CCTC 2013 TECHNICAL SESSIONS
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Parallel Technical Sessions I - Séance technique parallèle I
Monday - Lundi

Modeling I - Modélisation I “Thermal Storage”
Room EV2.260
Session Chair: Dr. Grant Clark, CSChE, McGill

2:30pm
MOD1-1 Importance of Proper Design of Vertical Ground Heat Exchangers According to Weather Conditions
Frazin Masoumi Rad, Alan S Fung, Wey Leong, M Ebrahim Poulad, Ryerson U.
Abstract
This study demonstrates the importance of proper design of a vertical ground heat exchanger according to weather conditions. The geographical change in weather should be considered while designing for ground source heat pump systems. Therefore comparisons of a house utilizing a ground source heat pump with a vertical ground heat exchanger were made to a house located in the Town of Milton in Ontario with simple weather data, as well as with comprehensive weather data. Models were created using the transient energy system simulation tool TRNSYS to simulate the different scenarios.
Résumé
Cette étude démontre l'importance de la bonne conception d'un échangeur de chaleur vertical du sol en fonction des conditions météorologiques. Le changement géographique par temps devrait être considérée lors de la conception des systèmes de pompe géothermique. Par conséquent comparaisons d'une maison en utilisant une pompe à chaleur géothermique avec un échangeur de chaleur vertical du sol ont été apportées à une maison située dans la ville de Milton en Ontario avec des données météorologiques simples, ainsi que des données météorologiques globales. Les modèles ont été créés en utilisant les transitoires d'énergie TRNSYS système de simulation d'outils pour simuler les différents scénarios.

2:50pm
MOD1-2 Understanding Optimization Factors in Sizing Ground-Source Heat Pumps in Hybrid Systems
Hiep V Nguyen, Masih Alavy, Wey Leong, Seth Dworkin,Ryerson U.
Abstract
Ground-source heat pump (GSHP) systems are clean, renewable alternatives to conventional space heating and cooling. Hybrid GSHPs, in which a ground loop meets base load and a conventional system meets peak load are an economical alternative to costly installations. A recent methodology developed at Ryerson University in sizing hybrid GSHP systems has shown great success compared to current rules-of-thumbs used by the industry. Using this mathematical, computational approach, a sensitivity analysis was performed to determine the effects of geographical location (weather patterns) and operating costs on sizing hybrid GSHP systems.
Résumé
Les thermopompes utilisant le sol comme source de chaleur (GSHP) constituent des solutions de remplacement propres et renouvelables aux installations classiques de chauffage et declimatisation des locaux. Les installations à GSHP hybrides, qui combinent une boucle souterraine fournissant une puissance de base avec des appareils classiques assurant les charges de pointe, représentent une solution avantageuse et économique. Une méthodologie de dimensionnement des installations à GSHP hybrides récemment élaborée à l’Université Ryerson a produit d’excellents résultats en comparaison des règles pratiques actuellement utilisées par l’industrie. Au moyen de cette méthode mathématique et numérique, une analyse de sensibilité a été effectuée pour déterminer les effets de l’emplacement géographique (situations météorologiques).

3:10pm
MOD1-3 Simulation Numérique Du Comportement Dynamique D'un Echangeur Eau-Sol

Rezki Nebbali, Laboratoire d’Energetique Mechanique du Materiaux
Résumé
Ce travail porte sur l'étude thermique d'un échangeur eau/sol. Ce dernier, contrairement aux échangeurs air/sol, améliore l'efficacité des échanges de chaleur et nécessite un espace réduit concomitant à un faible coût d'exploitation. Le sol, par son inertie thermique, constitue un milieu tampon dont la température reste stable en profondeur. En première approche, on examine la distribution de la température dans le sol afin de déterminer la profondeur d'enfouissement de l'échangeur qui doit assurer le refroidissement souhaité. En seconde approche, la caractérisation de l'échangeur eau/sol s'avère nécessaire. On fait, alors, apples équations de mouvement et d'énergie mises en jeu. Des simulations numériques sont effectuées sur une période estivale sous les conditions climatiques d'Avignon (Sud de la France). Le choix de cette période est justifié par l'application qui intéresse le refroidissement des serres de cultures ou des bâtiments. L'évolution de la température de sortie de l'eau de cet échangeur au cours du temps montre que le sol assure un refroidissement continue pendant une période limitée. En effet, à cause de la faible diffusivité thermique du sol, la température du sol au voisinage immédiat de l'échangeur augmente pour gagner l'ensemble de l'échangeur après quelques heures de fonctionnement.Afin d'assurer un refroidissement continue de l'eau, on prévoit un autre échangeur identique, placé à la même profondeur, qui prend le relais. Pendant que le premier refroidit l'eau chaude en provenance d'une installation externe, le second dissipe dans le sol, par simple recirculation de l'eau, la chaleur cumulée lors de son précédent cycle de refroidissement. Ce fonctionnement en intermittence va permettre au premier échangeur de retrouver son état initial et assurer à nouveau le refroidissement de l'eau.

3:30pm
MOD1-4 Regulating Underground Boundaries for Geothermal Energy Systems

Seama Koohi-Fayegh,Marc A Rosen, UOIT
Abstract
A semi-analytical model that couples a model outside the borehole with one inside the borehole is proposed. To examine the effect of temperature rise in the soil surrounding a vertical ground heat exchanger on the performance of an associated ground heat pump, the model inside the borehole needs to reflect the transient temperature difference between the running fluid and the borehole wall temperature. In this model, the borehole wall temperature is assumed to be transient and the results of this model are compared with those for a constant borehole wall temperature. It is shown that transient borehole wall temperature assumption results in more accurate temperatures for the circulating fluid flowing to the heat pump.
Résumé
Unmodèle semi-analytique combinant un modèle représentant les paramètres (température et flux) à l’extérieur du trou de forage à un modèle adapté aux variables à l’intérieur du trou est proposé. Pour étudier l’effet de l’élévation de température du sol entourant un échangeur de chaleur souterrain sur la performance d’une thermopompe associée utilisant le sol comme source de chaleur, le modèle adapté à l’intérieur du trou de forage doit rendre compte de la différence transitoire entre les températures du fluide en circulation et de la paroi du trou de forage. Dans ce modèle, on suppose que la température de la paroi du trou de forage est variable, et les résultats sont comparés à ceux obtenus dans le cas d’une température de paroi constante. Il est démontré qu’en prenant comme hypothèse une température de paroi du trou de forage variable, on obtient des résultats plus précis sur la température du fluide circulant vers la pompe à chaleur.

3:50pm
MOD1-5 A Numerical Coupled Model for the Aquifer Thermal Energy Storage (ATES) System

Tri Nguyen-Quang,Zineddine Alloui, Ecole Polytechnique de Montreal - Ilhami Yildiz, Jin YueNguye, Quangn, Yildez, Yue; Dalhousie U.
Abstract
Aquifer Thermal Energy Storage (ATES) systems are conceived to conserve the waste heat from industrial processes. The ATES system at Bio-Environmental Engineering Center (Dalhousie University Agriculture Campus), utilizing a naturally occurring subsurface aquifer as heat storage, has been under operation since 2003. Based on a system of Darcy’s equation for fluid flow in porous aquifer systems and energy conservation equation for heat transfer and storage, our coupling mathematical model will predict the effects of the flow regime on efficiency and reliability of the subsurface heat storage system. The equations will be solved by the finite difference method. This study intends to provide a viable pumping and injection strategy for an ATES system to function effectively for a greenhouse system in the future.
Résumé
Les systèmes ATES (Aquifer Thermal Energy Storage) sont conçus pour conserver la chaleur résiduaire des procédés industriels. Le système ATES au Bio-Environmental Engineering Center (Campus d’Agriculture de l’Université Dalhousie) qui utilise un réservoir aquifère naturel pour le stockage de la chaleur a été en fonctionnement depuis 2003. Notre modèle mathématique, basé sur un système de couplage des équations de Darcy pour un écoulement de fluide dans les couches poreuses et de conservation de l'énergie pour le transfert et de stockage de chaleur, permet de prédire les effets du régime d'écoulement sur l'efficacité et la fiabilité du système de stockage de chaleur souterrain. Les équations seront résolues par la méthode de différences finies. Cette étude visera à fournir une stratégie d'injection et un pompage viable afin de fonctionner avec efficacité dans l'avenir note système ATES associé à une maison écologique.


Net Zero Energy Buildings I - Édifices net-zéro énergie I
Room EV1.162
Session Chairs: Dr. A.Athienitis, Concordia U., Dr. A. Fung, Ryerson U.

2:30pm
N0E1-1 Introduction to Session by the Session Chair
Dr. Andreas Athienitis

2:50pm
N0E1-2 Evaluation of the Potential of Attached Solariums and Rooftop Greenhouses in Quebec:

Diane Bastien, Andreas Athienitis, Concordia U.
Abstract
The addition of a solarium to a house or a rooftop greenhouse on an existing building may provide many benefits: they can provide heat to the buildingand adequate conditions for growing vegetables whileoffering additional floor area. The objective of this paper is to evaluate the energy potential of retrofitted solariums and greenhouses for the province of Québec. A total of eight case studies have been simulated using EnergyPlus. Results indicate that solariums could collectfrom 27.6kWh/m2 to 144.1 kWh/m2of net useful heat per floor areaof solarium while rooftop greenhouses could reach net zero heating consumption or even generate moderate surplus heat.
Résumé
L’ajout d’un solarium à une maison ou d’une serre sur le toit d’un bâtiment existant peut offrir de nombreux avantages : ils peuvent fournir de la chaleur au bâtiment adjacent et des conditions adéquates pour la culture des légumes ainsi qu’une surface de plancher supplémentaire. Cet article a pour but d’évaluer le potentiel énergétique de l’intégration de solariums et de serres à des bâtiments existants au Québec. Huit scénarios ont été simulés à l’aide du logiciel EnergyPlus.Les résultats indiquent qu’un solarium pourrait recueillir une chaleur nette utile variant entre 27,6 et 144,1 kWh/m2 de surface de plancher de solarium, tandis qu’une serre installée sur un toit pourrait atteindre une consommation énergétique nette zéro pour le chauffage ou même générer un léger surplus de chaleur.

3:10pm
N0E1-3 Development of Canadian Building Archetypes in TRNSYS for NZEB Analysis,
Tamasauskas, Kegek, Suyne, NRCAN
Abstract
This paper presents the development of a Canadian building archetype library using the TRNSYS energy simulation program. The objective of the described work is to create a set of reference buildings for the analysis of high efficiency heating and cooling systems. A total of two building types are selected and developed for five distinct climate regions and two construction vintages. For each building type, the building geometry, envelope, and reference mechanical system is described. A summary of key energy performance results is then presented, along with a discussion of future work.
Résumé
Cet article présente la construction d’une bibliothèque canadienne archetype à l’aide du programme de simulation énergétique TRNSYS. Les travaux décrits ont pour objectif la création d’un ensemble de bâtiments types de référence aux fins de l’analyse de systèmes de chauffage et de climatisation à haute efficacité. Deux types de bâtiments ont été choisis et modélisés pour cinq régions aux climats distincts et pour deux époques de construction. Pour chaque type de bâtiment, l’article décrit la géométrie du bâtiment, son enveloppe et le système mécanique de référence. Il présente un sommaire des résultats les plus significatifs en matière de rendement énergétique, ainsi que les travaux qui s’ensuivront.

3:30pm
N0E1-4 Simplified Approach to Thermal Modeling of a Building Integrated Photovoltaic/thermal Façade
Hailu, Fung, Dash, UOIT
Abstract
T
he paper presents a theoretical study of the influence parameters such as air flow velocity and spacing between a photovoltaic panel and glass wall of photovoltaic/thermal (PV/T) integrated curtain wall. The outlet air temperature for different velocities and spacing between the PV panel and the glass wall was determined. For a given air velocity, increasing the spacing between the PV panel and the glass wall has the effect of decreasing the outlet temperature. Both the thermal and electrical energy were found to be higher in winter and fall seasons. From May to November, higher air velocities led to negative thermal energy recovered. Generally, in winter and fall seasons, increasing the air flow velocity increases the thermal and electrical efficiency. These results indicate that for given design parameters development and deployment of fan control strategies may be necessary to optimize the total energy production; both thermal and electrical.
Résumé
Cet article présente une étude théorique de l’influence de paramètres comme la vitesse d’écoulement d’air et l’espace entre un panneau photovoltaïque et la paroi de verre du système photovoltaïque et thermique intégré dans le mur-rideau. La température de sortie d’air pour différentes vitesses et l’espace antre le panneau photovoltaïque et la paroi de verre ont été déterminés. Pour une vitesse d’air donnée, augmenter l’espace entre le panneau photovoltaïque et la paroi de verre a pour effet de diminuer la température de sortie. Les productions d’énergie thermique et électrique ont été trouvées plus élevées en hiver et en automne. De mai à novembre, une vitesse d’air plus importante entraine une énergie thermique récupérée négative. Généralement, en hiver et en automne, augmenter la vitesse d’écoulement d’air augmente l’efficacité thermique et électrique. Ces résultats indiquent que pour des paramètres de conception donnés, des stratégies de contrôle du ventilateur peuvent être nécessaires pour optimiser la production énergétique totale ; thermique et électrique.

3:50pm
N0E1-5 Feasibility of Building Integrated Photovoltaic- Thermal Collector (BIPV/T) with Two-stage Variable Capacity Air Source Heat Pump in Toronto Area (GTA)
R. Kamel1,*, A. S. Fung1 and Q. Noire2
1 Ryerson University 2 Icam

Abstract
In this feasibility study, analyses have been conducted to estimate the potential benefits of integrating photovoltaic thermal collector (BIPV/T) with air source heat pump. A mathematical model has been developed to predict the electrical output and the useful thermal energy obtained from the PV/T system during the heating season. The effect of the air mass flow rate, the duct depth and the PV/T system configuration (number of PV/T systems in rows NR and series NS) on thermal energy production, electrical energy production, heat pump coefficient of performance (COP) and the electricity consumed by the heat pump has been investigated. It is found that the COP could be increased from 2.74 to 3.45. The results show that the heat pump electricity consumption for heating purpose was reduced by 20.2% with combining PV/T systems with air source heat pump. For the same total number of PV/T systems used in one array, it is better to have NS greater than NR in order to produce more thermal energy. This consideration has slight effect on the total electricity production.
Résumé
Dans cette étude de faisabilité, des analyses ont été menées pour estimer les avantages potentiels de la combinaison d’un capteur thermique photovoltaïque (PVIB/T – système photovoltaïque et thermique intégré au bâtiment) avec une thermopompe utilisant l’air comme source de chaleur. Un modèle mathématique a été conçu pour estimer l’électricité et l’énergie thermique utile générées par le système PV/T durant la saison du chauffage. L’étude a évalué les effets du débit massique d’air, de la profondeur du conduit et de la configuration du système PV/T (nombre de rangées, NR, composées d’une série de NS panneaux PV/T) sur la production d’énergie thermique et d’énergie électrique, sur le coefficient de performance (COP) et sur l’électricité consommée par la thermopompe. L’étude révèle que le COP s’est accru, passant de 2,74 à 3,45. Les résultats montrent également que la consummation d’électricité de la thermopompe aux fins de chauffage a été réduite de 20,2 % en combinant le système PV/T à la thermopompe utilisant l’air comme source. Pour le même nombre total de panneaux PV/T utilisés dans une même configuration, il est préférable d’avoir une série plus nombreuse de NS panneaux, sur un nombre moindre de rangées NR, pour produire davantage d’énergie thermique. Cette configuration a un léger effet sur la production totale d’électricité.

 

Engineering for Adaptation I - Ingénierie et adaptation I
Room EV2.309
Session Chair: Andy Jones, CSSE, IEEE

2:30pm
ADP1-1 Résurgence Des Anciens Rituels De Demande De La Pluie En Contexte De Réchauffement Climatique: Des Paroles Chantées Pour S'adapter En Pays Goh (Ouest De La Côte d'Ivoire)
S. Chérif1, 1 University Alassane Ouattara, Côte d’Ivoire
Résumé
Cette communication analyse l’ingénierie des agriculteurs ivoiriens visant leur adaptation dans un contexte de variabilité climatique. Menée dans le canton Goh de la région montagneuse de Côte d’Ivoire, cette étude ethnographique montre une vulnérabilité avérée des paysans aux aléas climatiques à travers notamment un risque d’insécurité alimentaire et l’adoption de stratégies visant leur adaptation par des techniques traditionnelles d’origine culturelle et cultuelle. Dans ce processus d’adaptation, la gente féminine est mise à contribution avec deux chants d’appel de la pluie, Kpa yiri man hé et lahi yo yo lé, psalmodiés lorsque la période d’ensoleillement se prolonge.
Abstract
This presentation analyzes the engineering of Côte d’Ivoire’s farmers aiming at their adaptation in context of climatic variability. Led in the Goh canton of the western mountainous region, this ethnographical study shows the turned out vulnerability of peasants to the climatic hazards through in particular a risk of food insecurity and the adoption of strategies aiming at their adaptation by traditional techniques of cultural and religious origin. In this adaptation process, women are put in contribution with two songs of rain call, Kpa yiri man hé and lahi yo yo lé, chanted when the sunshine period goes on.

2:50pm
ADP1-2 Captage Et Destruction De Biogaz Du Lieu D'enfouissement Sanitaire De La Régie Intermunicipale De La Région De Thetford (RIRT)
J. Dib1, S. Davidson et P. Fournier Tetra Tech inc., Boucherville, Québec, Canada
Résumé
Le gouvernement du Québec a lancé un appel d'offres afin de capter et détruire les biogaz des sites d'enfouissement qui n'ont pas l'obligation réglementaire de le faire. En réponse à ceci, en partenariat avec BPR inc., la Régie intermunicipale de la région de Thetford capte les biogaz formés suite à la biodégradation des matières résiduelles enfouies dans son site. Cette entente de partenariat a facilité la mise en place d’un projet nécessitant d'importants investissements. L’appel à un consultant externe, Tetra Tech, et cette façon de faire amènent davantage de connaissances et de savoir-faire. Ce projet a donné une deuxième vie au site fermé.
Abstract
The Quebec government has launched a call for tenders in order to capture and destroy the biogas from landfills that do not have a regulatory obligation to do so. In response to this, in partnership with BPR inc., the Régie intermunicipale de la région de Thetford captures the biogas formed due to the waste’s biodegradation, buried in its site. This partnership agreement has facilitated the establishment of a project requiring large investments. Calling an external consultant Tetra Tech and in this way of doing things brings more knowledge and expertise. This project has given a second life to a closed site.

3:10pm
ADP1-3 Climate Change Adaptation Strategies for Rural Infrastructure Design in Cambodia

Dr Chan Darong1 B. Dr David G Lees2
1 His Excellency, Director General, General Directorate for Technical Affairs, Ministry of Rural Development, Royal Government of Cambodia 2 ADB Consultant

Abstract
Cambodia has over 40,000 km of rural roads. It annually suffers heavy rains and flooding followed by droughts. Flooding with loss of rural connectivity can have a devastating effect on the livelihoods of the population. These impacts are expected to become more pronounced and severe under the influence of climate change. The aim is to identify concerns about climate change, quantify the impacts and modify designs in order to make roads resilient to climate change. The design modifications are a component of larger Climate Change Adaptation Strategies. The lessons learned will be incorporated into guidelines to be replicable elsewhere.
Résumé
Le Cambodge a plus de 40.000 km de routes rurales. Il subit chaque année de fortes pluies et des inondations suivies de sécheresses. Les inondations et la rupture de connectivité en milieu rural qui en suite peut avoir un effet dévastateur sur les moyens de subsistance de la population rurale. Ces impacts sont censés d'être plus prononcés et graves sous l'influence du changement climatique. Le but est
l'identification des préoccupations liées au changement climatique, la quantification des impacts et la modification des dessins afin de rendre les routes résilientes au changement climatique. Les modifications de conception sont une composante des stratégies d'adaptation du climat plus larges. Les acquis seront incorporés dans les lignes directrices à être reproduits ailleurs.

3:30pm
ADP1-4 World Agricultural Policies for Climate Adaptation and Energy Conservation

S. Barrington1,2, Bijaya Adhikari2, Christian Walters2,3
1 Concordia University, and Consumaj Inc., 2550 Vanier, St Hyacinthe, Qc, Canada J2S 6L7, 2Affiliated to l’Université européenne de Bretagne, Rennes, France. 3 Agrocampus Ouest/INRA, 65 rue de St Brieuc, CS 84215, 35042 Rennes
Abstract
Even if the primary and secondary agricultural sectors share 3 and 6% of world energy resources, associated management policies create secondary effects on world resources which have a much greater impact. Agriculture uses 60 and 37% of the world water and land resources, while generating 12% of greenhouse gases. Its low profitability explains: the rural migration towards urban areas increasing service issues and risks of climatic disasters; 25% food production wastage leading away from climate change adaptation. This paper proposes a solution favoring higher rural populations, and improved world food security and resource sustainability.
Résumé
Si les secteurs agro-alimentaires primaire et secondaire n’utilisent que 3 et 6% des ressources énergétique mondiales, leurs politiques de gestion créent des répercussions beaucoup plus larges. L’agriculture utilise 60 et 37% des ressources mondiales en eau et sol, et génère 12% des gaz à effet de serre. Ses faibles profits expliquent : la migration rurale vers les milieux urbains augmentant un manque de services et des risques de désastres climatiques. Le présent article propose une solution améliorant les profits agricoles, diminuant les présentes pressions urbaines, et améliorant la sécurité alimentaire mondiale et la pérennité des ressources.

