastic particles with aquatic biota. Additionally, some missing links and potential solutions are presented to boost more research on this topic and achieve a holistic view on the effects of micro- and nanoplastics to biological systems in aquatic environments. It is urgent to implement measures to deal with plastic pollution that include improving waste management, monitoring key plastic particles, their hotspots, and developing their assessment techniques, using alternative products, determining concentrations of micro- and nanoplastics and the contaminants in freshwater and marine food-species consumed by humans, applying clean-up and remediation strategies, and biodegradation strategies.This study was supported by the strategic programme UID/BIA/04050/2019 and the Emergemix project (PTDC/BIABMA/30922/2017) funded by national funds through the Portuguese Foundation for Science and Technology (FCT) I.P. and by the ERDF through the COMPETE2020ProgramaOperacionalCompetitividade e Internacionalizacao

Impacts of warming on aquatic decomposers along a gradient of cadmium stress

We evaluated the effects of cadmium and temperature on plant-litter decomposition by examining diversity and activity of aquatic fungi and leaf consumption by Limnephilus sp., a typical invertebrate shredder of Iberian streams. Freshly fallen leaves were immersed in a stream to allow microbial colonization, and were exposed in microcosms to a gradient of cadmium (≤11 levels, ≤35 mg L-1 ). Microcosms were kept at 15 ºC, a temperature typically found in Iberian streams in autumn, and at 21 ºC to simulate a warming scenario. The increase in temperature stimulated leaf decomposition by microbes, fungal reproduction and leaf consumption by the shredder. Conversely, increased cadmium concentrations inhibited fungal reproduction and diversity, and leaf consumption by the invertebrate. Cadmium concentration inhibiting 50% of fungal reproduction, microbial decomposition and leaf consumption by the shredder was higher at 15 ºC than at 21 ºC, suggesting that higher temperatures can lead to increased metal toxicity to aquatic decomposers.This study was supported by the Portuguese Foundation for Science and Technology through the projects PTDC/CLI/67180/2006 (FCOMP-01-0124-FEDER-007112) and PEst-C/BIA/UI4050/2011

Are aquatic fungi able to evaluate microplastic impacts on leaf litter decomposition process?

Microplastics (MPs) have been recognized as a threat, and an ecotoxicological risk for aquatic ecosystems. MPs toxicity is determined by their physical and chemical properties, including particle size, shape, surface area or polymer type. Aquatic hyphomycetes are a group of fungi that have the greatest ecological effects on freshwater ecosystems, as they are involved in a key process on these ecosystems, the decomposition of plant litter in streams. These fungi have the ability to degrade and consequently transform leaf material into a more suitable food source for stream detritivores, being important mediators in the energy and nutrient transfer to higher trophic levels. The knowledge on the impacts of MPs on aquatic fungi and the processes they driven is very scarce, so the main goal of this study was to assess the impacts of different sizes of MPs (fragments, FR; and pellets, PE) on the leaf litter decomposition, measuring functional aspects such as leaf mass loss, fungal reproduction and activity of plant litter degrading enzymes. A microcosm experiment was used with monocultures and combinations up to three aquatic hyphomycetes species (Articulospora tetracladia, Tricladium splendens, and Heliscus lugdunensis), where concentrations of FR (0.5 and 2 g L-1) and PE (2 g L-1) were added. We expected that: i) the presence of FR could negatively affect all functional aspects; ii) the impacts of the PE could not be so strong as FR impacts, as PE has a bigger size than FR; iii) the traits of the fungal species would matter to face MP exposure because the traits of certain fungal species may be of greater importance than species number to maintain ecological processes. FR or PE led to a stimulation of leaf mass loss especially in combinations of two aquatic hyphomycetes. Consequently, the activity of degrading enzymes increased in the presence of 0.5 g L-1 FR and PE. Fungal sporulation rate increased in the presence of FR, especially for monocultures and combinations of three aquatic hyphomycetes, while the presence of PE decreased fungal sporulation in combinations of the three aquatic hyphomycetes. Our results showed the MPs influence in the activity and diversity of microbial decomposers, putting at risk the processes they drive in freshwaters. This suggest the aquatic hyphomycetes as potential microorganisms to be used to evaluate the MPs impacts on leaf decomposition process

