Prepared for the U.S. Dept. of Energy under Contract no. EX-76-A-01-2295, Task order 37.

Thesis (doctoral)--Swedish University of Agricultural Sciences, 2005. / Thesis documentation sheet inserted. Appendix includes six papers and manuscripts co-authored with others. Also issued electronically via World Wide Web in PDF format; online version lacks appendix of papers.

The necessity to develop an automated process for the design of micro-hydro power systems was based on the increasing demand for hydropower as a renewable energy source and to develop cost effective power supplies to rural areas. The application of the formula for the design of these systems is then to simplify the selection of the turbine sizing and is made possible by the similarity laws that exist within turbine and pump families. in addition the sizing of the supply and exhaust piping is also a matter of scaling. No selection process of turbine type is included due to the limitations of cost effectiveness and the category of size into which the turbine was specified. Furthermore. a new approach to turbine design was separately undertaken to satisfy low head and low flow-rate conditions. However, it was only designed up to a cost analysis with no manufacturing having been undertaken. The axial flow turbine. which was most suited for micro-hydro was designed and built as a prototype with a standardized mounting frame. The initial conditions used to generare the velocity vectors and angles were specific to the installation site and used to computationally generate the rotor and stator blades. This required an analysis of the different profiles available as well as research into their design. Once the blade profile stacking had been determined, this was translated into a software program that developed the blades from site-specific initial conditions. However, the design of the blades was interdependent on the dimensioning of the rest of the turbine components and designing these in parallel proved to be an intricate task. With the design complete, the turbine was then installed and testing proceeded with the use of pressure gauges and the results of torque and rpm obtained from a dynamometer. Analysis of the results was undertaken and presented in graphical format with comments on both the design and results. / Thesis (M.Sc.Eng.) -University of Natal, Durban, 2000.

Thesis (Ph. D.)--University of Oregon, 2007. / Typescript. Includes vita and abstract. Includes bibliographical references (leaves 272-296). Also available online in Scholars' Bank; and in ProQuest, free to University of Oregon users.

Mémoire (M.E.S.R.) -- Université du Québec à Chicoutimi, 1983. / Bibliogr. : 135-148. Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Thesis (doctoral)--Københavns universitet, København, 1942. / Includes bibliographical references (p. 400-409) and index.

Orientador: José Luz Silveira / Banca: Silvio Jorge Coelho Simões / Banca: Daniel Julien Barros da Silva Sampaio / Banca: Wendell de Queiróz Lamas / Banca: José Rui Camargo / Resumo: Os reservatórios das Centrais Hidrelétricas contribuem para o aumento dos Gases de Efeito Estufa (GEE), emitindo dióxido de carbono (CO2) e metano (CH4), que são nocivos para o aquecimento global. Esse trabalho de tese tem como objetivo desenvolver uma metodologia que permita avaliar as hidrelétricas acerca do aspecto ambiental e de sua eficiência ecológica. Analisar uma planta hidrelétrica sob o ponto de vista da eficiência ecológica implica em determinar o indicador de poluição para verificar quão poluidor é o processo de geração de eletricidade da usina. Inicialmente, utiliza-se um modelo de reservatório que considera o regime operacional da usina, correlacionando-o às variáveis de volume, área alagada, qualidade da água e carga do reservatório. A metodologia baseia-se em modelo estático/computacional, utilizando o Programa Excel® e considerando um reservatório cuja característica de seção e volume é o de uma figura plana trapezoidal. O estudo considera as características das usinas hidrelétricas de Itaipu e de Tucuruí, das quais é possível obter as emissões médias de CO2 e CH4. Desenvolvem-se as equações para a determinação das emissões equivalentes de tC e tCO2, as quais auxiliam no desenvolvimento e validação do modelo e do estudo do impacto ambiental e na determinação da eficiência ecológica da usina hidrelétrica. Essas equações são escritas em função da carga do reservatório e do índice de qualidade da água, que considera o oxigênio dissolvido saturado (ODSat%). Para a determinação da carga do reservatório, considera-se a analogia elétrica (Circuito Resistor-Capacitor), onde o