 

Education, Program, & Strategy I Education, programmation et strategies I
Room EV2.184

Session Chairs: Mengyang Zhang, Memorial U

2:30pm
EDU1-1 Teaching Energy Issues At a University
Jason Donev and Yuen-ying Carpente, U. Calgary
Abstract
The University of Calgary has launched several energy literacy initiatives. In addition to having an energy concentration available for both engineers and natural science majors, the University of Calgary has started an innovative course on energy for non-technical students. This large lecture course uses blended learning and student response systems to promote a wide understanding of the entire energy sector among students from business, arts and humanities backgrounds. This award-winning course allows students entering the energy industry in non-technical roles to understand the importance of the sector to Canada's future. This paper will discuss this course, and future plans to grow this into an on-line course available to people outside of the University of Calgary. Eventually, this course will hopefully be available to interested parties across Canada.
Résumé
L’Université de Calgary a lancé plusieurs initiatives d’amélioration des connaissances sur l’énergie. En plus d’une concentration dans cette discipline offerte aux ingénieurs et aux personnes spécialisées en sciences naturelles, elle a mis sur pied un cours innovateur à l’intention des étudiants dans un domaine non technique. Cours magistral destiné à de grands groupes, il repose sur des méthodes d’apprentissage hybride et des systèmes axés sur les réponses des étudiants. Ainsi, les étudiants ayant une formation en affaires, en arts ou en sciences humaines peuvent mieux comprendre le secteur de l’énergie dans son ensemble. Ce cours primé permet à l’étudiant qui sera appelé à jouer un rôle non technique dans l’industrie de l’énergie de saisir l’importance du secteur pour l’avenir du Canada. Cette présentation traite du cours en question et des plans futurs visant à le rendre accessible en ligne à des personnes en dehors de l’Université de Calgary. Il est à souhaiter qu’ilsoitun jour offert aux parties intéressées dans l’ensemble du Canada.

3:10pm
EDU1-2 Managing GHG Reduction and Reengineering of the Communication Proces

Sophie Marcouiller, OIQs
Abstract
A carbon tax is a pollution tax that is used to levy fees on the production, distribution or use of fossil fuels based on how much carbon their combustion emits. It can be targeted towards industries and citizens to encourage alternative technologies and energy uses. This study attempted to answer the questions: Why has a carbon tax been able to be implemented in British Columbia but not at a nationwide scale? What have been the social, political and economic factors for this? In trying to answer these questions, this study analyzed the reciprocal influences between the industry, government and public.
Résumé
La taxe de carbone est une sorte de taxe sur la pollution et utilisée pour prélever des redevances sur la production, la distribution ou l'utilisation des combustibles fossiles sur la base de la quantité de carbone que leur combustion émet. Cette étude a tenté d’apporter la réponse aux questions suivantes: Pourquoi une taxe de carbone a-t-elle pu être mise en oeuvre en Colombie-Britannique, mais non à l'échelle nationale? Quels ont été les facteurs politiques et socio-économiques reliés à cela? En essayant de répondre à ces questions, cette étude a analysé les influences réciproques entre l'industrie, le gouvernement et le public.

3:30pm
EDU1-3 Assessment of Carbon Tax as a Policy Option in Canada

Asena Cansu Yildiz and Trevor Barnes, UBC; Iiham Yildiz, Dalhousie U.
Abstract
A carbon tax is a pollution tax that is used to levy fees on the production, distribution or use of fossil fuels based on how much carbon their combustion emits. It can be targeted towards industries and citizens to encourage alternative technologies and energy uses. This study attempted to answer the questions: Why has a carbon tax been able to be implemented in British Columbia but not at a nationwide scale? What have been the social, political and economic factors for this? In trying to answer these questions, this study analyzed the reciprocal influences between the industry, government and public.
Résumé
La taxe de carbone est une sorte de taxe sur la pollution et utilisée pour prélever des redevances sur la production, la distribution ou l'utilisation des combustibles fossiles sur la base de la quantité de carbone que leur combustion émet. Cette étude a tenté d’apporter la réponse aux questions suivantes: Pourquoi une taxe de carbone a-t-elle pu être mise en oeuvre en Colombie-Britannique, mais non à l'échelle nationale? Quels ont été les facteurs politiques et socio-économiques reliés à cela? En essayant de répondre à ces questions, cette étude a analysé les influences réciproques entre l'industrie, le gouvernement et le public.

 

4:10pm Monday – Lundi:  Break – Pause

 

Séance technique parallèle II - Parallel Technical Sessions II
Modeling II Modélisation II Design & Analysis- 2 “Residential and Urbans Systems”

Room EV2.260
Session Chair: Dr. Grant Clark, McGill U

4:35 pm
MOD2-1 Exergy Analysis of a Residential Thermal Storage System

Jason Ng Cheng Hin,Radu Zmeureanu,Marc A Rosen, UOIT
Abstract
An exergy analysis is reported for the thermal storage portion of a solar combisystem. The exergy calculation modules were integrated within a model of a solar combisystem, which was developed for this study using the TRNSYS environment. Four different combisystem configurations are presented: the base case and three optimized combisystems. The results include daily and monthly exergy storage profiles of the two storage tanks as well as the exergy efficiencies. The two storage tanks act more as exergy transmission tanks rather than storage tanks and larger collector areas increase the exergy efficiencies of the tanks.
Résumé
Une analyse exergétique est effectuée sur le stockage thermique d’un système solaire combiné. Les modules de calcul de l'exergie ont été intégrés dans un modèle de système solaire combiné, lequel a été développé en utilisant l'environnement TRNSYS. Quatre configurations différentes de système solaire combiné sont présentées : Le cas de base et trois cas optimisés. Les résultats comprennent les profils journaliers et mensuels de stockage de l’exergie des deux réservoirs, ainsi que ceux des rendements exergétiques. Les deux réservoirs se comportent plus comme des réservoirs de transmission exergétique plutôt que des réservoirs de stockage. L’augmentation de la surface des capteurs solaires accroît les rendements exergétiques des réservoirs.

4:55pm
MOD2-2 Determining the Performance of Green Buildings and Associated Technologies

Nicholas Vlachopoulos,RMC Tina Basso, Queen’s U.
Abstract
This study summarizes the current strategies that are being employed by the Canadian Department of National Defence (DND) with regards to green buildings. The ultimate goal of this research is to evaluate the current policy with regards to green buildings and to obtain real energy performance data of such infrastructure in order to help bridge the gap between policy and practice, and provide guidance on green building implementation strategies. Additionally, this project will examine if a green building rating system (i.e. LEED) sets an adequate sustainability standard for the many unique infrastructure requirements of a national defence organization.
Résumé
L’étude résume les stratégies du ministère canadien de la Défense nationale (MDN) en matière de bâtiments écologiques. L’objectif ultime de la recherche consiste à évaluer la politique actuelle et à obtenir des données réelles sur le rendement énergétique de ce type d’ouvrages, afin d’aider à combler le fossé entre politique et pratique et de formuler des recommandations sur les stratégies de mise en oeuvre d’une politique de bâtiments durables. Le projet a aussi pour but d'évaluer si un système de classification de bâtiments écologiques (LEED) établit des normes de durabilité adaptées aux nombreuses exigences uniques des infrastructures d’une organisation de défense nationale.

5:15pm
MOD2-3 Redefining Affluence in China: Carbon Emission From Private Transportation

Peter Yun Zhang,Murray Metcalfe, Yu-Ling Cheng U. of Toronto
Abstract
This work focuses on the link between economic growth and carbon dioxide (CO2) emissions in China's transportation sector. By examining national and regional data for the twenty years from 1990 to 2010, we show that the ratios of vehicle ownership to income for Beijing and Shanghai represent the upper and lower bounds for all other Chinese provinces/cities. Through this case study and a quantitative model, we identify several key technical and policy factors that are crucial in decoupling carbon emissions from the rapid increase in affluence.
Résumé
Ces travaux portent sur le lien entre la croissance économique et les émissions de dioxyde de carbone (CO2) dans le secteur du transport en Chine. Une étude des données nationales et régionales portant sur 20 années, de 1990 à 2010, montre que les modes de développement de Beijing et Shanghai, deux des villes de Chine les plus aisées, forment une « enveloppe » en ce qui a trait aux émissions de CO2 provenant des transports. Une étude plus approfondie de la politique de planification urbaine et du transport montre que la qualité et l’envergure des réseaux de transport public, l’infrastructure que représentent les voies de circulation dans les villes et les coûts de possession d’un véhicule privé (stationnement, permis, essence et entretien) jouent un rôle important dans les habitudes de déplacement des propriétaires de véhicules.

5:35pm
MOD2-4 Modeling Rural Electrification in Bihar, India Towards 2030

M. Freire-Gormaly, M. Metcalfe1, Y-L. Cheng ,University of Toronto
Abstract
Over 400 million citizens in India are without basic access to electricity, the highest percentage live in the state of Bihar. By modeling rural electrification methods, we investigated ways to supply the basic energy needs of the citizens of Bihar. Individual technologies were analysed to determine the change in emissions and costs due to switching from kerosene to solar lanterns, and biomass gasification. Scenarios were developed to estimate state-wide emissions, projected towards 2030, for on-grid and off-grid users. The analysis demonstrated the use of mini-grids can greatly off-set emissions from kerosene, and reduce costs to consumers.
Résumé
Plus de 400 millions de citoyens de l'Inde n'ont pas accès à l'électricité, le pourcentage le plus élevé vivre dans l'état du Bihar. En modélisant des méthodes d'électrification rurale, nous avons étudié les moyens de satisfaire les besoins énergétiques des citoyens de Bihar. Différentes technologies ont été analysées afin de déterminer l'évolution des émissions et les coûts dus au passage du kérosène lanternes solaires, et la gazéification de la biomasse. Les scénarios ont été développés pour estimer les émissions échelle de l'État projetées vers 2030, pour le réseau et hors-réseau aux utilisateurs. L'analyse a démontré l'utilisation de mini-réseaux peuvent grandement compenser les émissions de kérosène, et de réduire les coûts pour les consommateurs.

 

Net Zero Energy Buildings II - Édifices net-zéro énergie II
Room EV1.162
Session Chairs: Prof. Bale Reddy, UOIT & David Naylor, Ryerson U.

4:35 pm
N0E2-1 Comparison of Centralized and Decentralized Seasonal Thermal Energy Storage Within Net-zero Energy Communities

S.J. Self, M.A. Rosen and B.V. Reddy, UOIT
Abstract
The role of seasonal thermal energy storage systems within net-zero energy communities is explored. Seasonal thermal energy storage systems have been of interest in recent years, due to prospective benefits in areas of efficiency, economics and environmental impact. Depending on the composition and characteristics of a community, the most appropriate community thermal storage may differ from that for a single building. This study compares features of centralized and decentralized community-level seasonal thermal energy storage. Centralized and decentralized seasonal storage use is compared based on efficiency, economics and environmental impact, and associated benefits and shortcomings of each are identified. Overall both decentralized and centralized systems offer benefits but centralized systems are often better suited for communities.
Résumé
Dans cette étude, on examine le rôle des systèmes de stockage saisonnier d’énergie thermique dans les communautés à consommation énergétique nette zéro. Ces systèmes ont suscité un certain intérêt au cours des dernières années, car ils présentent des avantages potentiels sur les plans du rendement, de l’économie et de l’impact environnemental. Selon la composition et les caractéristiques d’une communauté, le système de stockage thermique le mieux adapté peut différer de celui utilisé pour un bâtiment donné. Cette étude établit une comparaison entre les caractéristiques d’un stockage saisonnier d’énergie thermique centralisé et celles d’un stockage thermique décentralisé au niveau de la communauté. Les systèmes de stockage saisonnier centralisé et décentralisé font l’objet d’une comparaison en ce qui a trait au rendement, à l’économie et à l’impact environnemental; on énumère aussi les avantages et inconvénients des deux modes de stockage. Bien que dans l’ensemble, les systèmes centralisés et décentralisés offrent des avantages, le stockage centralisé est souvent mieux adapté à une communauté.

4:55pm
N0E2-2 A Study of the Effect of Variation in Soil Thermal Conductivity on a Ground Source Heat Pump System

B. Jowkar 1, W.H. Leon1 and M.A. Rosen 2
1 Ryerson University, Ontario, Canada 2 UOIT

Abstract
The impact of variation in the soil thermal conductivity on the performance of a ground source heat pump (GSHP) system is investigated using experimentally determined thermal conductivity data for three soil types: coarse sand, fine sandy loam, and loam. A transient system modelling software, TRNSYS, is used to model the GSHP system currently being utilized at the Kortright Centre in Vaughan, Ontario, Canada. The GSHP system is connected to a three-storey archetype sustainable house with a basement. The GSHP is connected to separate systems for cooling (via an air handling unit) and heating (via in-floor heating). The simulation is performed for one year (8760 hours), with soil thermal conductivity at three different moisture levels (complete dryness, field capacity and full saturation) for each soil type. The results show a reduction in heat pump electricity consumption with increasing soil thermal conductivity. In addition, a variation in the heat pump electricity consumption among the three soil types is observed, suggesting that the heat pump performance is dependent on soil type as well.
Résumé
On étudie les effets de la variation de conductivité thermique du sol sur les performances d’une thermopompe utilisant le sol comme source de chaleur (GSHP) au moyen de données expérimentales sur la conductivité thermique de trois types de sol : sable grossier, limon sableux fin et limon. Un logiciel de modélisation de système transitoire, TRNSYS, sert à modéliser le système de GSHP en cours d’utilisation au Kortright Centre à Vaughan, en Ontario, au Canada. Le système de GSHP est raccordé à une maison durable Typique de trois étages avec sous-sol. La GSHP est reliée à des systèmes séparés pour le refroidissement (par l’intermédiaire d’un appareil de ventilation) et le chauffage (plancher chauffant). La simulation se rapporte à une année (8 760 heures), la conductivité thermique de chaque type de sol étant considérée à trois niveaux d’humidité différents (dessiccation complète, capacité de rétention et saturation totale). Les résultats indiquent que la pompe à chaleur consomme de moins en moins d’électricité à mesure qu’augmente la conductivité thermique du sol. En outre, la consommation d’énergie électrique par la pompe à chaleur varie selon les trois types de sol, indiquant que les performances de la pompe dépendent également du type de sol.

5:15pm
N0E2-3 Heat Transfer Effectiveness of Borehole Heat Exchangers for Various Grouts: Analysis Based on Numerically Simulated Thermal Response Tests

T. Śliwa, M.A. Rosen, AGH University Science - Technology, Kraków, Poland, and UOIT,
Abstract
The results are described of thermal response tests (TRTs) based on numerical simulation of different borehole heat exchangers (BHEs), aimed at understanding and predicting the heat transfer effectiveness of borehole heat exchangers for various types of grout. The numerical simulations consider three BHE construction types: coaxial, single U-tube and double U-tube. The results assess quantitatively and qualitatively the influence of grout on thermal efficiency and, further, determine the reasonableness of incurring higher costs in order to improve BHE performance by utilizing grouts with high thermal conductivity.
Résumé
Cet article présente des résultats d’essais de réponse thermique effectués par simulation numérique de divers échangeurs de chaleur en trou de forage. Le but est de comprendre et de prévoir l’efficacité du
transfert de chaleur des échangeurs pour divers types de coulis. Des simulations numériques ont été effectuées pour trois types de construction d’échangeurs thermiques en trou de forage: coaxial, tube en U simple et tube en U double. Les résultats permettent d’évaluer quantitativement et qualitativement l’effet du coulis sur le rendement thermique et, par la suite, de déterminer s’il est raisonnable de dépenser davantage pour des coulis à plus haute conductivité thermique dans le but d’améliorer le rendement des échangeurs de chaleur en trou de forage.

5 :35pm
N0E2-4 Preliminary Testing of a MicroCCHP System for Canadian Climate

P. Lele, N. Ekrami, Z. M. Hasib, S. B. Dworkin, A. S. Fung, D. Naylor* Ryerson U. * Corresponding author: dnaylor@ryerson.ca
Abstract
HVAC&R related building operations account for 22% of Canadian secondary energy demand [1]. Other northern countries have similar expenditures. Cogeneration is a popular method of improving efficiency, but the heat produced must be discarded in the summer. Tri-generation is an improvement on cogeneration because it uses this heat to drive a chiller. Research in implementing tri-generation in a residential setting is important to make net-zero energy homes more attainable. A LiCl-water based absorption chiller was recently installed at the Toronto and Region Conservation Authority's Archetype Sustainable House in Vaughan, Ontario. The chiller was integrated into the house's existing cogeneration system. The house has over 300 sensors capable of a sample time of 5 seconds. Experiments were undertaken to investigate the performance of the chiller when charging. This paper presents preliminary experimental and simulation results, namely observed component and system behaviour. This work is important, as it elucidates the performance possible with a cogeneration unit that is undersized with respect to the chiller.
Résumé
Le fonctionnement des equipements de CVCA et R dans les immeubles represente 22 % de la demande en energie secondaire au Canada [1]. Dans les autres pays nordiques, les depenses sont similaires. La cogeneration est une methode largement employee pour accroitre le rendement, mais la chaleur produite doit etre eliminee en ete. La trigeneration constitue une amelioration, car elle permet d’utiliser cette chaleur pour faire fonctionner un refroidisseur. La recherche sur l’implantation de la trigeneration dans un contexte residentiel est essentielle pour rendre plus abordables les maisons a consommation energetique nette zero. Un refroidisseur a absorption a eau/LiCl (chlorure de lithium) a recemment ete integre au systeme de cogeneration de la maison Archetype Sustainable House de l’Office de protection de la nature de Toronto et de la region a Vaughan, en Ontario. Celle-ci possede plus de 300 capteurs qui assurent un temps d’echantillonnage de 5 secondes. Des experiences ont ete menees pour etudier la performance du refroidisseur lors de la charge. Le present article detaille les resultats preliminaires experimentaux et de simulation, a savoir ceux portant sur le composant observe et le comportement du systeme. Ce travail revet de l’importance, car il etablit la performance d’une unite de cogeneration sous-dimensionnee par rapport au refroidisseur

 

Engineering for Mitigation I - Ingénierie et atténuation 1
Room EV2-309
Session Chair: Dr. Catherine Mulligan, Concordia U.

4:35 pm
MIT1-1 Across Region Comparison of Transportation Greenhouse Gas Emissions and Its Relationship with Urban Form, Transit Accessibility and Emerging Green Technologies: Montréal Vs Québec City

Seyed Zahabia & Luis Miranda-Morenoa, McGill; Zachary Patterson, Concordia; Philippe Barlac, U Laval
Abstract
This research focuses on estimating a GHG emission inventory at the household level using completely disaggregate trip data and taking into account all emitting modes. The impact of urban form (UF) and
transit accessibility (TA) characteristics on household level GHG emissions is then quantified and compared across two major cities in Quebec, Canada (Montreal and Quebec City). A simultaneous equation modeling framework is then implemented to investigate the link between UF, TA, socio-demographics, and travel GHGs. Our findings are consistent with the literature. Moreover, neighborhood types have important effects on GHGs. According to our results, the two most efficient strategies to reduce GHGs at the regional and household level seem to be the continuous fuel-efficiency improvement of the private motor-vehicle fleet and the increase of transit accessibility.

4:55pm
MIT1-2 Nuclear Fuel Waste Consumed and Eliminated: Energetically Enormous, Economically Sound, Environmentally Responsible

Peter Ottensmeyer, U Toronto
Abstract
Fast-neutron reactors (FNRs) refuelled with the world’s stored used nuclear fuel waste and depleted uranium would create $ 2,300 trillion non-carbon electricity ($ 320,000 for every person on earth). Compared to using coal to produce electricity this approach would avoid the release of 19 trillion tonnes of CO2, 6.4 times the current CO2 content of the atmosphere. This course also eliminates the million-year radiotoxicity of used reactor fuel. The technology exists today with appropriate commercial FNRs now available. The approach would have a major global mitigating impact on the CO2 component of GHG emissions into our atmosphere.
Résumé
Réacteurs à neutrons rapides (RNR) ravitaillent avec le stock des déchets de combustible nucléaire et l'uranium appauvri du monde créerait $ 2,300 billions de l'électricité non-carbone (320.000 $ pour chaque personne sur terre). Par rapport à l'utilisation du charbon pour produire de l'électricité cette approche permettrait d'éviter la libération de 19 milliards de tonnes de CO2, soit 6,4 fois la teneur actuelle de CO2 dans l'atmosphère. Ce cours serait également éliminer complètement la radiotoxicité de millions d'années du combustible utilisé du réacteur. La technologie existe aujourd'hui avec appropriées RNR commerciaux actuellement disponibles. L'approche aurait un impact majeur sur l'atténuation de la composante CO2 des émissions de GES dans l'atmosphère.

5:15pm
MIT1-3 A Review of the Effects and Control of the Mercury Emissions From Cement Industry

Faizul M. Mohee, U Waterloo
Abstract
The emission of hazardous wastes like Mercury from cement plants is a big concern to the environmentalists, due to its significant hazardous effect on the human life. Environmental Protection Agency in USA has published a final amendment to the National Emission Standards for Hazardous Air Pollutants on August 6, 2010 under the ‘Clean Air Act’. This includes a significant change in the emission limit of several pollutants from the cement plants, including a limit for the mercury emission from the plants. According to the Portland cement Association, the guideline for Hg control is economically unachievable by the cement companies, since it requires a set up for the Hg control in most of the plants. Several Hg emission control techniques were discussed in this article. These techniques include the change of raw materials and fuel, the materials management by dust wasting, the injection of activated carbon, the wet scrubber method, dry or semi-dry scrubbing, Mercury Roasting method, etc. The most efficient method for controlling the mercury emission depends on a number of factors like the source of mercury emission, the typical speciation of mercury in the flue gas, and the availability of sorbent materials and water. Using these technologies the removal of Mercury from the cement kilns is possible to the EPA given limits of 55 pounds per million tons of clinker for the existing source kilns and 21 pounds per million tons of clinker for the new source kilns.
Resume
L’émission de déchets dangereux comme le mercure provenant des cimenteries préoccupe beaucoup les environnementalistes en raison de ses effets dangereux sur la vie humaine. L’Environmental Protection Agency des États-Unis a publié le 6 août 2010 un amendement final aux normes nationales d’émission de polluants atmosphériques dangereux dans le cadre de la loi « Clean Air Act ». Cet amendement comporte entre autres une modification substantielle de la limite d’émission de plusieurs polluants issus des cimenteries, y compris le mercure. Or, selon la Portland Cement Association, les cimenteries ne sont pas en mesure d’appliquer les lignes directrices en matière de lutte contre les émissions de mercure, car celles-ci nécessitent la mise en place d’installations au coût prohibitifdans la plupart des usines. Plusieurs techniques de lutte contre les émissions de mercure ont été examinées dans cet article. Ces techniques comportent un changement de matières premières et de combustible, la gestion des matériaux et notamment de la perte de poussière, l’injection de charbon activé, le dépoussiérage par voie humide, le lavage à sec ou demi-humide, le grillage du mercure, etc. La méthode de lutte contre les émissions de mercure la plus efficace dépend d’un certain nombre de paramètres, comme la source d’émission de mercure, la spéciation type du mercure dans les gaz de combustion, ainsi que la disponibilité des agents absorbants et de l’eau. Ces technologies permettent l’extraction du mercure des fours à ciment en respectant les limites définies par l’EPA, soit 55 livres par million de tonnes de ciment clinker pour les fours existants et 21 livres par million de tonnes de clinker pour les fours neufs.