FLAMMABILITY OF ORNAMENTAL SPECIES FOR FIRE MANAGEMENT IN WILDLAND-URBAN INTERFACE IN PARANÁ STATE

The objective of this work was to evaluate the flammability of ornamental species as a tool for fire management in areas of wildland-urban interface in Paraná. For this, native ornamental species and exotic species were selected. Initially, the following morphological characteristics of the leaves, which are associated with the flammability of the selected species were evaluated: texture, exudates, hairiness and enervation. The flammability characteristics of the species were analyzed through burning experiments. Fifty 1g burns of freshly harvested plant material of each species were conducted in an epiradiator. The variables collected were: ignition frequency (FI), time to ignition (TI), combustion duration (DC) and combustion index (CI). These variables were statistically analyzed by the SNK test at 95% probability. The Cluster test was also performed to identify different levels of flammability of the species tested as a function of the morphological characteristics and the flammability parameters obtained in the epiradiator tests. The results showed that FI and TI were lower in most native species (except Verbena rigida), differing statistically from exotic ones. There were differences among the species as a function of the species leaf morphology and the flammability parameters measured during the burning. It can be inferred that most native species may have been considered slightly flammable and exotic as flammable, with the exception of the species Euonymus japonica, classified as zero flammability, concluding that native species are the most suitable for use in fire management in wildland-urban interface areas in Paraná, and should be intensively used in landscaping

THE INFLUENCE OF STREET TREES ON URBAN MICROCLIMATE

The microclimatic improvement is often cited as one of the benefits generated by urban trees, however, there are few studies which quantitatively address this effect. The aim of this paper was to compare the microclimate of streets with and without trees. Therefore, three samples containing a stretch of street with and without trees were selected, with the street with trees being composed of different species. The temperature, relative humidity and wind speed data were measured by automatic Kestrel® meteorological ministations installed on the street with trees and another in the street without trees. The data collection period was from 9 AM to 3 PM, and the monitoring interval was every 1 minute during all four seasons starting in the winter of 2011. The comparative analyses were done using the Student’s t-test (99%). The results indicated that the air temperature in a street with trees was on average 1.7 °C lower than a street without trees, the relative humidity was 6.9% higher and the wind speed was 0.04 m/s lower.  There was no statistical difference for temperature between the street with “ipê” in the winter and spring. There was no difference for wind speed in the summer between the street with other trees and the street with “ipê” and “tipuana”. It was concluded that street trees provide a pleasant microclimate, and this influence was statistically significant

As redes sociais como meio de prova no processo civil

Este trabalho pretende compreender a evolução social diante da era tecnológica dentro do processo civil, especificamente na produção de provas através das redes sociais. As redes sociais fazem parte da vida das pessoas, em um contexto social onde a sociedade vive conectada, expondo suas atividades cotidianas em uma rede com milhões de usuários, é através dessas plataformas que se pode alcançar a informação sobre qualquer coisa, inclusive sobre dados pessoais. No decorrer do trabalho serão observadas todas as fases processuais até o momento da fase probatória, levantando as suas características, bem como o conceito de prova, seus meios e formas de produção. A mutação da sociedade através da internet será respaldada com o estudo de Leis específicas, como o Marco Civil da Internet e outras leis referentes à política de privacidade estabelecida na plataforma de comunicação para que, assim, haja a compreensão da corriqueira existência de prints das redes sociais nos processos, utilizadas como prova documental eletrônica e a forma de adaptação e recepção tanto do ordenamento jurídico quanto do Poder Judiciário dessa nova modalidade de prova