Visibility Assessment of New Photovoltaic Power Plants in Areas with Special Landscape Value

Power plants based on renewable sources offer environmental, technical and economic advantages. Of particular importance is the reduction in greenhouse gas emissions compared to conventional power plants. Despite the advantages, people are often opposed to the construction of these facilities due to their high visual impact, particularly if they are close to places with a great cultural and/or landscape value. This paper proposes a new methodology for identifying the most suitable geographical areas for the construction of new photovoltaic (PV) power plants in zones of special scenic or cultural interest, helping to keep the environment free from the visual intrusions caused by these facilities. From several repeated analyses, the degree of visibility of the new PV plant, the potential observation time of passing visitors, considering the route they follow and their speed, and the increase in visibility of the plants when seen totally or partially with the sky as background, are determined. The result obtained is a map showing the ranking of the geographical areas based on a variable calculated in such analyses: the Global Accumulated Perception Time (GAPT). The application of this methodology can help the different agents involved in the decision-making process for the installation of new PV plant by providing them with an objective visibility criterion

Mitochondrial physiology

As the knowledge base and importance of mitochondrial physiology to evolution, health and disease expands, the necessity for harmonizing the terminology concerning mitochondrial respiratory states and rates has become increasingly apparent. The chemiosmotic theory establishes the mechanism of energy transformation and coupling in oxidative phosphorylation. The unifying concept of the protonmotive force provides the framework for developing a consistent theoretical foundation of mitochondrial physiology and bioenergetics. We follow the latest SI guidelines and those of the International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) on terminology in physical chemistry, extended by considerations of open systems and thermodynamics of irreversible processes. The concept-driven constructive terminology incorporates the meaning of each quantity and aligns concepts and symbols with the nomenclature of classical bioenergetics. We endeavour to provide a balanced view of mitochondrial respiratory control and a critical discussion on reporting data of mitochondrial respiration in terms of metabolic flows and fluxes. Uniform standards for evaluation of respiratory states and rates will ultimately contribute to reproducibility between laboratories and thus support the development of data repositories of mitochondrial respiratory function in species, tissues, and cells. Clarity of concept and consistency of nomenclature facilitate effective transdisciplinary communication, education, and ultimately further discovery

Estrategias para la evaluación del impacto visual de plantas fotovoltaicas mediante sistemas de información geográfica

El marco en el que se engloban los trabajos de investigación que dan lugar a los artículos recogidos en el compendio de publicaciones, que conforman esta tesis doctoral, es la búsqueda de los lugares más adecuados para la construcción de nuevas infraestructuras eléctricas. Lugares en los que se respeten ciertos criterios establecidos de observabilidad desde determinados puntos de observación. El término observabilidad no aparece en el diccionario de la Real Academia Española (RAE), sin embargo, en este trabajo el término observabilidad representa el número acumulado de horas, en las que un objeto puede ser visto por cada uno de los posibles observadores durante un periodo de tiempo determinado. Esta nueva variable, tal como se ha definido, es más afín al impacto visual que la visibilidad, que, o bien, hace referencia a la cualidad de ser visible, o bien, a la distancia a la que pueden reconocerse o verse los objetos, según recoge la RAE. Las infraestructuras eléctricas consideradas, en los estudios realizados en la elaboración de este trabajo, son centrales eléctricas basadas en energías renovables, fundamentalmente plantas fotovoltaicas (FV) y determinadas instalaciones asociadas a las mismas, como líneas eléctricas aéreas de alta tensión (HVOPL). Para este fin, se han utilizado Sistemas de Información Geográfica (GIS), cuya eficacia en el análisis de datos espaciales es ampliamente reconocida. La superposición de capas de datos geográficos en un GIS permite realizar complicados cálculos y facilita la visualización de los datos obtenidos en un mapa geográfico, con el fin de resolver problemas complejos de planificación y gestión, convirtiéndose así, en una valiosa herramienta de apoyo en la toma de decisiones. A pesar de las ventajas medioambientales que ofrecen las centrales fotovoltaicas, existen algunas restricciones respecto a la aceptación social de estas instalaciones. Una de estas restricciones es el impacto visual que pueden generar en las personas a causa de cambios indeseados en el paisaje, provocando el rechazo de la población local y, por ende, el retraso o anulación de la construcción de nuevas instalaciones de este tipo. En este contexto, se desarrolló inicialmente una metodología para clasificar los lugares factibles de una determinada zona geográfica, para la construcción de nuevas plantas fotovoltaicas en función de su observabilidad (aportación 1). Esta metodología se basa en métodos de fuzzy viewshed (cuencas visuales difusas) y decaimiento visual con la distancia, que permiten calcular el número máximo de horas, de un día medio, en las que la nueva planta fotovoltaica puede ser vista por cada posible observador. Este observador puede estar fijo en un lugar (in situ) o en movimiento, viajando por carretera. Los resultados, en formato de mapas, ayudan a identificar visualmente las mejores áreas de la zona estudiada. Posteriormente, se presenta un segundo trabajo que expone una metodología de ayuda a la identificación de las rutas óptimas para la construcción de nuevas HVOPL, bajo un criterio de observabilidad, permitiendo la selección de aquellas rutas con menor tiempo de observación, en una determinada zona de estudio (aportación 2). Esta metodología utiliza métodos de fuzzy viewshed y una función de decaimiento cuyos valores decrecen con la distancia. La aplicación de esta metodología sobre un sistema GIS consigue un conjunto de rutas que une los puntos origen y destino de la nueva HVOPL, creando un corredor visual, que incluye todas las rutas posibles con una observabilidad de sus apoyos por debajo de un determinado umbral límite. Finalmente se presenta una metodología mejorada para evaluar la observabilidad de futuras plantas FV en zonas con un especial valor paisajístico y/o cultural, donde el rechazo que pueden sufrir este tipo de instalaciones por su alteración visual de la escena puede ser importante (aportación 3). Como posibles observadores se han considerado los caminantes o senderistas que se desplazan por los caminos que atraviesan la zona estudiada. La percepción que los observadores tienen de este tipo de instalaciones es evaluada mediante una nueva variable denominada Tiempo de Percepción Acumulado (APT). Esta variable representa el valor acumulado de las posibles horas al año en las que la nueva instalación fotovoltaica puede ser vista por todos los observadores potenciales que recorren todos los puntos de observación de una determinada ruta. Para realizar una evaluación más precisa de la percepción visual que los observadores pueden tener de este tipo de instalaciones, se han incluido dos nuevos componentes para el cálculo de APT. Un factor que considera exclusivamente la parte visible de la planta FV y un índice que tiene en cuenta la parte de la instalación que puede ser vista sobre la línea del horizonte. Esto permite dar mayor grado de visibilidad a aquellas instalaciones que se ven total o parcialmente por encima del horizonte. Esta metodología puede ayudar a los diferentes agentes implicados en la toma de decisiones a clasificar los lugares más adecuados para la instalación de nuevas plantas FV bajo un criterio de percepción visual, manteniendo los entornos de especial interés cultural o paisajístico a salvo de perturbaciones que puedan causar un impacto visual