5:35pm
MIT1-4 Optimizing Renewables, Storage and Demand Response to Replace Fossil Fuels: Assessing the Use of Capacity Credit Analysis

D.B. Richardson, L.D.D. Harvey, U. of Toronto
Abstract
Capacity credit analysis is often used to determine how much traditional generation capacity can be replaced by a given capacity of new resources. This paper assesses the suitability of a capacity credit methodology for high-level estimates of the mix of renewables, demand response and energy storage necessary to carry out the following sequential scenarios in Ontario: displacing fossil fuel generation, electrifying passenger vehicles, and retiring nuclear generation. The capacity credit methodology requires excess capacity, increasing system costs; an alternative load matching model is employed. The transitions are technically feasible but require significant investment.

5:55pm
MIT1-5 Electric Public Transit to Support Tourism and Private Vehicles Control in St. John's to Mitigate Climate Change

M. Zhang and C.A. Coles, Memorial U, Newfoundland
Abstract
Transportation is the second largest fuel consumer after industry and is blamed for causing air pollution, global warming, and traffic congestion and accidents. Vehicle prevalence could lead to oil depletion and result in rising oil prices. To reduce the negative effects of on-road vehicles, this paper is proposing that the City of St. John’s adopt a more environmentally friendly public transit system for its downtown area, specifically an electric trolleybus system for controlling both on-road vehicle volumes and emissions. Supplementary strategies to promote public transit over private vehicles are also proposed.
Résumé
Le secteur des transports, deuxième plus gros consommateur de combustible après l’industrie, est considéré comme responsable de la pollution de l’air, du réchauffement du globe ainsi que de la congestion de la circulation et des accidents. La prédominance des véhicules pourrait mener à l’épuisement des ressources en pétrole et entraîne une augmentation du prix du carburant. Dans le but de réduire les effets négatifs des véhicules sur route, le présent article propose que la ville de St. John’s se dote, dans son centre-ville, d’un réseau de transport en commun, à savoir un système de trolleybus électriques. Présentant moins de danger pour l’environnement,celui-ci permettrait de diminuer le nombre de véhicules sur la route et, par conséquent, les émissions polluantes. On suggère aussi des stratégies

 

Advanced Research I - Recherche avancée I
Room EV3.309
Session Chair Xianguo Li, U Waterloo

4:35 pm
TRA1-1 Improving the Efficiency of Thermochemical Hydrogen Production with Optimal Multiphase Design & PrO.

Jianu,Z. Wang, M. A. Rosen, UOIT; G. F. Naterer, Memorial U, Newfoundlandocess Integration
Abstract
The hydrogen economy is one potential avenue to a clean energy system, and a promising option for hydrogen production is thermochemical water decomposition. This process involves multiple steps, some consisting of multiphase reaction systems. This paper examines the importance of design optimization of gas-solid-liquid phase systems and process integration of a thermochemical copper-chlorine cycle for hydrogen production. A specific integration example is the dissolution of copper chloride in hydrochloric acid. This dissolution step is investigated in order to provide a predictive modeling method for more complex multiphase reacting systems. Keywords: hydrogen production, global warming, clean energy, renewable energy

4:55pm
TRA1-2 A Trans-Canada HVDC Link for Better Integration of Renewable Energy

Guy Van Uytven, Guy Van Uytven Consulting Inc.
Abstract
Renewable energy (RE) resources do not match well with power demand requirements. Their variable “must take” generation leads to cycling of thermal production units with resulting increases in operation and maintenance costs of these units. Provincial segmentation of energy markets further contributes to the inefficient allocation of these generation resources. Hydro reservoirs are ideal to act as energy buffers for excess RE. A Trans-Canada HVDC (high voltage direct current) link would allow connecting RE resources with Hydro reservoirs across Canada. In the long run, implementation of such a HVDC link should result in a more efficient, environmentally friendly power system with lower electricity rates.
Résumé
Les ressources en énergie renouvelable (ER) ne correspondent pas bien avec les besoins en consommation d’énergie. Leur production variable doit être acceptée par le réseau et mène au cyclage des unités de production thermiques avec en conséquence des augmentations des couts de production et d’entretien. La partition par provinces des marchés d’énergie électrique contribue d’avantage a une allocation inefficace de ces ressources. Les réservoirs hydrauliques sont idéalement indiqués pour agir comme tampons d’énergie pour le surplus en ER. Un lien transcanadien en CCHT (courant continu a haute tension) permettrait la connexion des ressources en ER avec les réservoirs hydrauliques à travers le Canada. A longue échéance la réalisation de ce lien CCHT devrait aboutir en un réseau d’exploitation plus efficace, meilleur pour l’environnement et avec des taux d’électricité moindres.

5:15pm
TRA1-3 Compact Thermal Energy Storage for Potential Canadian Market Applications

Bill Wong, SAIC; Wim van Helden, Renewable Heat, The Netherlands; Marc A. Rosen, UOIT.
Abstract
Canada has an ideal climate for the application of seasonal thermal energy storage technologies. The potential positive impact on the ability to store summer heat for winter heating use is significant. Research efforts in Europe on compact thermal storage solutions are showing some signs of promise however, many technical challenges are still present and commercialization requires more work. The solution would have to be appropriately scaled to integrate easily into the existing heating systems of Canadian homes and to meet a number of other market requirements. This review paper highlights some of the recent advances and discusses some of the challenges.
Résumé
Le climat canadien convient parfaitement à la mise en oeuvre des technologies de stockage saisonnier d’énergie thermique. L’incidence positive potentielle sur la capacité à stocker la chaleur recueillie l’été en vue du chauffage en hiver est notable. La recherche effectuée en Europe sur les solutions de stockage thermique compactes est quelque peu prometteuse; il reste cependant plusieurs difficultés techniques à surmonter et la commercialisation nécessite des études supplémentaires. La solution doit être adéquatement mise en application pour en faciliter l’intégration aux systèmes de chauffage existants des maisons canadiennes et satisfaire à un certain nombre d’exigences du marché. Cet article de synthèse met en relief quelques-uns des progrès récents ainsi qu’un certain nombre de défis.

5:35pm
TRA1-4 Urban Solar Energy Modeling & Demonstration Technology

Chow, S. Li1, N. Poursaeid, A. Fung, & C. Xiong, Ryerson U.
Abstract
Solar energy potential in complex urban environments depends on the available solar irradiance, geographical location & local environment, technology efficiency, and social/economic factors. Many in the utility sectors, including customers, do not understand solar technologies nor do they understand the key issues such as building and roof orientation, shading, and other potential obstacles. The objective of this study is to develop an approach for assessing urban rooftop solar potentials and for the development of a web-based interface. A method was developed using geographic information systems (GIS) and energy modeling software tool in order to assess the urban solar potential of any given neighbourhood from high-resolution satellite imagery (orthophotos). The methodology is comprised of three main sections: (1) rooftop extraction from orthophotos under a GIS platform, (2) determination of suitable rooftop area for PV deployment based upon best published practices, and (3) estimation of peak kW capacity per building rooftop and determination of hourly solar PV electricity generation potential. An easy-to-use, integrated urban solar energy modeling and demonstration technology is currently under development. This web-based interface prototype allows for: (i) quick modeling and prediction of solar energy potentials of selected properties and solar technologies based on building characteristics and its immediate surroundings, and (ii) increasing the awareness and understanding of customers towards the potential benefits of adopting solar technologies. The method was tested on a study area in the City of Woodstock, Ontario. The solar potentials of the sample properties were modeled using the proposed method over a simulated year and the hourly solar estimates were validated using the historical electricity data obtained for existing solar PV installations for the month of June 2011. The accuracy of the modeling technique depends predominantly on the area determined from the orthophoto and the assessment of usable rooftop areas. For future work, additional 3D data will be considered in order to analyze the shadowing effects of surrounding buildings, and an improved automatic algorithm for rooftop extraction will be developed

 

Tuesday 28 May / Mardi 28 Mai
Parallel Technical Sessions III - Séance technique parallèle III

Modeling III - Modélisation III Design & Analysis- 3 “Alternate Energy & Carbon”
EV2-260
Session Chairs: Dr. Grant Clark, McGill U

10:55am
MOD3-1 CFD Investigation of 2D and 3D Turbulence Structures Effects on a Small Straight-Blade Vertical Axis Wind Turbine

Saman Naghib Zadeh,Marius Paraschivoiu,Matin Komeili, Concordia U.
Abstract
This paper investigates the accuracy of a CFD model to capture the complex flow around a small vertical axis wind turbine (VAWT), including four blades, on 2D and 3D grid. The aerodynamic complexity of the flow is mostly due to rapid variation of the angle of attack of each rotating blade. The resulting flow includes large separation flows over the blades, dynamic stall, and wake-blade interaction. In the present research an Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes (URANS) analysis is performed with parallel OpenFOAM solver based on the Spalart-Allmaras (SA) turbulence model in order to capture these complex phenomena. The computational method uses the implicit Euler and upwind schemes for time and space discretization, respectively. In addition, a sliding interface technique is employed to interpolate the values at the boundary between moving and stationary domains. A grid convergence study is conducted on 2D grids to examine our CFD model sensitivity to grid resolution. Hence, an averaged-grid residual of y+ >30 is employed, along with a wall treatment, to capture the near-wall regions flow structures. Moreover, a 3-D grid of the VAWT is modeled in order to explore the influence of the 3D effects on the aerodynamic performance of the turbine. The study focuses on visualization of tip vortices formation and their impacts on the loads and the output power of the VAWT.
Résumé
Cette étude a pour objet l’évaluation de l’exactitude d’un modèle CFD (dynamique des fluides numérique) conçu pour représenter l’écoulement complexe autour d’une petite éolienne à axe vertical (SVAWT) munie de quatre pales, sur des grilles 2D et 3D. La complexité aérodynamique de l’écoulement est attribuable essentiellement à la variation rapide de l’angle d’attaque de chaque pale. L’écoulement obtenu comporte des zones de décollement important, un décrochage dynamique et une interaction sillage-pale. Une analyse instationnaire est effectuée à l’aide des équations de Navier-Stokes en moyenne de Reynolds (URANS), avec calculs en parallèle au moyen du solveur OpenFOAM® en se basant sur le modèle de turbulence Spalart-Allmaras (SA), et cela en vue de saisir ces phénomènes complexes. La méthode numérique fait appel au schéma implicite d’Euler et au schéma amont pour la discrétisation du temps et de l’espace, respectivement. En outre, une technique d’interface glissante sert à interpoler les valeurs à la limite entre les domaines mobile et stationnaire. Une étude de convergence de grille est réalisée sur la grille 2D afin d’évaluer la sensibilité de notre modèle CFD à la résolution de grille. On utilise en conséquence un résiduel de grille moyenne de y+ >30, ainsi qu’un traitement de paroi afin de représenter les structures de l’écoulement dans les régions voisines de la paroi. En outre, on modélise une grille 3D de l’éolienne à axe vertical (VAWT) dans le but d’examiner l’influence des effets 3D sur les performances

11:15am
MOD3-2 Similitude for Scale-Up of Multiphase Oxygen Production Reactor in the Cu-C Cycle of Hydrogen Production

Mohammed Abdulrahman, Zhaolin Wang, Greg Naterer, UOIT
Abstract
The usage of hydrogen as a future fuel can significantly reduce the greenhouse gas emissions associated with the combustion of fossil fuels, if the hydrogen is produced from clean-energy based systems. Finding a sustainable and efficient hydrogen production technology is a key challenge facing the future transition to hydrogen energy. Thermochemical water splitting is a promising alternative that could be linked with nuclear reactors or solar thermal plants to thermally decompose water into oxygen and hydrogen through a series of intermediate reactions. The copper–chlorine (Cu–Cl) cycle is one of the most promising thermochemical cycles. In the Cu-Cl cycle, water releases the oxygen from the thermolysis of an intermediate compound. The thermolysis process is a three-phase system involving molten salt, solid reactant and gaseous oxygen co-existing at temperatures up to 530 oC. This paper focuses on examining the scale-up feasibility of the chemical reactor from the perspectives of the optimum size and number of oxygen reactors for different oxygen and hydrogen production rates. It specifically analyzes the factors contributing to the oxygen production reactor size. It is shown that the reactor size for an industrial scale is significantly influenced by residence times, mass and heat transfer. This paper also presents and discusses the feasible and optimal options for the scale-up of the oxygen production reactor.

11:35am
MOD3-3 Simulation of Compressed Hydrogen Flow and Auto-Ignition

Mohammadamin Afroosheh, Wissam Nakhle, Nasim Shishehgaran, Marius Paraschivoiu, Concordia U.
Abstract
Understanding and predicting the behavior of pressurized hydrogen when released into air is needed for the safe utilization of hydrogen. Analysis based on Computational Fluid Dynamics (CFD) can be used to accurately study this flow and anticipate its consequence without performing expensive experimental testing. Simulation of sudden release of highly under-expanded hydrogen jet and detecting auto-ignition is the focus of this work. In particular, two different types of opening (circular and elliptical) with different pressure ratios are compared to understand the influence of the exit area shape on the flow and to predict the possibility of ignition in the flow field.
Résumé
Pour utiliser l’hydrogène en toute sécurité, il est indispensable de comprendre et de prévoir le comportement de ce gaz sous pression au moment de sa libération dans l’air. Une analyse reposant sur la dynamique numérique des fluides permet d’étudier avec précision ce phénomène et d’en anticiper les conséquences sans avoir à réaliser de coûteux essais expérimentaux. Ce travail est axé sur la simulation de la libération soudaine d’un jet d’hydrogène fortement sous-détendu et la détection de l’auto-inflammation. Il s’agit en particulier de comparer deux types d’ouverture (circulaire et ovale), à différents rapports de pression, afin de comprendre l’influence de la forme de la surface de sortie sur l’écoulement et de prévoir la possibilité d’une inflammation dans cet écoulement.

11:55am
MOD3-4 Evaluating Future Carbon Capture Technologies in the Electricity Sector

Joule Bergerson, Matthew Ceh, U. Calgary
Abstract
The critical evaluation of emerging energy technologies is an essential to facilitate successful deployment. It is vital that these new technologies offer net benefits. The evaluation of such emerging
technologies is complicated by the fact that unique variability and uncertainty are introduced when evaluating energy technologies prior to commercialization. The evaluation of these technologies is complex and a multi-criteria perspective must be adopted that takes into account these uncertainties. Carbon capture and storage (CCS) technologies offer much promise in reducing the carbon footprint of electricity production, but there are significant cost and energy penalties associated with capturing and compressing the CO2. The costs associated with CCS (and in particular the costs of capture) are one of the main challenges to investment on a large scale. Evaluation of potential future capture technologies is a valuable exercise that provides insight into the performance and costs that are required to fulfill the promise these technologies offer. In this study evaluation of potential carbon capture technologies is conducted using a developed framework based on life cycle assessment, energy system modeling, energy technology evaluation, and life cycle costing. For example, the software tool is being applied to evaluate several scenarios where CCS is applied to conventional Albertan natural gas and coal electricity production. The policy of switching from coal dominated to natural gas dominated electricity production is also investigated. With the aid of uncertainty analysis (e.g., scenario analysis, Monte Carlo simulation, development of experience curves), the framework provides insights into net benefits (e.g., cost reductions, GHG emissions) associated with the future capture technologies and scenarios. The developed framework can be used to inform the benchmarking of CCS technologies. The results also take into account the significant upstream impacts from the additional extraction and transport of input fuel (natural gas in particular) required to compensate for CCS implementation. The development and application of this integrated life cycle-based technology evaluation tool, will inform current CCS R&D activities and provide better information to energy policy and investment decision makers. Results are compared to provincial government targets and forecasts for industrial GHG reductions from using CCS over the simulated time period of one hundred years.
Résumé
L’examen critique des technologies émergentes du domaine de l’énergie est essentiel à la réussite de leur mise en oeuvre. Il est indispensable que ces nouvelles technologies offrent des avantages nets. L’examen de ce type de technologies est complexe, car leur évaluation avant commercialisation doit tenir compte d’une variabilité et d’une incertitude uniques. Ces éléments d'incertitude doivent en effet être pris en compte dans une perspective multicritères. Les technologies de captage et de stockage du carbone (CCS) sont très prometteuses en ce qui a trait à la réduction du bilan carbone de la production d’électricité, mais le captage et la compression du CO2 ont l’inconvénient d’être très coûteux et énergivores. Les coûts liés au CCS (et en particulier ceux du captage) représentent l’un des principaux obstacles à un investissement à grande échelle. L’évaluation des futures technologies de captage constitue un exercice valable dans la mesure où il fournit de précieux renseignements sur les performances et les coûts, éléments indispensables à la matérialisation des promesses offertes par ces technologies. Dans cette étude, l’évaluation des technologies potentielles de captage de carbone est effectuée dans un cadre de travail tenant compte de l’examen du cycle de vie, de la modélisation des systèmes d’énergie, de l’évaluation des technologies de l’énergie et du coût du cycle de vie utile. Par exemple, l’outil logiciel sert à évaluer plusieurs scénarios dans lesquels le CCS s’applique à la production conventionnelle d’électricité à partir de gaz naturel et de charbon en Alberta. On étudie également la politique consistant à passer d’une production d’électricité essentiellement à partir du charbon à une production où le gaz naturel domine. Grâce à l’analyse d’incertitude (p. ex., analyse de scénario, simulation de Monte-Carlo, établissement de courbes liées à l’expérience), le cadre de travail fournit des renseignements sur les avantages nets (p. ex., réductions de coûts, émissions de GES) associés aux futures technologies et aux futurs scénarios de captage. Le cadre de travail élaboré peut être utile à l’analyse comparative en matière de technologies de CCS. Les résultats tiennent également compte des impacts amont substantiels attribuables à l’extraction et au transport supplémentaires de combustible consommé (gaz naturel en particulier), nécessaire à la mise en application du CCS. Le développement et la mise en oeuvre de cet outil intégré d’évaluation de technologie basée sur le cycle de vie vont fournir
des données utiles aux activités de recherche et développement dans le domaine du CCS et améliorer la qualité des informations à l’intention des décideurs chargés de la politique et des investissements en matière d’énergie. Les résultats sont comparés aux cibles et prévisions du gouvernement provincial concernant les réductions des émissions de GES par l’industrie, réalisées au moyen du CCS, sur la période simulée de cent ans.

12:15am
MOD3-5 Modeling Tool for Assessment of Potential Groundwater Contamination in Response to CO2 Leakage From Geological Disposal of CO2

Zhenze Li, Mamadou Fall, U. Ottawa
Résumé
L’élimination du CO2 dans des couches géologiques présente un risque, car cette technique engendre un déséquilibre chimique dans le milieu aqueux et pourrait acidifier l’eau, dissoudre les minéraux et libérer des métaux lourds. La simulation numérique pourrait représenter une méthode fiable de prédiction à long terme des performances concernant l’élimination du CO2 dans des couches géologiques. Un outil de modélisation a été élaboré en jumelant les codes FLAC3DDM (modèle relatif aux dommages mécaniques inclus) et TOUGHREACT afin de prendre en compte la totalité des effets couplés des paramètres thermique, hydraulique, géochimique et mécanique. La vérification par essai de migration réactive montre que cette méthode convient à l’évaluation de la pollution des eaux souterraines résultant du stockage de carbone.

 

Miscellaneous Topics I -Sujets divers I
Room EV1.162
Session Chair: Doug Lightfoot, CSSE

10:55am
MIS1-1 Lessons Learned in Greenhouse Gas Emissions Reporting for a Pipeline System in Alberta

C. Clark, ATCO Pipelines, Edmonton, Alberta, Canada
Abstract
In 2007, Alberta was the first jurisdiction in North America to require greenhouse gas emission reductions for industrial emitters. Under Alberta’s reduction program, large industrial emitters are required to report and reduce greenhouse gas emissions intensity by 12% from an average of 2003 to 2005 levels. As a large industrial emitter, the natural gas transmission system owned and operated by ATCO Pipelines is covered under the requirements of the SGRP. This paper discusses the challenges and successes of compliance with the SGRP as experienced from an industrial emitter perspective
Resumé
En 2007, le gouvernement de l’Alberta a été le premier en Amérique du Nord à imposer une réduction des émissions de gaz à effet de serre aux pollueurs industriels. En vertu du Specified Gas Reduction Program (SGRP), les gros émetteurs industriels sont tenus de déclarer l’intensité de leurs émissions et de la réduire de 12 % par rapport à la moyenne des niveaux de 2003 à 2005. En tant que gros émetteur industriel, le réseau de transport de gaz naturel que possède et exploite ATCO Pipelines relève des exigences du SGRP. Cette communication présente le point de vue d’un émetteur industriel sur les défis de la conformité au règlement et les progrès accomplis.

11:15am
MIS1-2 EPA's Greenhouse Gas Reporting Program: Implementation Progress and Lessons Learned for Onshore Oil and Gas Production Operations

K. Ritter, API; M. Lev-On, LEVON Group; T. Shires, URS Corp
Abstract
This paper addresses lessons learned from the initial phases of greenhouse gas (GHG) reporting for the upstream Petroleum and Natural Gas industry (under 40 CFR Part 98 Subpart W). It will emphasize the unique aspects of reporting GHG emissions for onshore petroleum and natural gas production operations and the need to balance reliable information and reporting burden through instrumentation, data collection practices, company Information Technology (IT) systems and interfacing with EPA’s electronic GHG reporting tool (eGGRT). It will also discuss the impact of these reporting rules on Canadian operations in those provinces that are part of the Western Climate Initiative.
Résumé
Cette intervention porte sur les leçons tirées des phases initiales de déclaration des gaz à effet de serre pour le secteur en amont de l'industrie pétrolière et gazière (en vertu du 40 CFR partie 98 sous-partie W). Nous soulignerons l'aspect singulier de la déclaration des émissions de gaz à effet de serre pour la production terrestre de pétrole et de gaz naturel et la nécessité d'équilibrer la charge de déclaration et d'information fiable par l'utilisation d'instruments, de pratiques de recueil de données, de systèmes de technologie de l'information des sociétés, et d'interface avec l'outil électronique de documentation de l'EPA (eGGRT). Nous considérerons également l'impact de ces règles de documentation sur les opérations dans les provinces canadiennes qui font partie de la Western Climate Initiative.

11:35am
MIS1-3 Prediction of Household Energy Consumption in a Toronto Multi-Unit Residential Building Using Artificial Neural Networking

M. Roque, A. S. Fung & V. Straka, Ryerson, U; S.Prez, Icam, France
Abstract
This paper uses the Artificial Neural Network (ANN) modeling technique to predict household energy consumption in a Toronto multi-unit residential building (MURB). The Quick Propagation learning algorithm was used to develop the network with 151 iterations. The ANN results obtained a R² of 0.89 for all phases. The model found that middle-aged occupants (between 31and 45 years old) consume less than the other age groups. In terms of gender, it was found that males consumed more energy than females. Lastly, higher income households consume less energy than those of lower income.
Résumé
Cet article utilise la technique de modélisation par réseau de neurones artificiels pour prédire la consommation énergétique d’un habitat résidentiel a logement multiple (HLM) dans la ville de Toronto. L’algorithme « Quick Propagation » a été utilisé pour développer le réseau avec 151 itérations. Il a été trouvé un R2 de 0.89 comprenant toutes les phases. . Le modèle a décelé que les occupants d’âge moyen (entre 31 et 45 ans) consomment moins d’énergie que les autres. Pour ce qui est du genre, les hommes consomment plus d’énergie que les femmes. Pour finir, les occupants avec un haut salaire consomment moins d’énergie que ceux ayant un bas salaire.

11:55am
MIS1-4 Downscaling of Daily Extreme Temperature Processes for Different Locations: A Multivariate Statistical Approach

Mahzabeen Rahman, Malika Khalili & Van Thanh Van Nguyen, McGill U.
Abstract
A multivariate statistical downscaling technique has been developed for modeling concurrently the daily maximum (Tmax) and minimum (Tmin) temperature series at different locations in the context of climate change. The proposed approach consists of a combination of a multiple regression model to represent the linkage between global climate predictors and local Tmax and Tmin series, and a Singular Value Decomposition (SVD) technique to describe the observed statistical properties of the regression model stochastic components. Results of a numerical application using daily extreme temperature data over Bangladesh have indicated the feasibility and accuracy of the suggested multisite statistical downscaling procedure.
Résumé
Une technique de réduction d'échelle statistique à plusieurs variables a été élaborée pour la modélisation simultanée de séries de températures maximales (T maxi) et minimales (T mini) journalières à différents endroits dans le contexte des changements climatiques. La méthode proposée consiste en une combinaison d'un modèle de régression multiple visant à représenter le lien entre les prédicteurs relatifs au climat global et les séries de T maxi et T mini locales d'une part et, d'autre part, d'une technique de décomposition en valeurs singulières (SVD) afin de décrire les propriétés statistiques observées des composants stochastiques du modèle de régression. Les résultats d'une application numérique utilisant les données de températures extrêmes journalières au Bangladesh confirment la faisabilité et l'exactitude de la procédure de réduction d'échelle statistique multisite suggérée.

 

Risk Management I - Gestion des risques I
Room EV2-309
Session Chair: Dr. Luc Chouinard, McGill U

10:55am
RSK1-1 Geologic Disposal of Carbon Dioxide as a Climate Change Mitigation Strategy: State-of-the-Art of Risk Assessment

Ghirian & M. Fall, U Ottawat (RA) Methods, U. Sherbrooke
Abstract
This paper offers a state-of-the-art review and analysis of the main risk assessment (RA) methodologies for the geologic storage of carbon dioxide as well as assesses their strength and weakness. It is shown that each deep geological disposal (DGD) of carbon dioxideDGD-CO2 site project needs its own specific risk assessment strategy which is normally based on the available knowledge and technology of the project operators. Qualitative RA methods are more applicable in preliminary assessment and site selection and characterization where there is a lack of geologic data and elevated uncertainties. However, quantitative risk assessment approaches along with complex modeling and simulation are normally adopted for the advanced assessments. All the studied RA methods eventually lead to a risk assessment conclusion required for current or future monitoring plan and risk mitigation strategy.
Résumé
Ce document présente une revue et une analyse des principales méthodes actuelles d’évaluation du risque ayant trait au stockage géologique du dioxyde de carbone ainsi qu’une étude de leurs forces et faiblesses. Il est démontré que chaque projet de site de stockage géologique en profondeurde dioxyde de carbone (DGD-CO2) nécessite une stratégie d’évaluation du risque qui lui est propre, celle-ci étant normalement basée sur les connaissances et la technologie des exploitants du projet. Les méthodes qualitatives conviennent plutôt au stade préliminaire de l’évaluation, de la sélection et de la caractérisation d’un site,où il y aun manque de données géologiques et une existence de fortes incertitudes. Cependant, on utilise normalement des méthodes quantitatives en parallèle avec une modélisation et une simulation complexes pour les évaluations poussées. Toutes les méthodes étudiées débouchent sur une conclusion utile à la mise en place actuelle ou future d’un plan de surveillance et d’une stratégie d’atténuation des risques.

11:15am
RSK1-2 Selection of the Response Speed to Improve Supply Chain Responsiveness Subject to Natural Disasters

Alireza Ebrahim Nejad, Iman Niroomand, Onur Kuzgunkaya, Concordia U
Abstract
The objective of this paper is to develop a decision making tool to design a responsive supply chain subject to natural disasters. The contingency rerouting is known as a cost-effective risk management strategy for major disruptions compared to emergency inventories which are economically unsustainable. We propose a mixed integer programming (MIP) based capacity planning tool which generates the contingency plan of the supply chain subject to random disruptions. In order to make an accurate decision, the impacts of response time and flow congestion are considered in the analysis. The appropriate response speed for a given disruption environment is selected through a decision tree analysis by minimizing the expected supply chain costs. The results show the optimality of the faster response speed as the failure probability increases and/or recovery probability decreases.
Resume
Ce projet vise l’élaboration d’un outil d’aide à la décision aux fins de la conception d’une chaîne d’approvisionnement adaptée au contexte des catastrophes naturelles. Le réacheminement d’urgence est une stratégie connue de gestion de risque en cas de perturbation majeure. Il est plus avantageux au chapitre des coûts que l’utilisation de stocks d’urgence, solution non viable sur le plan économique. Nous proposons un outil de planification de capacité reposant sur une programmation partiellement en nombres entiers (MIP), qui génère le plan d’urgence relatif à la chaîne d’approvisionnement soumise à des perturbations aléatoires. Afin d’en arriver à une décision adéquate, l’analyse tient compte des impacts du temps de réponse et de la congestion du flux. La sélection de la vitesse de réponse appropriée dans un contexte de perturbation donné s’effectue au moyen d’une analyse par arbre de décision en minimisant les coûts prévus de la chaîne d’approvisionnement. Les résultats montrent l’optimalité d’une vitesse de réponse d’autant plus grande que la probabilité de défaillance augmente ou que la probabilité de redressement diminue.

 

Advanced Research II - Recherche avancée II
Room EV2-184
Session Chairs: Zhongchao Tan and Xianguo LI, University of Waterloo

10:55am
TRA2-1 Transient Airfoil Aerodynamics of Vertical Axis Wind Turbines

K. Pope, Z.L Wang, E. Secnik, UOIT; G.F. Naterer, Memorial U.
Abstract
This paper presents a new method to predict the performance of vertical axis wind turbines with airfoil data and relative angles of attack. This new technique offers the ability to investigate the proportional effects on performance of airfoil design, rigging angle, solidity and tip-speed-ratio. This method offers valuable insights into the aerodynamics of VAWT operation, as well as providing an efficient design tool to compare various airfoil cross sections for wind turbine power generation. The new technique presented in this paper can be used to develop more efficient VAWT designs with higher power output and more effective operation in a variety of wind conditions and installation locations.

11:15am
TRA2-2 Integrated and Dynamic Optimization of Office Building Energy Consumption with Non-Linear Programming

Hatef Aria, Hashem Akbari, Ali G. Touchaei Concordia U.
Abstract
An integrated approach was used for optimization of a RC-network model for a 5 zones (4 perimeters and 1 center zone) office building to control light ratio (ratio of current light power to maximum light power), shade position, inside air temperature, and outside air flow rate. Parameters considered in this model were: 1) heat transfer, solar heat gain and illuminance from window; 2) heat transfer from internal and external walls, 3)external walls heat storage, 4) internal heat gain from occupants and equipment, 5) ventilation rate 6) cooling and heating system, and 7) illuminance and heat gain from artificial lights. Total energy consumption of artificial light, ventilation fan, heating and cooling systems was considered as objective function for optimization. The dynamic optimization included minimizing total energy use and cost considering optimization for single- or several-hour periods. Our analysis shows significant energy saving potentials by using building integrated dynamic optimization. Comparing total energy use of the building assuming fixed control schedules with that of the integrated control systems showed savings of up to 60% in electricity use for the simulated office building.

11:35am
TRA2-3 Improving Energy Usage in Food Processing Technologies

O. Rodriguez-Gonzalez, Rodriguez Consulting
Abstract
Problem solving and innovation capabilities are instinctive on engineers. The combination of these skills with continual improvement disciplines has been demonstrated to accelerate technological advancement processes, including improving equipment for energy usage. The purpose of this presentation is to review the potential application of CI techniques to improve energy usage in food technologies, particularly food processing equipment. A review of the problem solving and innovation techniques will be followed by technical and numerical examples of improvements in energy usage and ideas about how the innovation process could be speeded.
Résumé
Problème résolution de capacités et l'innovation sont instinctives sur les ingénieurs. La combinaison de ces compétences avec les disciplines d'amélioration continue a été démontré pour accélérer les processus d'avancement technologique, y compris les équipements pour améliorer la consommation d'énergie. Le but de cette présentation est d'examiner l'application potentielle des techniques de CI pour améliorer l'utilisation de l'énergie dans les technologies alimentaires, en particulier les équipements de transformation alimentaire. Un examen de la résolution de problèmes et les techniques d'innovation sera suivie d'exemples techniques et numériques des améliorations dans la consommation d'énergie et d'idées sur la façon dont le processus d'innovation pourrait être accéléré.

11:55am
TRA2-4 Sustainability of Energy Carrier Production From Renewable and Non-renewable Resources: A Source-sink Exergy Analysis

R. Berthiaume, C. Bouchard, M.C. Iliuta, University Laval; R.A.Rosen, UOIT
Abstract
A concise exergy based model is proposed to address the sustainability issues of energy carrier production from renewable resources and non-renewable resources. The source-sink system that gives the initial potential (e.g. work) is defined. Steps required to transform this potential into an energy carrier are integrated as elements of the model. The model describes the relationship between the elements and how changing characteristics of any element can directly impact the sustainability of energy carrier production. Exergy is proposed as a suitable metric to link the elements of the model, ultimately providing useful information for decision-makers.
Résumé
Un modèle est développé pour étudier la production de vecteurs d’énergie à partir de ressources renouvelables et non-renouvelables, dans un contexte de développement durable, sur la base de l’analyse exergétique. Un système source-puits qui fournit le potentiel initial (ex : le travail) est définit. Les étapes requises pour transformer ce potentiel en un vecteur d’énergie servent à définir les éléments du modèle. Les relations entre les éléments du modèle et les caractéristiques de ces éléments déterminent si le vecteur d’énergie s’inscrit dans un contexte de développement durable. L’exergie est proposée comme unité de mesure pour lier les éléments du modèle et servir de critère décisionnel.

12:15am
TRA2-5 Plasma Based Methods, New Air Cleaner Technologies for VOCs Removal in Non-Industrial Buildings

M. Bahri and F. Haghighat, Concordia U.
Abstract
Development of plasma based methods, and their remarkable capabilities for removal of volatile organic components (VOCs) from indoor air have motivated designers to employ these methods for indoor air treatment. This paper addresses the outcome of an extensive literature review on plasma based air cleaner technologies and their application for VOCs removal in non-industrial buildings. Furthermore, it reports the role of the catalyst on the performance of the systems as well as the reduction of greenhouse gas emission.
Résumé
Le développement de méthodes utilisant un plasma, dont la capacité d’élimination des composés organiques volatils (COV) de l’air intérieur est remarquable, a conduit les concepteurs à les employer en traitement de l’air intérieur. Ce document présente le résultat d’une revue approfondie de la documentation sur les technologies de purification de l’air au plasma et leur application à l’élimination des COV dans les bâtiments non industriels. Par ailleurs, il fait état du rôle du catalyseur dans la performance des systèmes et dans la réduction des émissions de gaz à effet de serre.

 

Parallel Technical Sessions IV - Séance technique parallèle IV
Modeling IV - Modélisation IV Climate & Hydrology

Room EV2.260
Session Chair: Dr. Grant Clark, CSChE, McGill U

1:25pm
MOD4-1 Modeling Greenhouse Gas Emissions From Current and Emerging Oil Sands Upgrading Technologies

Pachero Rodriguez – U of Toronto; Bergerson – U Calgary; McLean – U of Toronto
Abstract
Alberta's oil sands are the third-largest proven crude oil reserve in the world containing 169.3 billion barrels of bitumen[1]. However, the extraction and processing of bitumen to produce refinery feedstocks has been characterized by greater energy requirements and higher greenhouse gas (GHG) emissions than those associated with conventional oils[2]. Recent legislation in Alberta has set GHG intensity reduction targets applying to the oil sands industry[3], increasing the pressure on it to reduce its carbon emissions. In addition, several jurisdictions have adopted or are considering adopting life cycle-based regulations aimed at reducing the GHG intensity of transportation fuels throughout their full life cycle. Motivated by this state of affairs, our review of 13 studies of GHG emissions associated with oil sands operations found inconsistencies among them, gaps in documentation, limited transparency and use of poor quality data[2]. Although almost 56% of the bitumen produced in 2011 was upgraded into synthetic crude oil (SCO)[4], only six studies detailed the contribution of upgrading to the total emissions generated in the SCO production process. Upgrading is a series of physical and chemical processes that transform diluted bitumen into higher-value SCO. With a projected growth in upgrading and therefore emissions[5], it is important to improve our understanding of the GHG emissions associated with bitumen upgrading by characterizing the performance of both current and emerging upgrading technologies in a more detailed way. A spreadsheet-based model with a life-cycle and systems-level approach that quantifies the energy consumption and GHG emissions associated with current bitumen upgrading technologies has been developed. The model is reviewed by industry experts, uses publicly available data augmented with confidential operating information, and improves prior modeling by characterizing the upgrading operations in greater detail. It estimates the upgrading emissions for a variety of diluted bitumen products and reports ranges of resulting emissions. The model is demonstrated through its application to several current upgrading technologies. Preliminary results show that, for example, delayed coking results in emissions of 10 to 12 g CO2e/MJ SCO, which can represent 30 to 55% of the well-to-refinery entrance gate emissions. The primary contributor (59%) to upgrading emissions is the combustion of fuel gas and natural gas to satisfy heating requirements. The model can assist in providing insights on emissions reduction potential, provide guidance for emissions reduction strategies, and inform new policies
Resume
Sables bitumineux de l'Alberta abstraites sont la troisième prouvé réserve de pétrole brut dans le monde contenant 169,3 milliards de barils de bitume [1]. Toutefois, l'extraction et la transformation du bitume pour produire des matières premières de raffinerie a été caractérisée par des besoins énergétiques accrus et des émissions de gaz (GES) à effet de serre plus élevées que celles associées aux huiles conventionnelles [2]. La législation récente en Alberta a mis en intensité de GES des objectifs de réduction appliquant à l'industrie des sables bitumineux [3], augmentant la pression sur elle pour réduire ses émissions de carbone. En outre, plusieurs pays ont adopté ou envisagent d'adopter des réglementations axée sur le cycle de vie visant à réduire l'intensité de GES des carburants tout au long de leur cycle de vie complet. Motivé par cet état de fait, notre examen de 13 études des émissions de GES liées à l'exploitation des sables bitumineux trouvé incohérences parmi eux, les lacunes dans la documentation, transparence limitée et l'utilisation des données de mauvaise qualité [2]. Bien que près de 56 % du bitume produit en 2011 a été mis à niveau en pétrole brut synthétique (SCO) [4], seulement six études détaillées de la contribution de la mise à niveau aux émissions totales générées dans le processus de production de SCO. La mise à niveau est une série de processus physiques et chimiques qui transforment le bitume dilué en SCO à valeur ajoutée. Avec une croissance prévue de la mise à niveau et donc des émissions [5], il est important d'améliorer notre compréhension des émissions de GES associées à la mise à niveau de bitume de caractériser les performances des actuels et émergents de la mise à niveau de technologies de manière plus détaillée. Un modèle de feuille de calcul avec un cycle de vie et les systèmes d'approche qui quantifie la consommation d'énergie et les émissions de GES associées à bitume actuel, la mise à niveau des technologies a été développé. Le modèle est examiné par les experts de l'industrie, utilise les données publiquement disponibles, augmentées des renseignements confidentiels au fonctionnement et améliore la modélisation préalable en qualifiant les opérations de mise à niveau de façon plus détaillée. Il estime les émissions de rénovation pour une variété de gammes de produits et de rapports de bitume dilué des émissions qui en résultent. Le modèle est démontré par son application à plusieurs technologies actuelles de mise à niveau. Les résultats préliminaires montrent que, par exemple, la cokéfaction retardée se traduit par des émissions de 10 à 12 g CO2e/MJ SCO, qui peut représenter de 30 à 55 % des émissions de porte entrée du puits-de-raffinerie. Le principal facteur contributif (59 %) la mise à niveau des émissions provient de la combustion du gaz naturel et du gaz naturel pour satisfaire les besoins en chauffage. Le modèle peut aider à dégager des pistes sur les émissions de potentiel de réduction, encadrer les stratégies de réduction d'émissions et informer des nouvelles politiques

1:45pm
MOD4-2 The Climate Change Impact on Future IDF Curves in Central Alberta

Chun-Chao Kuo,Nasreen Jahan,Mesgana Gizaw, Thain Gan, - U. Abelrta, Steven Chan – City of Edmonton
Abstract
A regional climate model, MM5, was set up in a one-way, three-domain nested framework to simulate summer precipitation in central Alberta. MM5 was forced with two sets of GCM (Global Climate Model), CGCM3 and ECHAM5, data for a baseline 1971-2000 and 2041-2100 under SRES (Special Report on Emissions Scenarios) A2. Due to simulation bias, a quantile-based bias correction method was applied to derive grid-based IDF curves. Apparently, projected IDF curves show a higher range of intensities especially for short duration (< 6 hr) storms. More GCMs data should be performed to assess the uncertainties associated with predicting future IDF curves.
Résumé
Un modèle de climat régional, MM5, a été monté dans un sens unique, dans le cadre niché de trois domaine pour simuler la précipitation d'été dans le centre d’Alberta. Le model MM5 a été forcé avec deux ensembles de GCM (le Modèle de Climat Global), CGCM3 et ECHAM5, les données pour une ligne des bases 1971-2000 et 2041-2100 sous SRES (le Rapport Spécial sur les Scénarios d'Émissions) A2. En raison de l'inclination de simulation, une méthode de correction d'inclination quantile-fondée a été appliquée pour tirer des courbes d'IDF à base de grille. Apparemment, les courbes d'IDF projetées montrent une plus haute gamme d'intensités surtout pour les tempêtes de durée courtes. Plus de données GCMs devraient être exécutées pour évaluer les incertitudes associées à la prédiction des courbes d'IDF futures.

2:05pm
MOD4-3 Using SWATDRAIN to Evaluate Climate Change Impact on Water Resources: Case Study in Canagagigue Creek Watershed, Canada

Golmar Golmohammadi, Shiv Prasher, Ali Madani – McGill U. Ramesh Rudra – U. guelph
Abstract
The impact of climate change on the hydrology of an agricultural watershed are predicted using the SWATDRAIN model. As an application of the SWATDRAIN model the impact of climate change on surface/subsurface flow is being evaluated in Canagagigue watershed located in Ontario/Canada. Under the assumption of no change in land cover and land management, the model is applied in order to simulate annual, seasonal and monthly changes in surface and subsurface flows at the outlet of the watershed under current and future climate conditions. The climate scenario under consideration in this study (2016-2044) is based on projections from SDSM downscaling based on historical weather data. With downscaling regional model results for the specified watershed, the future weather scenarios were the input for calibrated and validated hydrologic model, SWATDRAIN, for stream flow. The estimated future stream flows may have longer low flow periods that cause several annual water resources deficiency due to increased evapotranspiration. Warmer winter and hotter summers are expected during 2015-2044 and higher mean and variance of the amounts of precipitation in summer may be expected.
Résumé
On utilise le modèle SWATDRAIN pour prévoir les effets des changements climatiques sur l’hydrologie d’un bassin agricole. Une application du modèle SWATDRAIN consiste à évaluer l’impact des changements climatiques sur l’écoulement superficiel et hypodermique dans le bassin versant du ruisseau Canagagigue, en Ontario, au Canada. En supposant qu’il n’y ait aucun changement dans la couverture terrestre et l’aménagement des terres, on utilise le modèle pour simuler les variations annuelles, saisonnières et mensuelles du débit superficiel et hypodermique à la sortie du bassin dans les conditions climatiques actuelles et futures. Le scénario climatique faisant l’objet de cette étude (2016-2044) découle de projections tirées du modèle SDSM (modèle de réduction d’échelle statistique) à l’aide de données météorologiques historiques. Les résultats obtenus au moyen du modèle régional de réduction d’échelle pour le bassin considéré, ainsi que les scénarios météorologiques futurs, ont servi de données d’entrée dans le modèle étalonné et validé, SWATDRAIN, s’appliquant au débit. Les débits futurs estimés pourraient demeurer faibles sur de plus longues périodes, entraînant des déficiences annuelles répétées en ressources hydriques par suite d’une augmentation de l’évapotranspiration. On prévoit des hivers plus doux et des étés plus chauds durant la période 2015-2044; par ailleurs, on s’attend à une augmentation de la moyenne et de la variance des quantités de précipitations estivales.