reservatório é considerado equivalente a um capacitor e a turbina hidráulica equivalente a uma resistência elétrica. Na análise ambiental, utiliza-se a emissão equivalente de CO2 (tCO2eq) para ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The reservoir of the hydropower plants contributes to increased emissions of greenhouse gases (GHG), emitting carbon dioxide (CO2) and methane (CH4), that are harmful gases to the global warming. This work aims to develop a methodology that assess the hydroelectric powerplants on the environmental aspect and its ecological efficiency. Analyze the hydroelectric to the ecological efficiency considers the pollution indicator to determine how polluter is a process of electricity generation. Initially, used a reservoir model where consider the operating system of the plant, correlating it to the variable volume, flooding area, water quality and load of the reservoir. The methodology is based on the static / computational model using a software tool (Excel®) and considering a reservoir whose characteristic of the section and volume are related to a trapezoidal plane figure. The study considers the characteristics of the hydroelectrics Itaipu and Tucuruí, which can be obtained the average emissions of CO2 and CH4. The equations are developed to tC and tCO2 equivalent emissions, which support in the development and validation of the model and of the environmental impact study, and in the determination of the hydropower ecological efficiency. Those equations are written as a function of the reservoir load and water quality index, that considers dissolved oxygen saturated (ODSat%). To determine the load of reservoir is considered an electrical analogy (Resistor-Capacitor Circuit), where the reservoir is equivalent to a capacitor and the turbine equivalent to electrical resistance. In the environmental analysis, it is used the equivalent emission of CO2 (tCO2eq) to determine the pollution indicators and the ecological efficiency of the hydroelectric plant, including the Global Warming Potential (GWP). Concludes with the developed model that the ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-03-24. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:25:10Z : No. of bitstreams: 1 000832644.pdf: 1869013 bytes, checksum: a60f3f85f6acc2b4d64f7d8e7c498d38 (MD5) / Os reservatórios das Centrais Hidrelétricas contribuem para o aumento dos Gases de Efeito Estufa (GEE), emitindo dióxido de carbono (CO2) e metano (CH4), que são nocivos para o aquecimento global. Esse trabalho de tese tem como objetivo desenvolver uma metodologia que permita avaliar as hidrelétricas acerca do aspecto ambiental e de sua eficiência ecológica. Analisar uma planta hidrelétrica sob o ponto de vista da eficiência ecológica implica em determinar o indicador de poluição para verificar quão poluidor é o processo de geração de eletricidade da usina. Inicialmente, utiliza-se um modelo de reservatório que considera o regime operacional da usina, correlacionando-o às variáveis de volume, área alagada, qualidade da água e carga do reservatório. A metodologia baseia-se em modelo estático/computacional, utilizando o Programa Excel® e considerando um reservatório cuja característica de seção e volume é o de uma figura plana trapezoidal. O estudo considera as características das usinas hidrelétricas de Itaipu e de Tucuruí, das quais é possível obter as emissões médias de CO2 e CH4. Desenvolvem-se as equações para a determinação das emissões equivalentes de tC e tCO2, as quais auxiliam no desenvolvimento e validação do modelo e do estudo do impacto ambiental e na determinação da eficiência ecológica da usina hidrelétrica. Essas equações são escritas em função da carga do reservatório e do índice de qualidade da água, que considera o oxigênio dissolvido saturado (ODSat%). Para a determinação da carga do reservatório, considera-se a analogia elétrica (Circuito Resistor-Capacitor), onde o reservatório é considerado equivalente a um capacitor e a turbina hidráulica equivalente a uma resistência elétrica. Na análise ambiental, utiliza-se a emissão equivalente de CO2 (tCO2eq) para ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / The reservoir of the hydropower plants contributes to increased emissions of greenhouse gases (GHG), emitting carbon dioxide (CO2) and methane (CH4), that are harmful gases to the global warming. This work aims to develop a methodology that assess the hydroelectric powerplants on the environmental aspect and its ecological efficiency. Analyze the hydroelectric to the ecological efficiency considers the pollution indicator to determine how polluter is a process of electricity