Probabilistic reference model for hourly PV power generation forecasting

This paper presents a new probabilistic forecasting model of the hourly mean power production in a Photovoltaic (PV) plant. It uses the minimal information and it can provide probabilistic forecasts in the form of quantiles for the desired horizon, which ranges from the next hours to any day in the future. The proposed model only needs a time series of hourly mean power production in the PV plant, and it is intended to fill a gap in international literature where hardly any model has been proposed as a reference for comparison or benchmarking purposes with other probabilistic forecasting models. The performance of the proposed forecasting model is tested, in a case study, with the time series of hourly mean power production in a PV plant with 1.9 MW capacity. The results show an improvement with respect to the reference probabilistic PV power forecasting models reported in the literature

Net demand short-term forecasting in a distribution substation with PV power generation

The integration of renewable energies, specifically solar energy, in electric distribution systems is increasingly common. For an optimal operation, it is very important to forecast the final net demand of the power distribution network, considering the variability of solar energy combined with the variability of the electric energy consumption habits of population. This paper presents the methodology followed to forecast the net demand in a power distribution substation. Two approaches are considered, the net demand direct prediction, and the indirect prediction with the forecasts of PV power generation and load demand. Artificial Neural Network (ANN) based models and autoregressive models with exogenous variables (ARX) are used to predict the net demand, directly and indirectly, for the 24 hours of the day-ahead. The methodology is applied to a medium voltage distribution substation and the direct and indirect forecasts are compared

Electric power distribution planning tool based on geographic information systems and evolutionary algorithms

The expansion of electric distribution networks in new geographic areas is a tedious task. Once the position of the low voltage power substations has been decided, the planning engineers need to select the routes for the new power lines ensuring more efficient connections among the substations. This paper presents the methodology followed to plan the set of overhead power lines which achieves the optimal distribution network with the minimum installation and maintenance costs. The methodology is based on the use of Geographic Information Systems, which provide the needed functions to find feasible and economic routes for the new overhead power lines linking the substations, and an evolutionary algorithm which selects the optimal links. The application of the proposed methodology allows finding the optimal solution under an economic perspective in an automatic manner

Day-ahead probabilistic photovoltaic power forecasting models based on quantile regression neural networks

This paper presents the results obtained in the development of probabilistic short-term forecasting models of the power production in a photovoltaic power plant for the day-ahead. The probabilistic models are based on quantile regression neural networks. The structure of such neural networks is optimized with a genetic algorithm which selects the values for the main parameters of the neural network and the variables used as inputs. These input variables are selected among a set of variables which includes chronological, astronomical and forecasted weather variables related to the location of the power plant. The forecasts correspond to quantiles of the hourly power generation in the photovoltaic power plant for the daytime hours of the day-ahead. The forecasts are obtained in the first hours of the day, allowing their use for preparing bid offers for the day-ahead in electricity markets