2:25pm
MOD4-4 Merging Satellite and Model Information to Improve Snowpack and Water Supply Forecasting

Ben Livneh, Jeffery Deems U. Collorado
Abstract
Mountain snowpack’s provide an important natural reservoir for water resources in western North America. The largely-snowmelt driven Upper Colorado River Basin (UCRB) has projected increases in water demand, such that anticipating changes to meltwater runoff will be essential for water managers. This research evaluates the utility of incorporating satellite measurements into a hydrologic modeling framework to improve forecasts. The Variable Infiltration Capacity (VIC) model was used in this study, together with satellite data, including evapotranspiration, terrestrial water storage data, and a snow albedo product. We explore the temporal dynamics of the basin over a 10-year period of significant climatic variability.
Résumé
L’accumulation annuelle de neige sur les montagnes constitue un important réservoir naturel de ressources hydriques dans l’ouest de l’Amérique du Nord. Étant donné l’accroissement prévu de la demande en eau dans la région du bassin supérieur du fleuve Colorado (UCRB), largement alimenté par la fonte des neiges, il deviendra essentiel que les gestionnaires des ressources hydriques prévoient des moyens de pallier les modifications du débit deruissellement de l’eau de fonte. Cette recherche évalue l’utilité d’intégrer des mesures par satellite à un cadre de modélisation hydrologique afin d’améliorer les prévisions. Le modèle de taux maximal d’infiltration variable (VIC) a été utilisé dans cette étude, ainsi que des données obtenues par satellite, entre autres sur l’évapotranspiration, les réserves d’eau terrestre et un produit relatif à l’albédo nival. Nous étudions la dynamique temporelle du bassin sur une période de 10 ans caractérisée par une variabilité climatique substantielle.

2:45pm
MOD4-5 Correlation Between Different Teleconnection Patterns and Temporal Climate Variation in the Litani Basin – Lebanon

Hamzeh Ramadan, Amruthur Ramamurthy, Edward Beighley
Ramamurthy – Concordia; Beightley – FM Global

Abstract
This study examines the sensitivity of a mid-size basin's temperature and precipitation response to different global and regional climate circulation patterns. The Litani River Basin in Lebanon is the focus of this study. A methodology to generate a basin-scale, long-term monthly surface temperature and precipitation time series has been established using different statistical tests. The results show that some of the annual and seasonal temperature and precipitation variance can be partially associated with many atmospheric circulation patterns. This would give the opportunity to relate the natural climate variability with the watershed's hydro-climatology performance.
Résumé
L’étude examine la sensibilité de réactiond’un bassin versant de dimensions moyennes, sur le plan de latempérature et des précipitations,à différents schémas mondiaux et régionaux de circulation atmosphérique. L’étude porte sur le bassin du Litani, au Liban. Une méthode utilisant différents tests statistiques a été établie afin de générer des séries chronologiques de température superficielle et de précipitations mensuelles à long terme, à l’échelle du bassin. Les résultats révèlent une association partielle entre certains des écarts dans les températures et les précipitations annuelles et saisonnières et divers schémas de circulation atmosphérique. Cela pourrait permettre de relier la variabilité climatique naturelle aux caractéristiques hydroclimatologiques du bassin versant.

 

Miscellaneous Topics II -Sujets divers II
Room EV1.162
Session Chair: Doug Lightfoot, CSSE

1:25pm
MIS2-1 Development of a Framework to Formulate Energy Infrastructure Siting Alternatives

Ganesh Doluweera & Joule Bergerson - U Calgary
Abstract
In recent decades, siting new energy infrastructure has become increasingly difficult. One main reason for siting difficulty is the fact that the process used to formulate infrastructure siting alternatives rarely takes into account the multiple and often conflicting objectives of the stakeholders. We propose a framework to generate infrastructure siting alternatives that tightly couples the technical constraints with the objectives of the stakeholders. This framework is developed by combining energy system modeling, conservation planning methods, and multi criteria decision analysis techniques. This presentation provides the details of the framework and the results of an electric transmission line siting case study.
Résumé
Au cours des dernières décennies, il est devenu de plus en plus difficile de choisir le site d’implantation d’une nouvelle infrastructure énergétique. L’une des principales raisons de cette difficulté réside dans le fait que le processus de formulation des variantes d’emplacement du site tient rarement compte des objectifs multiples et parfois contradictoires des intervenants. Nous proposons un cadre de travail permettant de générer des variantes prenant véritablement en compte à la fois les contraintes techniques et les objectifs des intervenants. Ce cadre de travail combine la modélisation d’un système énergétique, les méthodes de planification de la conservation et les techniques d’analyse de décision multicritères. Cette présentation donne les détails du cadre de travail et les résultats d’une étude de cas sur le choix du site d’une ligne de transport électrique.

2:05pm
MIS2-2 Funding Clean Technology Development
Eric Newell - Climate Change & Emissions Management Corporation
Abstract
As the world’s population grows, so does the demand for energy. All estimates indicate that the bulk of energy needs will be met through fossil fuels for decades to come. Increasing fossil fuel production to meet rising demand means that, globally, greenhouse gas emissions will likely continue to increase. The need for innovative clean technology that will reduce greenhouse gas emissions is imperative. The Climate Change and Emissions Management (CCEMC) Corporation provides one policy model that is effectively bridging the innovation gap to spur investment in clean technology and help foster a lower carbon economy.
Résumé
Au fur et à mesure que la population mondiale augmente, la demande en énergie s’accroît. Toutes les estimations montrent que les combustibles fossiles vont combler l’essentiel des besoins en énergie durant les prochaines décennies. La croissance de la demande en énergie entraînant une augmentation de la production de combustibles fossiles, il est probable que les émissions de gaz à effet de serre continueront d’augmenter à l’échelle planétaire. Une technologie novatrice pour réduire les émissions de gaz à effet de serre devient donc essentielle. La Climate Change and Emissions Management Corporation (CCEMC) propose un modèle de politique qui comble efficacement le déficit d’innovation, stimule les investissements dans des technologies propres et favorise une économie à plus faible empreinte carbone.

2:25pm
MIS2-3 Validation of aArtificial Neural Networking Using Household Energy Consumption in a Toronto High-Rise Multi-Unit Residential Building

Sylvain Prez - Icam; Alan Fung, Vera Straka & Miles Rogue - Ryerson U.
Abstract
An ANN model has been developed in order to predict monthly energy consumption in a Toronto high-rise multi-unit residential building (MURB). The ANN results obtained a R-squared of 0.89 for all phases (training, validation, and testing. A validation set was created (19% of the total dataset) and showed a R² (correlation coefficient) of 0.94 using the trained model. The household energy consumption predictions were compared to the 1152 cases (whole dataset) used for developing the model. Comparing predicted and actual household energy consumption, the results of this study identified an error of 0.37% and a R² of 0.90.
Résumé
Un réseau de neurones artificiels a été développé pour prédire la consommation énergétique mensuelle dans un bâtiment à logement multiple de la ville de Toronto. Le modèle a obtenu un R² (coefficient de corrélation) de 0,89 pour toutes les phases (entrainement, validation, test). Une partie validation a été créée (19% de toutes les données) and a décelé un R² de 0,94 enutilisant le modèle entrainé. La consommation énergétique des locataires a été comparée au 1152 cas du réseau utilisé pour développer le modèle. Cette comparaison a donné une erreur de 0,37% et un R² de 0,90.

2:45m
MIS2-4 Statistical Modeling of Extreme Rainfall Processes in the Context of Climate Change

Myeong-Ho Yeo & Van Thanh Van Nguyen - McGill U
Abstract
This paper proposes a Statistical Downscaling (SD) approach to link climate predictors provided by General Circulation Models (GCMs) to extreme rainfalls at a local site. More specifically, the suggested approach is based on the combination of a spatial downscaling method for linking the large-scale predictors to extreme rainfall and a temporal downscaling method for describing the relationships between daily and sub-daily annual maximum precipitations (AMPs). Results of the numerical application to observed AMPs (Quebec, Canada) and climate change scenarios have indicated that it is feasible to link large-scale predictors given by GCMsimulation outputs with daily and sub-daily AMPs at a local site.
Résumé
Cette communication propose une méthode par réduction d’échelle spatiale pour relier les prédicteurs de climat fournis par les modèles climatiques globaux (MCG) aux pluies extrêmes sur un site local. Plus précisément, l’approche suggérée se fonde sur la combinaison d’une méthode de réduction d’échelle spatiale établissant le lien entre les prédicteurs à grande échelle et les pluies extrêmes au moyen de SDRain, et d’une méthode de réduction d’échelle temporelle pour décrire les relations entre les précipitations maximales annuelles (MA) journalières et plurijournalières à l’aide de la distribution des valeurs extrêmes généralisée avec changement d’échelle. Les résultats de l’application numérique aux précipitations MA (Québec, Canada) et aux scénarios de changements climatiques fournis par les simulations de scénarios CGCM3 et HadCM3 ont montré qu’il était faisable de relier les prédicteurs à
grande échelle résultant de la simulation par modèle climatique global (MCG) aux précipitations MA journalières et plurijournalières sur un site local.

 

Engineering for Mitigation II - Ingénierie et atténuation II
EV2-309
Session Chair: Dr. R. Zmeureanu - Concordia U

1:25pm
MIT2-1 The Role of Oil Sands Cogeneration in the 2030 Alberta Generation Mixture

Ariane Ouellette, Dr. Andrew Rowe and Dr. Peter Wild, U. Victoria
Abstract
The Alberta oil sands operations play a significant role within the province both as a massive consumer of steam and electricity as well as a significant emitter of CO2 into the atmosphere. Much like the expected growth rate of these operations over the next 20 years, the significance of this role is most likely to increase. There is some uncertainty, however, in the path the operations will take to satisfy their energy requirements. In particular, investment in new cogeneration facilities, or lack thereof, could change whether the oil sands sector will be a major exporter or importer of electricity from the Alberta Interconnected Electricity System (AIES). This study investigated five different installed capacities of cogeneration in the Alberta oil sands for the year 2030 in an effort to shed light on the environmental, economical and technical impacts to the province. Results indicated that high levels of cogeneration could reduce CO2 emissions from the province's electricity sector by as much as 13% in 2030, assuming a baseline scenario where no new cogeneration units are installed. When assuming that oil sands cogeneration would only replace base-load coal generation in Alberta, the savings increase to 26%. This illustrates the potential for cogeneration to reduce emissions from the sector by displacing coal and reducing the total amount of natural gas required to meet the energy requirements. Since the use of cogeneration reduces the overall amount of fuel used and generally has a lower installation cost than coal-based base-load generation, the potential for cost savings exist in scenarios with high cogeneration capacity. However, it may be challenging for the province of Alberta to depend so highly on an electricity source whose primary function is not to serve the AIES demand but rather to respond to the oil sands production levels. In the event of an unforeseeable change in technology or market conditions, Alberta may find itself lacking electricity supply from oil sands cogeneration. Regardless of the benefits and challenges presented by increased levels of cogeneration in the oil sands, it is to Alberta's advantage to have a clear idea of how much cogeneration will be built in the oil sands sector during the major increase in production expected to occur in the next 20 years
Résumé
L’exploitation des sables bitumineux de l’Alberta tient une place très importante dans cette province, à la fois du fait des énormes quantités de vapeur et d’électricité consommées dans le cadre de ces activités et des fortes émissions de CO2 dans l’atmosphère qu’elles produisent. À l’instar de la croissance prévue de ces activités d’exploitation au cours des 20 prochaines années, il est très probable que ces tendances s’accentuent. Il y a cependant de l’incertitude sur la manière dont les besoins en énergie nécessaire à l’exploitation seront satisfaits. En ce qui concerne leréseau électrique interconnecté de l’Alberta (AIES) en particulier, le secteur des sables bitumineux pourrait devenir soit un important exportateur, soit un gros importateur d’électricité, selon que l’on investit ou non dans de nouvelles installations de cogénération. Cinq puissances installées de cogénération ont été étudiées dans le secteur des sables bitumineux de l’Alberta à l’horizon de 2030, afin de mieux comprendre les impacts environnementaux, économiques et techniques sur la province. Les résultats montrent qu’une forte puissance de cogénération pourrait réduire les émissions de CO2 provenant du secteur électrique de la province de jusqu’à 13 % en 2030, en considérant un scénario de référence où il n’existe aucune nouvelle unité de cogénération installée. En supposant que la production d’électricité par cogénération provenant de l’exploitation des sables bitumineux remplace la production de base par les centrales au charbon de l’Alberta, les économies montent à 26 %. Il existe donc une possibilité de réduction, par la cogénération, des émissions provenant du secteur en remplaçant les centrales au charbon et en réduisant la quantité totale de gaz naturel nécessaire. Du fait que l’adoption de la cogénération réduit la quantité globale de combustible utilisé et qu’elle coûte généralement moins cher à installer que les centrales de base au charbon, les scénarios basés sur une forte capacité de cogénération offrent des possibilités d’économies. Il peut cependant être difficile pour la province de l’Alberta de dépendre aussi fortement d’une source d’électricité dont le but premier n’est pas de contribuer à l’AIES, mais plutôt de répondre aux besoins de production dans le secteur des sables bitumineux. En cas de changement imprévu touchant à la technologie ou aux conditions du marché, l’Alberta pourrait se retrouver devant un manque d’électricité provenant de la cogénération reliée aux sables bitumineux. Indépendamment des avantages et des défis présentés par une augmentation de la puissance de cogénération dans ce secteur, l’Alberta aurait avantage à bien connaître l’importance des installations de cogénération qui seront construites durant l’augmentation majeure de production prévue dans les 20 prochaines années.

1:45pm
MIT2-2 Emission Reduction Through Carbon Taxes on Alberta's Electrical System

Benjamin Lyseng, Andrew Rowe & Peter Wild - U Victoria
Abstract
Appendix B One third of Canada’s greenhouse gas (GHG) emissions come from Alberta, making it the country’s largest emitter. Electric power generation in the province accounts for 21 % of these emissions. A long term system optimization model is developed using the Open Source Energy Modeling System (OSeMOSYS) with the objective to minimize the net present cost of an electrical system that will meet the province’s forecasted demands until 2030. A carbon tax on emissions from the electricity sector is applied in the model incrementally up to $90/tCO2. Resulting generation mixes, system costs and net cost per tonne of carbon dioxide reduction are determined.
Résumé
Un tiers des émissions de gaz à effet de serre du Canada proviennent de l'Alberta, ce qui en fait plus grand émetteur du pays. Production d'électricité dans la province représente 21 % de ces émissions. Un modèle d'optimisation de système à long terme est développé en utilisant l'Open Source énergie Modeling System (OSeMOSYS) avec l'objectif de minimiser le coût net de présent d'un système électrique répondant aux exigences prévues de la province jusqu'en 2030. Une taxe carbone sur les émissions provenant du secteur de l'électricité est appliquée dans le modèle progressivement jusqu'à 90 $ la tonne de CO2. Les coûts du système et le coût net par tonne de réduction de dioxyde de carbone résultant de mélanges de génération, sont déterminés

2:05pm
MIT2-3 Laboratory Evaluation of the Coupled Thermo-Hydro-ChemoBiological (THC-B) Processes in Compost Based Biocover

Afshin Khoshand & Mamadou Fall - U.Ottawa
Abstract
Anaerobic biodegradation of waste in landfills produces methane (CH4) which is a potent greenhouse gas. CH4 can be oxidized by natural biological processing when it passes through reactive biological cover soils or biocovers. Previous studies have mostly focused on the isolated effects of influencing factors on biocover performance and there is a lack of understanding on the coupled thermal (T), hydraulic (H) and chemo-biological (C-B) (THC-B) processes that occur in biocovers. This paper presents the results of laboratory column experiments on a compost based biocover. The obtained results are presented and discussed with regard to the interactions between the THC-B processes that occur in the studied biocover.
Résumé
La biodégradation des déchets dans les sites d’enfouissement produit du méthane (CH4), un puissant gaz à effet de serre. Il est possible d’oxyder le CH4 par traitement biologique naturel en le faisant traverser un sol de couverture biologique, ou biocouverture. Les études antérieures se sont essentiellement concentrées sur les effets isolés des facteurs ayant une incidence sur la performance de la biocouverture, et on ne comprend pas bien les processus couplés thermique (T), hydraulique (H) et chimicobiologique (C-B) (THC-B) qui se déroulent dans les biocouvertures. Cette communication présente les résultats d’expériences sur colonne en laboratoire portant sur une biocouverture à base de compost. Les résultats obtenus, concernant les interactions entre les processus THC-B qui se déroulent dans la biocouverture étudiée, sont exposés et analysés.

2:25pm
MIT2-4 Assessment of Cost and Greenhouse Gas Emissions Reductions From the Implementation of Emerging Oil Sands Technologies

Sylvia Sleep1, Jennifer McKellar2, Joule Bergerson3, Heather MacLean1
1U. of T., 2UOIT, 3U. Calgary

Abstract
The implementation of emerging technologies associated with oil sands recovery, extraction, and upgrading activities, such as the use of solvents, in situ combustion, or electrothermal processes, are expected to influence emissions from the oil sands industry. No comprehensive study has been done to assess the life cycle emissions and other technical, environmental, or economic effects associated with these technologies. This research utilizes expert assessments to identify emerging recovery, extraction, and upgrading technologies with potential to influence emissions from oil sands activities in the next 20 years and to elucidate the tradeoffs associated with the implementation of these technologies.

 

Advanced Research III - Recherche avancée III
Room EV2-184
Session Chair: Xianguo Li, U. Waterloo

1:25pm
TRA3-1 Mathematical Modeling of GHG Emission in Wastewater Treatment Plants: Steady-State Vs. Dynamic

Omid Ashrafi, Laleh Yerushalmi, Fariborz Haghighat, Concordia U.
Abstract
Greenhouse gas (GHG) emissions in wastewater treatment plants were estimated by using steady-state and dynamic models. The examined treatment plants used various biological processes for the removal of contaminants. The steady-state model predicted the generation of 659, 468, and 533 kg CO2/day by the aerobic, anaerobic, and hybrid bioreactors, respectively, as well as 245 kg CH4/day by the anaerobic bioreactor. The dynamic model predicted significant variations in GHG production in response to varying operating parameters. The daily variations in carbon dioxide and methane production were ±50%, indicating the limited capacity of steady-state models for the prediction of time-dependent GHG emissions.
Résumé
Les émissions de gaz à effet de serre (GES) des usines de traitement des eaux usées ont été estimées au moyen de modèles en régime permanent et dynamiques. Divers procédés biologiques de piégeage des contaminants ont été utilisés dans les installations examinées. Le modèle en régime permanent a prévu la production de 659, 468 et 533 kg de CO2/jour par les bioréacteurs aérobique, anaérobique et hybride, respectivement, ainsi que de 245 kg de CH4/jour par le bioréacteur anaérobique. Le modèle dynamique a prévu des variations substantielles de production de GES en fonction des variations des paramètres d’exploitation. Les variations journalières de production de dioxyde de carbone et de méthane étaient de ±50 %, ce qui montre la capacité limitée des modèles en régime permanent à prévoir les émissions de GES en fonction du temps.

1:45pm
TRA3-2 Mise à L'échelle D'un Système De Biofiltration Methanotrophe Pour La Réduction Des GES Générés Par Un Lieu D'enfouissement

Nicolas Turgeon – CRIQ
Abstract
Landfill sites by the anaerobic degradation of organic waste constitute one of the major anthropogenic sources of emissions of methane (CH4). In Canada as in many countries around the world, reduction measures (programmes, regulations, etc.) are implemented to encourage operators to capture and burn landfill gas (GE). However, when thermal oxidation can be used for the recovery or destruction of the GE (i.e. CH4 < 25% concentration), the microbial oxidation of methane by methanotrophic biofiltration may represent an interesting and inexpensive technology alternative for the reduction of GHG emissions from the waste sector in a context of climate change. Following a technological development approach initiated by the CRIQ in 2007, a project for the implementation of a system of biofiltration methanothrophe full-size (two units of approximately 54 m3 each) for the treatment of captured landfill of Beauport (Québec) This has been implemented by Quebec City. This article refers to the work carried out and presents preliminary results over a period of 2 months and a half following the commissioning of the BiosorMD process in December 2012.
Résumé
Les lieux d’enfouissement, par la dégradation anaérobie des déchets organiques, constituent une des principales sources anthropiques d’émissions de méthane (CH4). Au Canada comme dans de nombreux pays à travers le monde, des mesures de réduction (programmes, règlements, etc.) sont mises en oeuvre pour inciter les exploitants à capturer et à brûler les gaz d'enfouissement (GE). Toutefois, lorsque l'oxydation thermique ne peut être utilisée pour la valorisation ou la destruction des GE (i.e. concentration de CH4 < 25 %), l'oxydation microbienne du méthane par biofiltration méthanotrophe peut représenter, dans un contexte de lutte aux changements climatiques, une alternative technologique intéressante et peu coûteuse pour la réduction des GES provenant du secteur des déchets. Suite à une démarche de développement technologique initiée par le CRIQ en 2007, un projet visant l’implantation d’un système de biofiltration méthanothrophe pleine grandeur (deux unités d’environ 54 m3 chacune) pour le traitement des GE captés au lieu d’enfouissement de Beauport (Québec) a été mis en oeuvre par la Ville de Québec. Cet article fait état des travaux réalisés et présente les résultats préliminaires obtenus sur une période de 2 mois et demi suivant la mise en service du procédé BiosorMD effectuée en décembre 2012.

2:05pm
TRA3-3 Household Cost Optimization (Grid, Battery, Vehicle to Grid, and Grid to Vehicle)

F. Berthold1,2, B. Blunier1, D. Bouquain1 , S. Williamson2 and A. Miraoui1
1Université de Technologie Belfort Montbéliard, France, 2 Concordia U.