generation. Initially, used a reservoir model where consider the operating system of the plant, correlating it to the variable volume, flooding area, water quality and load of the reservoir. The methodology is based on the static / computational model using a software tool (Excel®) and considering a reservoir whose characteristic of the section and volume are related to a trapezoidal plane figure. The study considers the characteristics of the hydroelectrics Itaipu and Tucuruí, which can be obtained the average emissions of CO2 and CH4. The equations are developed to tC and tCO2 equivalent emissions, which support in the development and validation of the model and of the environmental impact study, and in the determination of the hydropower ecological efficiency. Those equations are written as a function of the reservoir load and water quality index, that considers dissolved oxygen saturated (ODSat%). To determine the load of reservoir is considered an electrical analogy (Resistor-Capacitor Circuit), where the reservoir is equivalent to a capacitor and the turbine equivalent to electrical resistance. In the environmental analysis, it is used the equivalent emission of CO2 (tCO2eq) to determine the pollution indicators and the ecological efficiency of the hydroelectric plant, including the Global Warming Potential (GWP). Concludes with the developed model that the ... (Complete abstract click electronic access below)

Orientadora: Isabel Cristina de Barros Trannin / Banca: José Alexandre Matelli / Banca: João Andrade de Carvalho Júnior / Banca: Sueli Yoshinaga Pereira / Banca: Marcelo dos Santos Traga / Resumo: A avaliação do potencial de produção de sedimentos de uma bacia hidrográfica contribuinte de uma hidrelétrica é de extrema importância para a análise da viabilidade de implantação de uma planta geradora, sobretudo quando se trata de uma Pequena Central Hidrelétrica (PCH), pois o assoreamento pode comprometer a longevidade do empreendimento. Este estudo teve como objetivo aplicar e avaliar modelos de predição de aporte de sedimentos na bacia hidrográfica contribuinte da PCH Costa Rica, no Estado de Mato Grosso do Sul, gerados pelos softwares SWAT e InVEST. A bacia contribuinte desta PCH, com aproximadamente 1.200km², é integrante da bacia do Alto Rio Sucuriú, e apresenta escassez de dados de séries históricas de hidrologia e sedimentologia. A modelagem pelo software SWAT e InVEST permitiu verificar que a produção de sedimentos ocorre em altas taxas na bacia contribuinte desta PCH. A perda total de solo nesta bacia obtida pelo InVEST foi de 19,23 Mg ha-1 ano-1 (2.392.353,10 Mg ano-1), superior em 2,2 vezes o valor gerado pelo software SWAT, de 8,54 Mg ha-1 ano-1 (1.062.402,15 Mg ano-1). O total de sedimentos que efetivamente chega ao canal de adução da PCH Costa Rica estimada pelo InVEST foi de 100.674,20 Mg ano-1 de sedimentos, enquanto o SWAT apresentou um total 10,43 vezes superior (1.049.521,72 Mg ano-1). A diferença obtida entre os dois modelos pode ser atribuída às peculiaridades de cada software, sendo utilizada no InVEST, a relação máxima do aporte de sedimento definida em 80% que não é aplicada no SWAT representa a capacidade máxima de retenção possível em cada célula. A modelagem da perda de solo em bacias hidrográficas realizada pelos softwares SWAT e InVEST mostrou-se promissora, com elevada correlação entre si e com o Método de Einsten Modificado. Estes sedimentos são carreados e se...( Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The evaluation of sediment production potential in a hydroelectric watershed is extremely important for the deployment of assessing the feasibility of a generating plant, especially in the case of a Small Hydroelectric Plant (SHP) because the sediment deposition may compromise the longevity of the project. This study aimed to implement and evaluate sediment delivery prediction models in the watershed of SHP Costa Rica in the state of Mato Grosso do Sul, generated by SWAT and InVEST software. The basin of this SHP, with approximately 1.200km², is an upper portion of the Sucuriú river basin and presenting scarcity of data time series of hydrology and sedimentology. Modeling by SWAT and InVEST software has shown that the production of sediments occurs at high rates in the basin of this SHP. The total soil losses in watersheds of this SHP obtained by InVEST was 19,23 Mg ha-1 ano-1 (2392353,10 Mg ano-1), higher than the value obtained by SWAT software with 8,54 Mg ha-1 ano-1 (1062402,15 Mg ano-1). The sediment that reaches the adduction channel of SHP Costa Rica estimated by InVEST is 100,674.20 Mg year-1 of sediments, while the SWAT has a