Abstract
The challenge for the next few years is to reduce CO2 emissions, which are the cause of global climate warming.CO2 emissions are mainly due to thermal engines using in transportation. To decrease this emission, a viable solution lies in using non-polluting electric vehicles. New transportation penetration has effected energy production in a major way. Energy production is already reaching peaks. At the same time, load demand has drastically increased. Hence, it has become imperative to increase daily energy production. It is well-known that world energy production is mainly produced by nuclear and thermal pollutant power plants.The more recent electricity utility trend is that electric, hybrid electric and plug-in hybrid electric vehicles (EV, HEV, PHEV) could allow storage and/or production of energy. EV/PHEV batteries can supply the electric motor of the vehicle and at the same time assist the supply grid for household loads. This power flow is called Vehicle-to-Grid, V2G. In this dissertation, the V2G power flow is more specifically called vehicle-to-home, V2H. When the home is supplied using an EV
battery pack, household peak consumption can be decreased. Moreover, the EV battery can be charged during the night, when energy production is low.
Résumé
Le challenge de ces prochaines années est de réduire considérablement l’émission de CO2 qui est la cause du réchauffement climatique. L’émission de CO2 est principalement due à l’utilisation du moteur thermique dans le milieu du transport. Pour diminuer cette émission, la solution réside à utiliser des véhicules électriques qui sont non polluants. L’implantation de nouveau moyen de transport à pour effet d’accroître la production d’énergie. Le pic de production atteignant déjà des sommets, il n’est pas nécessaire d’augmenter la production quotidienne en énergie sachant que, celle ci est principalement produite à partir de centrales thermiques ou nucléaires qui sont des centrales polluantes, excepté au Québec ou celle-ci est produite à partir de centrales hydrauliques. L’implantation de véhicules électriques, hybrides ou hybrides rechargeables permettent un stockage d’énergie. Celles-ci peuvent servir à alimenter le moteur électrique du véhicule ou aider le réseau électrique. Ce flux est appelé Vehicle-to-Grid ou plus précisément dans mon cas ce flux s’appelle Vehicle-to-Home. Alimenter la maison via la batterie du véhicule, permet de diminuer le pic de consommation du foyer. De plus, la batterie du véhicule peut être chargée durant la nuit lorsque la production d’énergie est au plus bas.

2:25pm
TRA3-4 Study of the Applicability of CO2 Emission Reduction Through Absorption by Industrial Pulp-and-Paper Wastewater

Hamed Kazemi, Catherine Mulligan, Laleh Yerushalmi - Concordia U.
Abstract
The present research studied CO2 absorption by the wastewater of a pulp-and-paper plant in a series of continuous-mode experiments in an effort to determine the capacity of wastewater for CO2 emission reduction. The impact of operating conditions including the wastewater temperature, gas composition, and liquid flow rate on CO2 removal efficiency was investigated. Removal efficiency increased at lower temperatures and CO2 concentrations, as well as higher liquid flow rates.

 

Engineering for Adaption: II - Ingénierie et adaptation II
Room EV3-309
Session Chair: James McConnach

1:25pm
ADP2-1 Urban Drainage Systems Design in the Context of Climate Change

Alireza Zareie, and V-T-V. Nguyen, McGill University
Abstract
The effects of climate change on precipitation extremes in southern Quebec have been assessed using the observed gridded precipitation data set (ANUSPLIN) and the simulations from different Regional Climate Models (RCMs). Firstly, a detailed uncertainty analysis of the RCM simulation outputs was carried out, and secondly an improved statistical downscaling approach was proposed for the construction of the IDF relations in consideration of the projected climate change for Dorval airport station. In general, the performance error due to internal dynamics and physics of the RCMs appears to be the largest source of uncertainty. Analyses of ensemble-averaged projected climate changes show that the extreme precipitations will increase in future and the highest increase will happen for short durations and less frequent extreme events.
Résumé
Les effets du changement climatique sur les précipitations extrêmes dans le sud du Québec ont été évalués en utilisant la précipitation observée quadrillé sur l’ensemble de données (ANUSPLIN) et les simulations de différents modèles climatiques régionaux (MCR). Tout d'abord, une analyse détaillée de l'incertitude des résultats de simulation de la MRC a été effectuée, et ensuite une meilleure approche de réduction d'échelle statistique a été proposée pour la construction des courbes IDF dans l'examen de la changement climatiques projetés pour la station de l'aéroport de Dorval. En général, l'erreur due à la performance dynamique interne et aux contraintes physiques des MRC semble être la principale source d'incertitude. Les analyses d'ensembles moyennées sur les changements climatiques projetés montrent que les précipitations extrêmes vont augmenter à l'avenir et la plus forte hausse va sera pour de courtes durées et des d'événements extrêmes seront moins frequents.

1:45pm
ADP2-2 Adapting Dam and Reservoir Design and Operations to Climate Change

Rene Roy, Marco Braun, Diane Chaumont - Ouranos; Marie Minville, Ecole do Technologie Superieure; Catherine Guay, Hydro-Quebec, Institut de Recherche
Abstract
Dams, reservoirs and water resources systems largely contribute to human well-being. However, their design and operations under climate change conditions remain questionable. In order to identify the potential initiatives that the dam, reservoir and water resources systems owners and operators may undertake to cope with this important issue, it is essential to determine the current state of knowledge of the impacts of climate change on hydrological variables at regional and local scales. Climate research and services provide the data, tools and know how to realize experiments that help in quantifying the benefits associated with dam and reservoir management and design adaptation measures. Future climate scenarios derived from climate model simulations can be combined with operational hydrological modeling tools and historical observations to evaluate realistic pathways of future hydrological conditions for specific drainage basins. Over the last decade a close collaboration between Hydro Québec and the Ouranos Consortium on Regional Climatology and Adaptation to Climate Change has been established. We provide an overview of the different phases of refinement of the studies conducted in this collaboration with a focus on climate change impacts on Québec's water resources. This refinement includes the use of different sources of climate simulation data as well as the improvement of post-processing of those data and their application in impact models. Examples from a case study conducted at Ouranos show how a set of scenarios of future runoff regimes can be defined to help in long term planning decisions typical to dam and reservoir operators. The case study includes the selection of appropriate climate scenarios, the correction of biases, the application of hydrological models as well as the assessment of uncertainties. As an outcome the reservoir owner is provided with a number of options within the likely range of expected future climate change. The custom tailored scenarios can be applied to support the design and dimensioning of sustainable hydraulic infrastructure.
Résumé
Les barrages, réservoirs et installations touchant aux ressources hydriques contribuent largement au bien-être de l’être humain. Cependant, leur conception et leur exploitation dans des conditions climatiques changeantes restent discutables. Afin d’établir quelles seraient les mesures que pourraient prendre les propriétaires et exploitants de barrages, réservoirs et installations touchant aux ressources hydriques pour faire face à cet important problème, il est essentiel de déterminer l’état actuel des connaissances sur les impacts du changement climatique sur les variables hydrologiques tant à l’échelle régionale que locale. La recherche et les services en matière de climat fournissent les données, les outils et le savoir-faire servant à réaliser les expériences de quantification des avantages présentés par les mesures d’adaptation de la gestion et de la conception des barrages et réservoirs. Les scénarios climatiques futurs, obtenus par des simulations au moyen d’un modèle climatique, peuvent se combiner aux outils opérationnels de modélisation hydrologique et aux observations historiques pour évaluer les tendances réalistes des conditions hydrologiques futures concernant des bassins hydrographiques spécifiques. Au cours de la dernière décennie, une collaboration étroite entre Hydro-Québec et le consortium Ouranos sur la climatologie régionale et l’adaptation aux changements climatiques a été établie. Nous présentons un aperçu des différentes phases de raffinement des études menées dans le cadre de cette collaboration, en mettant l’accent sur les impacts des changements climatiques sur les ressources hydriques du Québec. Ce raffinement fait appel à différentes sources de données de simulation climatique, ainsi qu’à l’amélioration du traitement de ces données a posteriori et leur application aux modèles d’impact. Des exemples tirés d’une étude de cas menée par le consortium montrent comment il est possible de définir un ensemble de scénarios de régimes d’écoulement futur, utiles aux décisions en matière de planification à long terme habituellement prises par les exploitants de barrages et de réservoirs. Cette étude de cas porte sur la sélection des scénarios climatiques appropriés, la correction des biais, l’application des modèles hydrologiques, ainsi que l’évaluation des incertitudes. Du point de vue pratique, l’exploitant de réservoir dispose d’un certain nombre d’options dans la gamme probable des changements climatiques futurs. Les scénarios établis sur mesure s’appliquent à la conception et au dimensionnement d’infrastructures hydrauliques durables.

2:05pm
ADP2-3 Developing Adaptation Strategies in the South Saskatchewan River Basin (SSRB) by Applying Climate Variability Projections, and Collaborative River System Modelling

Lorne Taylor, Alberta Water Smart
Abstract
The South Saskatchewan River Basin (SSRB) Adaptation Project is a collaborative stakeholder project that explores practical options for adapting to climate variability. This initiative includes innovative and significant departures from the conventional methods of modelling hydrologic responses to changes in climate. Output from Global Climate Models was used to provide a range of future possible flows. The future flow timeseries were then run through a hydrologic operations model for the SSRB river system in a collaborative modelling process with stakeholders to identify opportunities that would help build the capabilities and capacity for adaptation around river management in the SSRB.
Résumé
Le projet d’adaptation du réseau hydrographique de la Saskatchewan Sud (SSRB), projet concerté à plusieurs intervenants, a pour objet l’étude de moyens pratiques d’adaptation à la variabilité du climat. Cette initiative se démarque substantiellement, et de manière innovatrice, des méthodes conventionnelles de modélisation des réponses hydrologiques aux changements climatiques. Les résultats obtenus par les modèles climatiques globaux ont servi à produire une gamme de débits futurs possibles. Des séries chronologiques relatives aux débits futurs ont ensuite été établies à l’aide d’un modèle hydrologique conçu pour le SSRB, dans le cadre d’un processus de modélisation concerté, à plusieurs intervenants, susceptible de définir les compétences et les ressources nécessaires à une adaptation de la gestion du SSRB.

2:25pm
ADP2-4 Climate Change Vulnerability of Key Sectors and Their Adaptation: An Overview From Pakistan

Munazza Fatima, Islamia University Bahawalpur, Pakistan
Abstract
Over the last ten years there has been a growing realization among the planners and policy makers in Pakistan that the country is extremely vulnerable to climate change. The main objective of this descriptive research article is the analysis of vulnerability of key sectors which include water, agriculture and live stock, forestry and social sector. In addition to this, it also aims to describe the possible adaptation measures required in the representative sectors. Facts and figures for this study were taken from the various reports written by the governmental agencies currently working on climate change, chiefly Planning Commission and Ministry of Environment Pakistan.
Résumé
Au cours des dix dernières années, les décideurs et les planificateurs du Pakistan ont pris de plus en plus conscience de l’extrême vulnérabilité du pays aux changements climatiques. Cette recherche descriptive a comme principal objectif l’analyse de vulnérabilité de secteurs clés, dont l’eau, l’agriculture et le bétail, ainsi que la foresterie et le secteur social. Elle vise également à décrire les mesures d’adaptation possibles dans les secteurs représentatifs. Les faits et chiffres utilisés pour les besoins de cette étude ont été tirés des divers rapports écrits par les agences gouvernementales travaillant actuellement sur les changements climatiques, en particulier la commission de planification et le ministère de l’Environnement du Pakistan.

 

Parallel Technical Sessions V - Séance technique parallèle V
Modelling V - Modélisation V - Electrical Systems

Room EV2.260
Session Chair: Dr. Grant Clark, McGill U

3:30pm
MOD5-1 CO2 Mitigation Potential of a Remote Canadian Community Comprising Wind-District Energy Infrastructure

Jean Duquette, Andrew Rowe, Peter Wild, U. Victoria
Abstract
Many of Canada's remote communities currently rely on centralized diesel generators for meeting their energy needs. Aside from being costly to run due to high fuel requirements, the generators are also large emitters of CO2. Some communities have adopted wind-diesel systems as they are effective in lowering emissions and reducing fuel consumption in comparison to diesel systems alone. These integrated systems however only affect part of a community's whole energy picture; the electricity load. A large proportion of the total energy load (and CO2 contribution) stems from residential domestic hot water and space heating requirements. Generally, these heating loads are met separately, building by building, via independent heating systems. In the current research, the use of a district energy grid is proposed for supplying a remote community's heating and power loads simultaneously, potentially engendering greater overall efficiency. Due to the complex nature of the investigation, a community-scale time series model is constructed in Matlab/Simulink and used to evaluate energy system dynamics. Minute time steps are used in the simulations for the duration of one year. Potential reductions in fuel utilization and CO2 emissions (relative to the diesel stand-alone reference case) are quantified for a grid comprising a diesel cogeneration plant and a wind turbine. A central boiler and heat storage tank are also considered in the analysis. Scenarios utilizing these technologies are demonstrated with a case study of the Hesquiaht community, located on the west coast of Vancouver Island in British Columbia. Results show that reductions in fuel utilization and CO2 emissions of up to 32% and 30% respectively are possible relative to the reference case when switching to a system encompassing wind-district energy infrastructure.
Résumé
Plusieurs communautés du Canada en régions éloignées comptent actuellement sur des génératrices diesel centrales pour combler leurs besoins en énergie. Les génératrices, coûteuses à faire fonctionner à cause de leur forte consommation de carburant, produisent également de grandes quantités de CO2. Certaines communautés ont adopté des systèmes combinant éoliennes et génératrices diesel pour réduire les émissions ainsi que la consommation de carburant. Ces systèmes intégrés ne répondent toutefois qu’à une partie des besoins en énergie d’une communauté, à savoir ceux relatifs à la charge électrique proprement dite. En effet, les besoins en énergie reliée à la production d’eau chaude à usage domestique et au chauffage de locaux représentent une grande partie de la charge énergétique totale (et donc de la contribution aux émissions de CO2). Ces demandes de chauffage sont généralement comblées séparément, bâtiment par bâtiment, au moyen de systèmes indépendants. Dans cette recherche, il est proposé de recourir à un réseau énergétique collectif pour répondre simultanément aux besoins en chauffage et en électricité d’une communauté en région éloignée, et augmenter éventuellement le rendement global. En raison de la complexité de l’étude, on construit dans Matlab/Simulink un modèle en série chronologique à l’échelle de la communauté pour évaluer la dynamique du système énergétique. Dans les simulations, une période d’un an est représentée par une étape d’une minute. Les réductions potentielles de consommation de carburant et d’émissions de CO2que pourrait permettre un réseau comprenant une installation de cogénération au diesel et une turbine éoliennesont quantifiées (par rapport à la situation de référence, caractérisée par des génératrices diesel autonomes). L’analyse tient également compte de l’utilisation d’une chaudière centrale et d’un réservoir de stockage de chaleur. Les scénarios basés sur ces technologies sont illustrés par une étude de cas concernant la communauté de Hesquiaht, située sur la côte ouest de l’île de Vancouver, en Colombie-Britannique. Les résultats montrent qu’il est possible de réduire la consommation de carburant et les émissions de CO2 de 32 % et 30 % respectivement par rapport à la situation de référence, lorsqu’on passe à un système comprenant une infrastructure combinant l’énergie éolienne et un réseau énergétique collectif.

3:50pm
MOD5-2 An Urban Scale Electrical Load Baseline Model for Measurement & Verification of Demand Side Energy Efficiency Programs in Abu-Dhabi
Afshin Afshari1 & Luiz Friedrich1
1 Masdar Institute, Abu-Dhabi, UAE
Abstract
The difficulty to accurately assess the ex-post impact of energy efficiency retrofits is a widely recognized barrier to the wider deployment of Demand-Side Management (DSM). The task is complicated by the dynamic nature of the system, the coupled interaction of multiple sub-systems and the high correlation with weather and other perturbations. A regression-based model of the load driven by exogenous variables is proposed to address this problem. The model is estimated using measured data from the post-DSM period, and is then used to profile the “baseline” energy consumption over a selected post-DSM period and reveal the energy savings attributable to the DSM intervention. The baseline model of electricity consumption was determined for the city of Abu Dhabi, UAE. In the proposed procedure, sometimes referred to as inverse load modeling, a novel hourly regression model of the aggregate load was estimated based on historical data. The model produced accurate results; adjusted R-squared of 0.9931 for the training period (year 2010). The load during the first half of 2011 was used as verification data-set resulting in a RMSE equivalent to 1.84% of the annual peak load, and a MAPE of 2.64%.
Résumé
La difficulté d'évaluer avec précision l'impact ex-post d'éconergétiques est une barrière largement reconnue au plus large déploiement de Demand-Side Management (DSM). La tâche est compliquée par la nature dynamique du système, l'interaction couplée de plusieurs sous-systèmes et la forte corrélation avec la météo et autres perturbations. Un modèle de régression de la charge entraînée par variables exogènes est proposé pour régler ce problème. Le modèle est estimé à partir des données mesurées de la période post-DSM et est ensuite utilisé pour le profil de la consommation d'énergie « de base » sur une période de post-DSM sélectionné et révéler les économies d'énergie attribuables à l'intervention de DSM. Le modèle de base de la consommation d'électricité a été déterminé pour la ville d'Abu Dhabi, Émirats Arabes Unis. Dans la procédure proposée, parfois dénommée charge inverse modélisation, un modèle de régression horaire original de la charge globale se fondait sur des données historiques. Le modèle a produit des résultats précis ;  ajusté R2 de 0.9931 pour la période de formation (année 2010). La charge au cours de la première moitié de 2011 a servi de vérification ensemble de données ayant pour résultat un RMSE équivalent à 1,84 % de la charge maximale annuelle et une MAPE de 2,64 %.

4:10pm
MOD5-3 Potential Energy Saving Due to Peaksaving/LCA Process in Summer in Toronto

Mohammad Ebrahim Poulad, Alan S. Fung, Tom Fotinakopoulos, Farzin M. Rad, U. Toronto
Abstract
A trained ANN model of residential hourly demand is employed to estimate the potential impacts of Load Curtailment Activation (LCA) on electricity demand on the activation days. LCA occurs once per day for four consecutive hours on the event days. Electricity demand increases dramatically after Peaksaver/LCA is completed on both test days. Load/cost reductions generally decreased (difference between ANN forecast and average load) over the course of the event hours, which might be due to participants opting out as conditions declined and/or to AC restarting as the higher set point was reached. Load reductions for individual event ranged between 0.35 and 0.64 kWh/h or 11% and 24%.
Résumé
Un modèle d’ANN pour la demande résidentielle horaire est utilisé pour estimer les impacts potentiels de l’activation de la restriction de charge (LCA: Load Curtailment Activation) sur la demande d'électricité pour les jours d'activation. La LCA a lieu une fois par jour pendant quatre heures consécutives durant les jours correspondants. La demande d'électricité augmente considérablement après que la LCA soit effectuée sur deux jours de test. Les prix diminuent généralement pendant les heures de l'événement, ce qui pourrait s'expliquer par le désengagement des participants etant donné que les conditions sont moins intéressantes et/ou au redémarrage de l’air conditionné car le point de consigne le plus élevé a été atteint. Les réductions de charges individuelles ont varié entre 0,35 et 0,64 kWh/h ou entre 11 % et 24 %.

4:50PM
MOD5-4 Storage Systems Thermal Modelling and Analysis

Mohammed Ibrahim Alghamdi, Al-Baha University
Abstract
Power consumed by cooling systems comprises a significant portion of data center power. Essentially, energy consumption of cooling systems heavily depend on the temperature of devices in the data center. In addition, disks are one type of major devices deployed in data centers. Thus, modeling disk temperature is an important aspect of energy consumption estimation in either data center management or plan. In this proposal, some background of the research in temperature prediction of data center is explored and the motivations of our project are discussed. Then we proposed a solution: use the inner disks sensor to acquire thetemperature of disks in a data node, and collect data when the disks are running I/O intensive tasks. From the temperature data of disks, we will build a model of predict disk temperature and then generate a model to estimate the outlet temperature by combine CPU temperature and disk temperature. Combine our outlet temperature model with the current mechanical energy consumption model; a overall energy consumption model which take the temperature of data nodes into account will be generated.
Resume
Les systèmes de refroidissement consomment une grande partie de l’énergie nécessaire aux centres de traitement de l’information. La consommation d’énergie des systèmes de refroidissement dépend essentiellement de la température des dispositifs installés dans le centre de traitement. En outre, les disques représentent l’un des types de dispositifs importants de ces centres. Par conséquent, la modélisation de la température d’un disque constitue un paramètre important de l’estimation de la consommation énergétique, qu’il s’agisse de la gestion d’un centre ou de l’élaboration d’un plan ayant trait à ce centre.

 

Canadian Arctic I - L'Arctique canadien I
Room EV1.162
Session Chairs: Dr. William A. Adams & Mr. Peter A.G. Russell, RESTCO

3:30pm
ARC1-1 Sustainable Housing, Transportation and Energy for Remote Communities in the Canadian Arctic

William Adams, Darryl McMahon, and Peter Russell – RESTCO
Abstract
Climate change impact on remote Arctic coastal communities requires sustainable infrastructure. Healthy well-insulated housing using a shell concept with support flexibility permits adjustment to cope with permafrost melt and also allows for portability. Energy infrastructure, now based on diesel generated electricity, can be made more secure by the inclusion of renewable energy. In the model proposed, electric and plugable hybrid vehicles including ATVs and snowmobiles would provide energy storage for the renewable energy sources by using the vehicles battery capacity. Smart micro-grids are proposed based on current developments. Demonstration of these concepts will be discussed based on input from Nunavut.
Résumé
L’impact du changement climatique sur les communautés habitant sur les côtes éloignées de l’arctique nécessite des infrastructures durables. Un logement sain, bien isolé, faisant appel au concept de coquille et reposant sur des supports flexibles, s’adapte bien à la fonte du permafrost tout en étant portable. En utilisant de l’énergie renouvelable, il est possible d’améliorer la sécurité des infrastructures énergétiques, aujourd’hui basées sur la production d’électricité par des génératrices diesel. Dans le modèle proposé, les véhicules électriques et hybrides branchables, incluant les VTT et les motoneiges, serviraient à stocker l’énergie pour jouer le rôle de sources d’énergie renouvelable par utilisation de la capacité des batteries. On propose des micros-grilles intelligentes tenant compte des développements technologiques actuels. Ces concepts seront illustrés en tenant compte des données provenant du Nunavut.

3:50pm
ARC1-2 Towards Very-Large-Scale Simulation of the Arctic Planetary Boundary Layer

Xiaohua Wu – RMC
Abstract
Towards very-large-scale simulation of the Arctic planetary boundary layer Xiaohua Wu Department of Mechanical and Aerospace Engineering Royal Military College of Canada The Arctic plays a crucial role in the global climate system since it is the principal region of thermal radiative energy deficit and atmospheric cooling. Climate energy equilibrium of the Arctic is strongly influenced by turbulent transport processes in the atmospheric planetary boundary layer (PBL). Most of the previous PBL simulations were for middle latitude conditions, where neutral or unstable PBL stratification prevails. However, the high latitude PBL in the Arctic region is often characterized by extremely stable vertical stratification. Intensive surface radiative cooling forms vertical temperature inversions and stable stratification. Accurate simulation of atmospheric circulation structures inside the Arctic PBL is crucial for a proper understanding and prediction of the Arctic climate. Closely related to the problem of Arctic PBL is the zero pressure-gradient, turbulent boundary layer over a smooth flat-plate, which is one of the most canonical problems in modern fluid mechanics. Even though this flow has been the subject of numerous theoretical and experimental studies due to its fundamental importance, there has been very limited success on its three-dimensional, time-accurate computation primarily because of the difficulty in handling the issue of inhomogeneity along boundary layer stream-wise direction. With the support from NSERC on our project "Fundamental Studies on Incompressible Flat-Plate Boundary Layer and Pipe
Flow", we are performing very-large-scale numerical simulation of boundary layer flows. Our boundary layer CFD finite-difference mesh size is approximately 16384 (4 billion grid points per simulation) along the streamwise, wall-normal and spanwise directions, respectively. In order to extend our boundary layer CFD research to the problem of Arctic planetary boundary layer, further research efforts are required. Specifically, the temperature variable in our existing boundary layer codes is decoupled from the velocity and pressure fields. In order to account for the stratification of the planetary boundary layer, it is necessary to modify one of our existing boundary layer codes by incorporating the Boussinesq Approximation. Additionally, the effects of geostrophic wind and system rotation should also be incorporated into the code.
Résumé
Vers une simulation à grande échelle de la couche limite planétaire arctique –Xiaohua Wu, Département de génie mécanique et aérospatial du Collège militaire royal du Canada. L’Arctique joue un rôle essentiel dans le système climatique mondial car c’est la principale région caractérisée par un déficit d’énergie thermique rayonnante et un refroidissement atmosphérique. L’équilibre énergétique relié au climat de l’Arctique est fortement influencé par les processus de transport turbulent dans la couche limite planétaire (CLP)atmosphérique. La plupart des simulations précédentes de la CLP se rapportent aux conditions rencontrées aux moyennes latitudes, là où prédomine une stratification de la CLP neutre ou instable. Cependant, la CLP à haute altitude de la région arctique se caractérise souvent par une stratification verticale extrêmement stable. Le refroidissement par rayonnement intense de surface entraîne des inversions de température dans le sens vertical et une stratification stable. Une simulation précise des structures de circulation atmosphérique à l’intérieur de la CLP arctique est essentielle à la compréhension et à la prédiction du climat arctique. En relation étroite avec le problème de la CLP arctique, nous trouvons la couche limite turbulente à gradient de pression zéro au-dessus d’une plaque lisse et plate, l’un des problèmes les plus canoniques de la mécanique des fluides moderne. Même si cet écoulement a fait l’objet de nombreuses études théoriques et expérimentales en raison de son importance fondamentale, les calculs en trois dimensions avec précision dans le temps ont donné des résultats très limités, principalement à cause de la difficulté que représente l’absence d’homogénéité le long de la couche limite dans le sens de l’écoulement. Grâce à l’appui du CRSNG dans le cadre de notre projet « Études fondamentales sur la couche limite incompressible sur plaque plane et sur l’écoulement dans une tuyauterie », nous effectuons une simulation numérique à grande échelle des écoulements dans la couche limite. Le maillage aux différences finies CFD de notre couche limite est d’environ 16 384 (4 milliards de points de grille par simulation) le long de l’écoulement, perpendiculairement à la paroi et dans le sens de l’envergure respectivement. L’application de notre recherche CFD sur la couche limite aux problèmes de la couche limite planétaire arctique nécessite un supplément de recherche. Plus précisément, la variable température dans nos codes de couche limite existants est découplée des champs de vitesse et de pression. Pour tenir compte de la stratification de la couche limite planétaire, il faut modifier l’un de nos codes existants de couche limite en incorporant l’approximation de Boussinesq. En outre, les effets du vent géostrophique et de la rotation du système doivent être intégrés au code.

4:10pm
ARC1-3 Field Study of Hygro-Thermal Performance of Housing in the Canadian North

Daniel Baril, Paul Fazio, Jiwu Rao - Concordia U
Abstract
With overcrowded housing, lack of skilled labor, and total dependence on fossil fuels for heating and electricity in the Canadian North, easily built, durable, energy efficient building designs are needed to make headway in this arctic region. This paper focuses on field monitoring with wireless data acquisition systems and air infiltration test equipment to assess the hygrothermal performance of the building envelope and attic venting systems of an existing wood stud house in Nunavik with a ventilated arctic cold roof design, and of a prototype structural insulated panel (SIP) house in Nunavut using an unventilated arctic cold roof design.
Résumé
Le Nord canadien est aux prises avec un surpeuplement des habitations, une pénurie de main-d’oeuvre qualifiée et une dépendance totale envers les combustibles fossiles pour le chauffage et la production d’électricité. Pour réaliser des progrès dans un tel contexte, il est essentiel de concevoir des bâtiments faciles à construire, durables et écoénergétiques. Cette communication traite de l’évaluation de la performance hygrothermique de l’enveloppe du bâtiment et des installations d’aération du comble d’une maison existante à structure de bois boulonné du Nunavik dotée d’un toit froid arctique ventilé ainsi que d’une maison prototype à panneaux structuraux isolés (PSI) du Nunavut dotée d’un toit froid arctique non ventilé. Cette analyse est effectuée par monitorage sur les lieux au moyen de systèmes d’acquisition de données sans fil et d’appareils de détection des infiltrations d’air.

4:30PM
ARC1-4 Investigation of the Hygrothermal Performance of a SIP Test Hut with an Unventilated and Ventilated Attic for the Canadian North

Ahmad Kayello, Paul Fazio, Jiwu Rao - Concordia U
Abstract
he Canadian North subjects building envelope systems to extreme climatic loads. Energy-efficient housing designed for such severe conditions requires testing and performance evaluation. In this study, a pre-engineered, full-scale structural insulated panel (SIP) test hut, for a new housing system being implemented in Nunavut, is built inside an environmental chamber to investigate the hygrothermal performance of an unventilated and ventilated attic and of the SIP system. This paper presents the test setup and protocol with results from hygrothermal simulations on the attic and SIP performance. Further results are expected for the presentation at the conference in May.
Résumé
Le Nord canadien expose les systèmes d’enveloppe des bâtiments à des charges climatiques extrêmes. La conception d’habitations écoénergétiques dans des conditions aussi difficiles requiert des essais et une évaluation du rendement. Dans cette étude, une unité résidentielle d’essai à échelle réelle, faite de panneaux structurels isolés (PSI) et destinée à un nouveau système d’habitations en cours d’implantation au Nunavut, a été construite à l’intérieur d’une chambre climatique dans le but d’évaluer le rendement hygrothermique d’un comble ventilé, d’un comble non ventilé et du système de PSI. L’article présente le montage et le protocole d’essai ainsi que les résultats des simulations hygrothermiques sur le rendement des combles et du système de PSI. Des résultats supplémentaires devraient être présentés à la conférence de mai.

 

Alternate Solutions I - Solutions de rechange I
EV2-309
Session Chair: Andy Jones

3:30pm
ALT1-1 Impact of Bad Choices for Climate Change Mitigation

William Palmer - TRI-LEA-EM
Abstract
This paper shows that the selection of a method for climate change mitigation must consider all the implications of the decision, that go beyond what might seem to be at first glance an obvious choice. For example, in the Ontario electricity generation sector, this paper shows that selection of an intermittent carbon free wind generator actually increases the carbon emissions by displacing other carbon free generators, nuclear and hydraulic, and requiring the operation of carbon emitting natural gas and even coal generators to provide support for when the intermittent wind generation routinely falls in output.
Résumé
Cet article montre que le choix d'une méthode d'atténuation du changement climatique doit tenir compte de toutes les implications de la décision, qui pourrait sembler être à première vue un choix évident. Par exemple, dans le secteur de la production d'électricité de l'Ontario, ce document montre que la sélection d'une générateur éolienne intermittente augmente réellement les émissions de carbone en déplaçant d'autres générateurs libres de carbone, nucléaire et hydraulique, et en exigeant le fonctionnement des gaz d'émissions de carbone naturel et même le charbon générateurs à fournir un soutien pour quand la production d'énergie éolienne intermittente tombe systématiquement dans la production.

3:50pm
ALT1-2 Supporting Sustainable Management of Alberta's Oil Sands - The OSRIN Way

Devraj Hansdah, Government of Alberta
Abstract
The oil sands deposits in the province of Alberta, Canada host about 1.7 trillion barrels of bitumen in-place. The Oil sands surface mining leads to the creation of tailing ponds as initial containment of process by-product. These tailing ponds create significant environmental / climate change footprints affecting bio-diversity and have been a subject of concern. With the 3rd largest proven reserves of oil in the world, Alberta faces the challenge of balancing production to meet global demand and ensuring sustainable and responsible extraction of oil sands. While numerous organizations and individuals both in Alberta and elsewhere are engaged in directing, financing and performing research, technology development, demonstration and deployment into various aspects of oil sands development, there is a need to understand the state of the issue in totality; to recognize various human and technology resources available; and to collaborate with partners to identify knowledge gaps and implement projects to fill those gaps. The School of Energy and Environment at University of Alberta, with support from the Government of Alberta, created the Oil Sands Research and Information Network (OSRIN) in 2008. This paper focuses on the outcome mapping approach undertaken as a part of the OSRIN project to address reclamation of surface mining of oil sands. OSRIN intends to have a very clear understanding “of the state of the science” to better leverage what is happening now and identify opportunities for new activities.

4:10pm
ALT1-3 Low Cost Rainwater Harvesting: An Alternate Solution to Salinity Affected Coastal Region of Bangladesh

Islam. K. Z., 1Jessore PBS-2, Bangladesh Rural Electrification Board. Bangladesh & Islam M.S., 2 North South University, Dhaka, Bangladesh
Abstract
This study investigated the prospect of rainwater harvesting as low cost alternate freshwater supply along the coastal region of Bangladesh, which is considered one of the most affected countries in the world due to climate change and resulting sea level rise. Data were collected on the present state of freshwater supply, sources and quality, average rainfall in the region, dry spell period during dry season, family size, water use nature, rain water quality, etc. A most suitable and economic size and material to use was proposed then. Finally, a questionnaire survey was conducted about the acceptability of rainwater for drinking purposes.
Résumé
Cette étude a porté sur la possibilité de récolter l’eau de pluie comme solution d’alimentation en eau douce à faible coût le long de la région côtière du Bangladesh, considéré dans le monde comme étant le pays plus touché par les changements climatiques et l’élévation du niveau de la mer qui en résulte. Des données ont été collectées sur l’état actuel de l’alimentation en eau douce, les sources et la qualité de l’eau, la pluviométrie moyenne dans la région, la période de sécheresse durant la saison sèche, la taille de la famille, le type d’utilisation de l’eau, la qualité de l’eau de pluie, etc. Une proposition a ensuite été faite sur le matériel à utiliser le plus approprié et économique. Enfin, une enquête par questionnaire a été menée sur l’acceptabilité de l’eau de pluie comme eau potable.

4:30pm
ALT1-4 The Environmental Impact of Increasing Wind Penetrations in a Thermally Dependent Electric System

Amy Sopinka - U Victoria
Abstract
Alberta’s electricity grid is characterized as deregulated and thermally dependent with a growing number of wind power facilities. Using a model to simulate both the unit commitment and economic dispatch decisions of the system operator, the total net CO2 reductions that result from the addition of wind energy into a heavily fossil-fuel based grid are estimated, assuming that contingency reserves are provided by part-loaded natural-gas fired units. Increasing wind generation levels lead to increased CO2 levels from reserve energy production but total CO2 levels decline slightly.
Résumé
Le réseau électrique de l’Alberta se caractérise par sa déréglementation, sa dépendance à l’égard de l’énergie thermique et son nombre croissant d’installations éoliennes. À l’aide d’un modèle permettant de simuler la réservation d’unités et les décisions de répartition optimale de la production par l’opérateur de réseau, on estime les réductions totales nettes de CO2 résultant de l’ajout d’énergie éolienne à un réseau largement basé sur les combustibles fossiles, en supposant que les réserves pour contingence sont fournies par des unités alimentées en gaz naturel fonctionnant à charge partielle. Une augmentation de génération d’électricité d’origine éolienne entraîne un accroissement des niveaux de CO2 provenant de la production d’énergie à partir de la réserve, mais les niveaux globaux de CO2 diminuent légèrement.

 

Cost Benefits & Affordability I - Rentabilité et abordabilité I
Room E V2-184
Session Chair: Jean-Guy Rene, CSSE

3:30pm
CBA1-1 Introduction to Session by the Session Chair

3:50pm
CBA1-2 Cost- Benefit Analysis of Sustainable IT Infrastructures

Parag Pendharkar - Pennsylvania State U @ Harrisburg
Abstract
In this paper we show how financial models can be combined with Monte Carlo simulation to compare alternatives for sustainable IT infrastructure investments. Using a real-world problem, we illustrate how cloud computing (CC) vs. In-house data center options can be evaluated to save an organization money while adhering to corporate and social responsibilities.
Résumé
Dans le présent article, nous montrons comment les modèles financiers peuvent être combinés avec la simulation de Monte Carlo pour comparer les solutions de rechange en matière d’investissements durables dans les infrastructures TI. À partir d’un problème réel, nous illustrons comment évaluer l’option de l’informatique en nuage par rapport à celle du centre de données interne, afin d’aider une entreprise à réaliser des économies tout en respectant ses responsabilités organisationnelles et sociales.

4:10pm
CBA1-3 The Contribution of the Social Costs of Air Pollution to the Case for Building Better

Andrew Knox, Greg Evans, Bryan Karney - U Toronto
Abstract
The case for energy efficiency in buildings centers on construction costs and utility bills, but another crucial consideration is the social cost of air pollution. Low-energy buildings reduce the social value lost to air pollution. The social cost of air pollution can often gain more political traction than climate change can. While it is tends not to outweigh the marginal construction costs of building to a low-energy standard, air pollution’s social cost can offset marginal construction costs by as much as 15% in Ontario. The social cost of air pollution can outweigh the economic value of climate-related benefits.
Résumé
Résumé de l'affaire pour l'efficacité énergétique dans les bâtiments des centres sur les coûts de construction et des factures, mais une autre considération importante est le coût social de la pollution atmosphérique. Bâtiments basse consommation réduisent la valeur sociale perdue contre la pollution atmosphérique. Le coût social de la pollution atmosphérique peut souvent séduire plus politique que le changement climatique peut. Bien que l'on ne tend ne pas à l'emportent sur les coûts marginaux construction du bâtiment à un niveau de basse énergie, coût social de la pollution atmosphérique peut compenser les coûts de construction marginal par près de 15 % en Ontario. Le coût social de la pollution atmosphérique peut l'emporter sur la valeur économique des avantages liés au climat.

4:30pm
CBA1-4 Cost Impact of Green Building in Qatar

Safaa Alzubaidi - Hariot Watt U.
Abstract
Qatar, the winning country for 2022 World Cup bid, is pushing its eco-friendly design for a new construction as a key component. In addition, the country’s National Vision 2030 has also emphasized on the country’s goal to construct green buildings as a key aspect in building future development; this means all developers shall adhere to this vision. Despite earlier studies finding that there is no significant difference in average costs for green buildings as compared to non-green buildings [1], there is a general idea among building stakeholders that capital costs of constructing green buildings are significantly higher than conventional building. LEED the dominant system in the United States market and is being adapted to multiple markets worldwide, however relying on this system to assess the sustainability of the building could cost more in Middle East compared to US. This study aims to investigate, through twenty five actual LEED projects, the cost impact of sustainable buildings design in Qatar. Real model prices were examined and introduced. All of the projects are located in Energy City Qatar where different LEED ratings have been utilized. Their cost has been examined and found to be higher than earlier studies results.
Résumé
Retenu pour accueillir la Coupe du Monde2022, le Qatar décidé de placer la conception écologique au coeur de ses futures installations. En outre, le document Vision Nationale du Qatar 2030 met lui aussi l’accent sur l’objectif que le pays s’est fixé de faire de la durabilité un aspect central de ses bâtiments de demain; tous les promoteurs immobiliers devront par conséquent se conformer à cette vision. Cependant, malgré de récentes études selon lesquelles la différence des coûts moyens de construction entre des bâtiments durables et non durables [1] est minime, les principaux acteurs du milieu pensent généralement que les dépenses en immobilisations pour des bâtiments écologiques sont considérablement plus élevées que pour des édifices traditionnels. LEED, principal système en la matière sur le marché américain, est en train d’être adapté à de nombreux marchés du monde entier; or, l’utilisation de ce système pour évaluer la durabilité d’un édifice pourrait coûter plus cher au Moyen-Orient qu’aux États-Unis. La présente étude vise à examiner, à partir de vingt-cinq projets réels LEED, l’effet de coût de la conception de bâtiments durables au Qatar. Les prix de vrais projets – tous situés dans la zone Energy City Qatar, où différentes caractéristiques LEED ont été intégrées – ont été analysés et présentés. Leurs coûts se sont ainsi avérés plus élevés que dans les études antérieures.

 

Advanced Research IV - Recherche avancée IV
Room EV3-309
Session Chair: Xianguo Li and Zhongchao Tan, U. Waterloo

3:30pm
TRA4-1 Separation of 5-HMF from Simulated Hydrothermal Conversion Products

Zhongchao Tan, University of Waterloo, Waterloo, Ontario, Canada
Abstract
Single and mixed solvents were tested to separate 5-HMF by liquid-liquid extraction from simulated hydrothermal conversion (HTC) products composed of 5-HMF, levulinic acid and furfural. The mixed solvents were made up of DCM-THF, DCM-2-butanol and 2-butanol-THF with different mixing ratios. It was found that mixed solvents had better extraction performance than each single solvent for 5-HMF. The partition coefficients of 5-HMF were greater than those of levulinic acid. Addition of NaCl improved 5-HMF extraction, and the corresponding partitioncoefficient was 6.87. 5-HMF extraction at pH 2.4 was more effective than pH 2.0.

3:50pm
TRA4-2 Driver-Oriented Optimization of Power Management in Plug-In Hybrid Electric Vehicles

Hongtao Zhang, Yanzhou Qin, Xianguo Li, Xinzhi Liu - U Waterloo
Abstract
This paper studies the optimization problem of power management in plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs) subject to uncertain and dynamical driving cycles. Most existing power management strategies are designed for a fixed or specific driving cycle in the scenario that the trip information is assumed known a priori, which usually encounter implementation difficulties in practice once the driving cycle becomes unknown and time-varying. To solve this problem, we present a stochastic driving cycle model and utilize finite-horizon stochastic dynamic programming (SDP) to globally optimize vehicle performance in stochastic sense. Simulation results show that the proposed strategy makes a significant progress in improving fuel economy.

4:10pm
TRA4-3 A Model for Water Transport in A PEMFC Gas Flow Channel with Dynamic Wettability

Yanzhou Qin 1, 2, Hongtao Zhang 1, Yongxin Wang1 and Xianguo Li 1, * ,
1 U. Waterloo, 2 State Key Laboratory of Engines, Tianjin U. * Corresponding Author

Abstract
A single static contact angle alone is known to be insufficient to represent the dynamic wettability of the solid surface, and the sliding angle and dynamic contact angles are needed to be introduced to describe the liquid water transport in the flow channel of a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC). In this study, a multiphase model is developed for water transport in the flow channel with dynamic wettability. It is found that both the sliding angle and the dynamic contact angle have significant influence on the water transport and their effect is investigated and analyzed.

4:30pm
TRA4-4 Effect of Operating Conditions on Hollow-Cone Spray Structures

Shi Cheng, Aaron Pereira and Xianguo Li - U Waterloo; Sangsig Yun - NRC, Ottawa
Abstract
Sprays are extensively used in practical applications. In this study the structure of a hollow cone spray produced by a pressure-swirl atomizer is investigated under a wide range of operating conditions by using shadowgraphy technique. It is found that the primary break-up length of the spray decreases as the mass flow rate or liquid temperature is increased; and the spray cone angle increases as the mass flow rate is increased, and decreases as the ambient pressure is increased. Liquid temperature has a minimal effect on the spray cone angle, while ambient pressure directly impacts the critical liquid temperature at which flash boiling occurs.
Résumé
Les jets pulvérisés s’utilisent largement dans des applications pratiques. Cette étude porte sur l’examen de la structure d’un jet creux produit par un atomiseur de turbulence sous pression, dans une vaste gamme de conditions de service, par la technique de projection de silhouette. On constate que la longueur de la division primaire du jet diminue avec l’augmentation du débit massique ou de la température du liquide et que l’angle du cône de pulvérisation augmente avec le débit massique et diminue avec l’augmentation de la pression ambiante. La température du liquide a une incidence minime sur l’angle du cône, tandis que la pression ambiante a un effet direct sur la température critique du liquide à laquelle l’ébullition instantanée se produit.

4:50pm
TRA4-5 Nuclear Power as a Basis for Future Electricity Production in the World: Generation III & IV Reactors

Igor Pioro, UOIT
Abstract
It is well known that the electrical-power generation is the key factor for advances in any other industries, agriculture and level of living. In general, electrical energy can be generated by: 1) non-renewable-energy sources such as coal, natural gas, oil, and nuclear; and 2) renewable-energy sources such as hydro, wind, solar, biomass, geothermal and marine. However, the main sources for electrical-energy generation are: 1) thermal - primary coal and secondary natural gas; 2) “large” hydro and 3) nuclear. The rest of the energy sources might have visible impact just in some countries. In addition, the renewable-energy sources, for example, such as wind and solar and some others, are not really reliable energy sources for industrial-power generation, because they depend on Mother nature and relative costs of electrical energy generated by these and some other renewable-energy sources with exception of large hydro-electric power plants can be significantly higher than those generated by non-renewable sources.
Résumé
Il est bien connu que la génération d'électricité est le facteur clé pour le progrès dans d'autres industries, l'agriculture et niveau de vie. In General, l'énergie électrique peut être généré en: 1) non--sources d'énergie renouvelables telles que le charbon, gaz naturel, pétrole et nucléaires ; et 2)-énergies renouvelables telles que l'hydroélectrique, éolienne, solaire, biomasse, géothermique et marine. Cependant, les principales sources pour la production d'énergie électrique sont: 1) thermal - charbon primaire et secondaire du gaz naturel ; "2) grand" hydro et 3) nucléaire. Le reste des sources d'énergie pourrait avoir des répercussions visibles seulement dans certains pays. En outre, les sources d'énergies renouvelables, par exemple, comme l'énergie éolienne et solaire et quelques autres, ne sont pas des sources d'énergie vraiment fiable pour industriels-électricité, car ils dépendent de mère nature et les coûts relatifs de l'énergie électrique générée par ceux-ci et certaines autres sources d'énergie renouvelable à l'exception des grandes centrales hydroélectriques peut être nettement plus élevés.

 

Wednesday 29 May/Mercredi 29 mai
Parallel Technical Sessions VI - Séance technique parallèle VI
Alternate Solutions II - Solutions de rechange II

Room EV2.260
Session Chair: Andy Jones

10:25am
ALT2-1 Wind Energy as a Supplement to Concentrated Energies for Generating Electricity

Douglas Lightfoot, Quebec’s Global Environmental and Climate Change Centre
Abstract
Concentrated energies, such as coal, natural gas, hydro and uranium power the generating stations providing the very large quantities of reliable electricity without which modern society cannot survive. Because wind energy is not always available, it does not replace existing power plants or increase generating capacity. When wind energy is available, it can supplement existing power plants by off-loading electricity and saving some concentrated energy fuel. When coal cost is $60 US/tonne, it contributes 3 ¢US/kWh to the cost of electricity, which is the value of wind electricity for which governments pay the producers 7 to 14 ¢US/kWh.
Résumé
Les énergies concentrées comme celles du charbon et du gaz naturel, ainsi que l’énergie hydraulique et l’énergie dérivée de l’uranium, alimentent les centrales qui fournissent en toute fiabilité les très grandes quantités d’électricité sans lesquelles la société moderne ne pourrait survivre. L’énergie éolienne n’étant pas toujours disponible, elle ne saurait remplacer les centrales existantes ni augmenter leur capacité de production. Lorsqu’elle est disponible, l’énergie éolienne complète la production de ces centrales, ce qui permet d’en réduire la puissance fournie et d’économiser une certaine quantité d’énergie concentrée. Quand le charbon vaut 60 $ US/tonne, il intervient à hauteur de 3 ¢ US/kWh dans le coût de l’électricité, ce qui correspond à la valeur de l’électricité d’origine éolienne pour laquelle les gouvernements versent aux producteurs de 7 à 14 ¢ US/kWh.

10:45am
ALT2-2 Ship Design Classification for Wind and Solar Energy Capture

Luke Rolland, Memorial U.
Abstract
In the process of providing a complete design procedure for green ships, this article introduces one ship design classification to be applied in the configuration, layout and equipment preparation where clean hull classification reflecting several important criteria. Mast classification will continue to integrate typical equipment such as cranes and sails along with solar panels and windmills. Complete sun energy capture integration shall be detailed through various criteria. A complete classification for wind power capture systems is provided. More classifications allow the integration of renewable energy transformation systems.
Résumé
Faisant parti d'une procédure de conception de navire vert, cet article introduit une méthode de classification à prévoir lors de la configuration, l'agencement et la préparation des équipments relatifs à l'énergie renouvelable et propre. La survenue de concepts plus efficaces exige une classification des coques reflétant plusieurs critères appropriés. Une classification des mats ajoute les éoliennes et panneaux solaires aux grues et voiles. L'énergie solaire tout autant que la captation éolienne recquièrent plusieurs nouveaux critères. Des procédures de classification permettent l'intégration de unités de transformation énergetique.

11.05am
ALT2-3 Efficiency Improvement of 2 DOF Sun Tracking for Preliminary Engineering Analysis

Luke Rolland, Memorial U.
Abstract
Photovoltaic solar panels have limited efficiency. Solar trackers can improve their performance by providing the maximum amount of solar radiant energy at any time between dawn and dusk. An efficient solar tracker based on parallel mechanisms can lead to solar panel size reduction and reduced capital costs. At the preliminary design stages, in order to justify their implementation, this paper proposes a simplified procedure to determine the generalized efficiency of fixed solar trackers and the expected performance increase which can be expected from a solar tracker in terms of performances indexes indicating power output and energy accumulation in batteries.
Résumé
Les panneaux photo-voltaiques atteignant une efficacite limitee, les traceurs solaires peuvent alors ameliorer leur performance en fournissant la quantite maximale d'energie solaire radiante en tout temps. Le choix d'un traceur fonde sur un mecanisme parallele peut mener a un panneau de taille reduite a un cout moindre. A l'etape de la conception preliminaire, afin de justifier leur implantation, ce travail offre une procedure simplifiee pour determiner l'efficacite generale de traceurs fixes et l'augmentation potentielle de performance disponible avec un traceur en termes d'indexes indiquant la sortie de puissance et l'accumulation energetique dans les batteries.

11:25am
ALT2-4 Reflexion
François Poirier, ingénieur GLOBAL INNOVACO INC
Résumé
Étant donné l’insuffisance des résultats obtenus en matière de réduction des émissions de CO2, il semble urgent d’arrêter le réchauffement planétaire. Nous savons que la réduction des surfaces de glace et de neige dans les régions polaires favorise l’accroissement du réchauffement climatique. Nous savons aussi qu’une augmentation de l’albédo intensifie la réflexion des rayons solaires vers l’espace et se traduit par un effet de « refroidissement du globe ». Différentes solutions sont à mettre en place : par exemple, plus de 30 % du désert du Sahara se caractérise par un albédo de 0,3; nous proposons de répandre des granulats à haut coefficient de réflectivité sur ces surfaces de milliers de kilomètres carrés. Par ailleurs, ce type de solution favorisera l’inversion du processus de désertification observé dans le Sahara. Il va sans dire que de nombreux autres moyens d’augmenter l’albédo doivent être trouvés et mis en pratique. Nous estimons que le traitement d’un million de kilomètres carrés à la surface du globe aura un effet de refroidissement suffisant pour compenser le réchauffement actuel.La question est de savoir non pas si nous réagirons au réchauffement planétaire et si nous serons proactifs, mais quand nous agirons. À n’en pas douter, le plus tôt sera le mieux.
Abstract
In the context of a insufficient results in order to reduce CO2 emissions, it seems urgent to stop the global warming. We know that the reduction of ice and snow surfaces in the poles areas help increase global warming: we also know that increasing the albedo that means increase the reflection of incoming solar rays back to space will have the effect of "global cooling”. Different solutions are to be put in place: for example, more than 30 percent of the Sahara desert has an albedo of 0.3; we propose to spread granulates having high reflectivity coefficient over these surfaces (thousands of square kilometres). In addition, this type of solution will help to reverse the observed desertification of the Sahara. Many other ways to increase albedo have to be developed and realised. We estimate that one million square kilometres of surface treated around the globe will have sufficient cooling effect to compensate the
actual warming. The question is not: Will we react to global warming and be proactive? but: When will we act? The answer is: The sooner is the better.

11:45am
ALT2-5 Life Cycle Assessment of a Small Wastewater System: Relevance for Sustainable Design
Bruno Gagnon, Roland Leduc, Luc Savard, U. Sherbrooke
Abstract
Life cycle assessment (LCA) was used to quantify life cycle greenhouse gas (GHG) emissions of a wastewater system (WWS) and to compare options for its modernization. The WWS studied serves a population of 4730 person-equivalent. Two solutions were considered to reduce sewer overflow events and three others to increase the wastewater treatment plant capacity. GHG emissions depend on the modes of electricity production, but the operation phase predominates both with the North Eastern North American and Quebec grid mix. Differences between modernization options were small compared to GHG emissions from the WWS operation over its remaining years of service.
Résumé
L’analyse du cycle de vie (ACV) a servi à quantifier les émissions de gaz à effet de serre (GES) d’un système d’assainissement des eaux usées (SAEU) et à comparer des options en vue de sa modernisation. Le SAEU dessert une population de 4730 personnes-équivalent. Deux solutions ont été considérées pour réduire les débordements sur le réseau et trois pour accroître la capacité de la station d’épuration. Les émissions de GES de SAEU dépendent du mode de production de l’électricité, mais la phase d’opération prédomine avec un mélange énergétique du Nord-Est de l’Amérique du Nord et du Québec. Les différences entre les options sont faibles lorsque comparées aux émissions du SAEU sur les années de service restantes.

 

Extreme Events I - Evénements extrêmes I
Room EV1.162
Session Chair: Jim McConnach, IEEE

10:25am
EXT1-1 Global Fire and Climate Change

Mike Flannigan, University of Alberta
Résumé
Le feu de végétation est un phénomène mondial résultant des interactions entre le climat/la météorologie, les combustibles et les gens. Notre climat et le temps qu’il fait au quotidien sont susceptibles de changer rapidement par suite des activités humaines, dont les conséquences sur les régimes de feux régionaux et mondiaux peuvent être aussi dramatiques qu’inattendues. Les études existantes indiquent une augmentation généralisée de la surface brûlée et de la fréquence des feux, malgré une importante variation spatiale, la surface brûlée et la fréquence des feux dans certaines régions étant stable ou même en diminution. La saison des feux s’allonge dans les régions tempérées et boréales et cette tendance devrait se poursuivre avec le réchauffement du climat mondial. Les tendances futures concernant la gravité et l’intensité des feux sont difficiles à établir en raison de la complexité et des interactions non linéaires entre le temps, la végétation et les gens. Cependant, des recherches récentes basées sur trois modèles climatiques globaux (MCG) et trois scénarios montrent une aggravation substantielle des feux au cours de ce siècle. Une telle aggravation pourrait conduire à un cycle de rétroaction positive dans le système climatique, l’augmentation des émissions provenant des feux risquant de renforcer le réchauffement climatique causé par l’homme.

10:45am
EXT1-2 Flood Disaster and Risk Reduction Through Adaptation Measures: A Case of Punjab, Pakistan

Sajid Noor and Munazza Fatima, Thelslamia University, Bahawalpur
Abstract
Punjab the land of five rivers, biggest province of Pakistan by population, is very frequently hit by floods during the summer monsoon characterized by heavy rain fall. This region is highly vulnerable toward flood disaster. The main objective of this paper is to develop strategies and suggest some measures for mitigation of disaster risk reduction in the flood prone districts of Punjab. Data for the current study was primarily collected from various reports of National Disaster Management Authority and Provincial Disaster Management Authority, Pakistan. This paper also provides the set of strategies addressing flood adaptation through structural and non structural measures.
Résumé
Le Punjab, pays des cinq rivières et province la plus populeuse du Pakistan, subit très fréquemment des inondations durant la mousson d’été, caractérisée par de fortes pluies. Cette région hautement vulnérable aux inondations catastrophiques a été le théâtre de dévastations à grande échelle, entraînant non seulement des pertes humaines et économiques, mais représentant également des menaces croissantes pour l’environnement dans le passé récent. Ce projet a pour principal objectif l’élaboration de stratégies et de mesures d’atténuation des risques de catastrophes pour les districts du Punjab sujets aux inondations. Les données ayant servi à cette étude proviennent principalement des divers rapports de la National Disaster Management Authority (autorité nationale de gestion des catastrophes) et de la Provincial Disaster Management Authority (autorité provinciale de gestion des catastrophes), au Pakistan. Cette communication de nature descriptive examine la périodicité ainsi que les impacts socio-économiques et environnementaux des principales inondations catastrophiques survenues depuis 1950.
Elle présenteégalement un ensemble de stratégies d’atténuation des inondations fondées sur des mesures structurales et non structurales.

11:05am
EXT1-3 Extreme Weather and Power Systems

Nicholas Abi-Samra, DNV KEMA Energy & Sustainability
Abstract
Power systems are exposed to a variety of extreme weather conditions, which bring new and unexpected challenges to power system design and operation. This paper discusses some of the lessons learned to increase system hardening and ride-through (minimizing the damage caused by extreme weather) and achieving some level of resilience (minimizing the impact of extreme weather damage) to extreme weather events.

11:25am
EXT1-4 The Climate Change, Technology and Management in Drying Lake Urmia

Ghasem Azizi and Faezeh Abbasi, University Tehran
Abstract
In the recent decade, low water levels of the Lake Urmia have been a big problem so that the lake’s surface area has generally been declining more than fifty percent. Measurements show a steady decline from 1995 to 2011 about 7 meters. In this paper, a set of data such as precipitation, water stored behind the dams and groundwater levels decline around the lake have been investigated using comparative method. The results show that decreasing the precipitation and increasing temperature lead to increasing the evaporation as well as the water requirements. Consequently, these conditions will increase the volume of the water that has already been extracted by farmers and by industrial activities.

 

Engineering Codes and Standards I - Les normes en ingénierie I
Room EV2-309
Session Chair: Robert Dunn, Engineers Canada

10:25am
ECS1-1 Codes, Standards and Related Instruments (CSRI) Review for Water Infrastructure and Climate Change

G. Félio, Infrastructure Strategies & Research Inc., Rockland, Ontario & B .Burton, 2 Metro Vancouver, British Columbia
Abstract
One of the final tasks in Phase III of the PIEVC National Engineering Vulnerability Assessment project was to make recommendations concerning the review of selected infrastructure codes, standards and related instruments (CSRI) in light of the changing climate. This article provides the summary of the analysis of 13 water related case studies in regards to climate data in current Canadian CSRI. The results of the analysis by a water infrastructure expert group and their observations related to the source, use and update of climate data, the types of CSRI used in the water industry, and the different climate events impacting water infrastructure performance are presented.
Résumé
Pour achever la phase III de son projet d’évaluation nationale de la vulnérabilité de l’ingénierie, le CVIIP devait faire des recommandations résultant de l’examen de codes, normes et outils connexes (CSRI) applicables aux infrastructures, à la lumière des changements climatiques. Cet article résume l’analyse de 13 études de cas reliées à l’eau, tenant compte des données climatiques contenues dans les CSRI canadiens actuels. On y présente les résultats de l’analyse réalisée par un groupe expert en infrastructures hydriques de même que ses observations concernant la source, l’utilisation et la mise à jour des données climatiques, les types de CSRI en usage dans l’industrie de l’eau, ainsi que les
différents événements climatiques ayant une incidence sur les performances des infrastructures hydrauliques.

10:45am
ECS1-2 Bangladesh National Building Code (BNBC): Current Practice and Relevance to Future Climate

Dr. Md. Sirajul Islam, Iqbal Hossain, North South University, Dhaka, Bangladesh
Abstract
This study focuses on Bangladesh National Building Code (BNBC) in addressing the climate change issue. A range of climate change scenarios in Bangladesh and its impact on the construction sector has been assessed. Details of the existing building code was then investigated and an inventory of climate sensitive components was identified. Their adequacy and limitations in addressing climate change issues were analyzed later. Subsequently, proposals were made to revise existing codes of practice accordingly. This article thus can contribute to climate tolerant building design in Bangladesh as an adaptation means and can be utilized for next phase of update of BNBC.

 

Engineering for Adaptation III - Ingénierie et adaptation III
Room EV2-184
Session Chairs: Dr. William Adams and Peter A.G.Russell – RESTCO

10:25am
ADP3-1 Effects of Climate Change on Annual Flood Peaks in Quebec

Tamer A. Gado1 and Van-Thanh-Van Nguyen2, M. ASCE McGill
Abstract
Recently, it has been recognized that society as a whole has become more vulnerable to extreme weather and flood events. This paper investigates therefore the variability of flood peaks in Quebec (Canada) based on a detailed statistical analysis of the historical annual maximum flow (AMF) records. Firstly, temporal trends in the mean of flood peaks were examined. Then, the significance of the detected trends over the whole region was assessed. It was found that a quarter of the analyzed stations show significant trends in the AMF. Particularly, all of the significant trends are negative, indicating decreasing flood magnitudes in Quebec.
Résumé
Il a été récemment admis que la société dans son ensemble était devenue plus vulnérable aux conditions météorologiques et aux crues extrêmes. En conséquence, cette communication étudie la variabilité des débits de pointe de crue au Québec (Canada) à partir d’une analyse statistique détaillée des débits maximums annuels historiques (AMF) enregistrés. En premier lieu, on a étudié les tendances temporelles de la moyenne des débits de pointe de crue. Ensuite, la signification des tendances décelées sur l’ensemble de la région a fait l’objet d’une évaluation. Il a été constaté que le quart des stations analysées montraient des tendances significatives relatives aux AMF. En particulier, toutes les tendances significatives sont négatives, indiquant une diminution de l’amplitude des crues au Québec.

10:45am
ADP3-2 Relation between Frequent Flooding and Climate Change; ExampleEl Harrach Wadi, Algiers, ALGERIA
O.Mimouni, G. Cheikh Lounis, S.Kabouche and  H.Menceur
Abstract
The great urban development in Algiers province, more particularly the catchment area of the El Harrach wadi, does nothing but increase the floods risk to which it is exposed. El Harrach wadi always caused serious flooding problems. Records of flooding started in 1906 up to 2007 in which the flooding occurred twice that same year and became more frequent since! The increased heavy and important precipitations frequency might be linked to climate change. The lower part of El Harrach wadi is classified priority zone and must be taken into account since it cumulates at the same time flood and morphology problematic, accompanied by a pollution problem linked to nearby industrial units. The aim of this work is to provide an overview on flooding problems, summarize the most recent El Harrach wadi studies and try to propose some alarm and prevention systems
Résumé
Le grand développement urbain que vit actuellement la wilaya d’Alger, plus particulièrement le bassin versant de l’oued El Harrach, ne fait qu’accroître le risque des inondations auquel il est exposé. L’oued El Harrach a toujours provoqué de sérieux problèmes d’inondation. Les enregistrements de ces événements ont commencé en 1906 et continué jusqu’en 2007 où le phénomène s’est produit à deux reprises la même année et est devenu plus fréquent depuis! La fréquence accrue de ces fortes et importantes précipitations est à impliquer au changement climatique. La partie avale de l’Oued El Harrach est classée zone prioritaire et doit être prise  en considération puisqu’elle cumule à la fois une problématique d’inondation et de morphologie, et un risque de pollution lié à la présence des unités industrielles dans la région. L’objectif de ce travail  est de donner un aperçu sur la problématique des inondations dans la zone d’El Harrach et de montrer la nécessité des systèmes d’alertes et de préventions contre un tel phénomène. University of Sciences &Technology Houari Boumedienne (USTHB), Algiers, Algeria

11:05am
ADP3-3 Technologies for Adaptation: An Inventory and SWOT Analysis of Water Supply Options Along the Coastal Region of Bangladesh Suffering From Acute Salinity Problem

Dr. Md. Sirajul Islam, North South University, Dhaka, Bangladesh
Abstract
An inventory study and SWOT analysis of all the available water supply options along the salinity affected coastal region of Bangladesh was done particularly concentrating on the factors like complexity of the technology, convenient in operation, quantity and quality of the supplied water and financial viability. Effectiveness of present management options were also analyzed among public, private and community based approach. Community based management option founds to be the most effective one. At the later part of the study, some suggestions for further improvement of the technologies, operational efficiency and management options were made.
Résumé
Un inventaire et une analyse FFPM (forces, faiblesses, possibilités, menaces) des solutions disponibles d’alimentation en eau, ainsi que de la région côtière du Bangladesh affectée par la salinité, ont été effectués en mettant surtout l’accent sur des paramètres comme la complexité de la technologie, la facilité d’exploitation, la quantité et la qualité de l’eau fournie ainsi que la viabilité financière. L’efficacité des solutions de gestion utilisées dans les domaines public, privé et communautaire a également fait l’objet d’une analyse. La solution de gestion utilisée dans le domaine communautaire est considérée comme étant la plus efficace. La dernière partie de l’étude contient quelques suggestions d’amélioration des technologies, de l’efficacité en exploitation et de solutions de gestion.

11:25am
ADP3-4 Impact Des Changements Climatiques Sur L'ingénierie Des Communications Sans Fil - Cas Des Liaisons Hertziennes

Basile L. Agba & Olfa Ben Aik Ali, Institut de Recherche d' Hydro-Quebc; Yamina Bettouche, Ecole de Technologie Superieure
Résumé
Les méthodes de conception de liaisons hertziennes ne tiennent pas compte de la variabilité temporelle pouvant résulter de l’impact des changements climatiques (CC). Nous avons démontré à partir des travaux antérieurs, l’impact des paramètres géoclimatiques sur les performances des liaisons radios. Ces paramètres sont sujets à des variations saisonnières mais aussi à une évolution temporelle dans le contexte des CC. A partir des données climatiques, nous montrons les tendances observées dans l’évolution des températures et la corrélation avec des probabilités de d’interruption sur quatre liaisons témoins. La prise en compte de l’impact des CC permettrait un meilleur dimensionnement. Mots clés : Changements climatiques; Communications sans fil; Liaisons hertziennes; Facteur géoclimatique; Taux d'interruptions.
Abstract
The recommendations used for microwave design don’t take into account the temporal variability that may result from climatic changes (CC). In previous works, we have shown that geoclimatic factor have a great impact on the performance of radio links. These parameters are subject to seasonal variations and also to temporal evolution as a result of CC. Based on climatic data; we investigate the evolution of temperature and its correlation to the outage probability on four links. The main conclusion indicates that the consideration of the impact of CC in links design may result in considerable gains on efficiency and cost.

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