total 10.43 times higher (1.049.521,72 Mg ano-1). The difference obtained between the two models can be attributed to the peculiarities of each software being used in InVEST, the maximum ratio of sediment contribution set at 80% which is not applied in SWAT is the maximum capacity possible retention in each cell. The modeling of soil loss in river basins performed by SWAT and InVEST software proved promising, with high correlation with each other and the method of Modified Einstein. These sediments are carried and accumulate in streams, creating operational problems for SHP Costa Rica, which requires dredging to allow operation, and generates costs that were not anticipated in the initial ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Nelson Miguel Teixeira / Banca: José Angelo Cagnon / Banca: Isidoro Casal Caminha Junior / Resumo: O Brasil é o país que possui uma das maiores reservas mundiais de hidroenergia, em razão da quantidade imensa de rios em seu território. Em diversas áreas isoladas, tais como grupos populacionais dispersos em áreas rurais, a mais importante alternativa de produção e utilização de energia renovável é representada pelas Micro, Mini e Pequenas Centrais Hidrelétricas, que promovem oferta de energia elétrica utilizando pequenos aproveitamentos hidroenergéticos. Para pequenos aproveitamentos, o projetista de uma central hidrelétrica deve, ao definir o tipo de turbina hidráulica, fixar-se nos rotores Pelton, Francis e Kaplan e nas turbinas Banki, por serem os mais freqüentemente encontrados na prática usual. O projeto destes aproveitamentos hidroenergéticos requer muitos detalhes, regras e cálculos matemáticos que exigem tempo e conhecimento do assunto, tornando desejável uma ferramenta que forneça, de forma rápida e clara, a informação sobre os dados envolvidos no dimensionamento de equipamentos. Na sociedade moderna, tal necessidade de informação é constantemente suprida pela informática, com o uso de softwares específicos para o assunto em foco. Com esta idéia, foi desenvolvido o presente trabalho, considerando-se que a criação de um software que atende aos requisitos dos projetos de aproveitamentos hidroenergéticos executa o papel importante de ser uma ferramenta de desenvolvimento da eletrificação rural. Este trabalho pretende, especificamente para geração de energia elétrica através de pequenas centrais hidrelétricas, estabelecer um roteiro completo para pré-dimensionar turbinas hidráulicas, implementar este roteiro em sistema computacional, e criar uma interface de software de fácil uso. A partir das variáveis: vazão do rio, altura de queda do rio, e altitude local, as quais são fornecidas pelo usuário... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Brazil is the country that possesses one of the largest world reservations of hydraulic power, in reason of the immense amount of rivers in its territory. In diverse isolated areas, such as dispersed population groups in rural areas, the most important alternative of production and use of renewable energy is represented by the Micro, Mini and Small Hydroelectric Power Stations, that promote offer of electric energy using small uses hydroelectric power. For small uses, the planner of hydroelectric power plants, when defining the type of hydraulic turbine, to fix itself in the Pelton, Francis and Kaplan rotors and in the Banki turbines, for they be more frequently the found in the usual practice. The project of these uses hydroelectric power requests many details, rules and mathematical calculations that demand time and knowledge of the subject, turning desirable a tool that supplies, in a fast and simple form, the information on the data involved in the sizing of equipment. In the modern society, such need of information constantly is supplied by computer science, with the use of specific software for the subject in focus. With this idea, the present work was developed, being considered that the creation of a software that assists to the requirements of the projects of uses hydroelectric power executes the important paper of being a tool of development of the rural electrification. This work intends, specifically for generation of electric energy through small Hydroelectric Power Stations, to establish a complete guide of orientation for to make initial calculations of the dimensions of hydraulic turbines, to implement this guide of orientation in computational system, and to create an interface of software of easy use. Starting from the variables: outflow of the river, height of fall of the river, and local altitude, which is supplied by the user... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre