As climate change continues to increase global temperatures and change precipitation patterns, water systems have come under increased pressure, especially from the agricultural sector. These climate effects on agricultural systems have been found to be much greater for small-scale producers and small-island developing nations. As such, the Dominican Republic, a Caribbean island nation with a deep agricultural culture dominated by small-scale farms is especially vulnerable. As a result, there has been a global call to promote more precise and efficient irrigation practices, such as drip irrigation systems, however, these systems most often require an external energy source. With one of the largest contributors to greenhouse gas being energy production, renewable energy should be used to truly have a sustainable irrigation system. Solar-powered drip irrigation systems (SDIS) have been heavily researched and been found to be technically feasible and economically viable, however, the techno-economically optimal configuration is highly dependent on the context in which they are applied. Therefore, this thesis aims to research and present a techno-economically optimal design methodology for SDISs for small-scale Dominican farms. To do so, firstly an in-depth literature review and market analysis were conducted where it was found that a fixed PV array coupled with an AC-powered, variable speed pump should be used. Additionally, the exact pump should be chosen from those locally available that best match the drip irrigation system head and flow rate characteristics. However, the literature pointed to no clear conclusion regarding if and what type of energy storage is best for SDIS. Thus, using the case study of a 1, 2, and 3 ha plot of plantains at Centro de Biotecnología Vegetal (CEBIVE) located on the outskirts of Santo Domingo, the minimum-sized feasible configuration options for a direct-driven SDIS (no storage) along with a battery bank and an elevated water tank were found. These configurations were sized using developed algorithms in Python that used hourly historical weather data from 2010 through 2023 and compared according to their respective net present costs (NPC) over 25 years and initial investment costs. Overall, it was found that for a 2 and 3-ha farm plot size, a direct-driven system was techno-economically optimal. Meanwhile, for a 1 ha farm plot, although the direct-driven system minimizes the SDIS systems NPC, the initial investment cost was found to be minimal for one of the feasible battery configurations (2 350W PV panels plus 1 kWh of lithium-ion battery capacity). In this case, the NPC of the battery configuration was 36.8% more than the direct-drive system, however the initial investment cost was 15.7% less. Ultimately, the use of direct drive versus a lithium-ion battery bank in an SDIS system for Dominican farms under 1 ha depends on the available capital resources of the farmer and whether they are able to put up sufficient initial capital or would rather pay less upfront and more over time. Noting that the sizing of the feasible SDIS configuration was conducted using historical weather data and climate change is expected to increase temperatures and change precipitation patterns in the future, a sensitivity analysis was conducted to gauge the impact of using historical data on the drawn conclusions. The analysis found that the decision as to what type of energy storage to use in an SDIS is not affected by accounting for climate change. However, using historical data to size an SDIS affected by climate change would likely result in an undersized system, given the predicted lifespan of 25 years of such a system. As such, additional research is needed to properly account for climate change effects in proper sizing techniques for SDIS systems for the Dominican Republic. Furthermore, future research should be focused on determining for larger Dominican farms whether multiple small-scale SDIS systems studied in this research or a large SDIS system should be implemented and whether such a system has a different techno-economical design. / När klimatförändringarna fortsätter att öka de globala temperaturerna och förändra nederbördsmönstren, har vattensystemen hamnat under ökat tryck, särskilt från jordbrukssektorn. Dessa klimateffekter på jordbrukssystem har visat sig vara mycket större för småskaliga producenter och små ö-nationer i utveckling. Som sådan är Dominikanska republiken, en karibisk ö-nation med en djup jordbrukskultur dominerad av småskaliga gårdar, särskilt sårbar. Som ett resultat har det funnits en global uppmaning att främja mer precisa och effektiva bevattningsmetoder, såsom droppbevattningssystem. Dock kräver dessa system oftast en extern energikälla. Eftersom energiproduktionen är en av de största bidragsgivarna till växthusgaser, bör förnybar energi användas för att verkligen ha ett hållbart bevattningssystem. Solkraftdrivna droppbevattningssystem (SDIS) har undersökts grundligt och visat sig vara tekniskt genomförbara och ekonomiskt lönsamma, men den tecno-ekonomiskt optimala konfigurationen är starkt beroende av sammanhanget där de tillämpas. Därför syftar denna avhandling till att undersöka och presentera en tecno-ekonomiskt optimal designmetod för SDIS för småskaliga dominikanska gårdar. För att göra detta genomfördes först en djupgående litteraturöversikt och marknadsanalys där det konstaterades att en fast PV-matris kopplad till en AC-driven variabel hastighetspump bör användas. Dessutom bör den exakta pumpen väljas från de lokalt tillgängliga som bäst matchar droppbevattningssystemets huvud- och flödesegenskaper. Dock pekade litteraturen inte på någon tydlig slutsats om ifall och vilken typ av energilagring som är bäst för SDIS. Därför, med hjälp av en fallstudie av en 1, 2 och 3 hektar stor platanodling vid Centro de Biotecnología Vegetal (CEBIVE) beläget i utkanten av Santo Domingo, fann man de minimistorlekar för möjliga konfigurationsalternativ för ett direktdrivet SDIS (utan lagring) tillsammans med ett batteripaket och en upphöjd vattentank. Dessa konfigurationer dimensionerades med hjälp av utvecklade algoritmer i Python som använde timvisa historiska väderdata från 2010 till 2023 och jämfördes enligt deras respektive nuvärdeskostnader (NPC) över 25 år och initiala investeringskostnader. Totalt sett fann man att för en gårdsplott på 2 och 3 hektar var ett direktdrivet system tecno-ekonomiskt optimalt. Samtidigt, för en gårdsplott på 1 hektar, även om det direktdrivna systemet minimerar SDIS-systemets NPC, fann man att den initiala investeringskostnaden var minimal för en av de möjliga batterikonfigurationerna (2 350W PV-paneler plus 1 kWh litiumjonbatterikapacitet). I detta fall var NPC för batterikonfigurationen 36,8% mer än det direktdrivna systemet, men den initiala investeringskostnaden var 15,7% mindre. I slutändan beror användningen av direktdrift jämfört med ett litiumjonbatteripaket i ett SDIS-system för dominikanska gårdar under 1 hektar på de tillgängliga kapitalresurserna hos jordbrukaren och om de kan ställa upp tillräckligt initialt kapital eller föredrar att betala mindre i början och mer över tid. Med tanke på att dimensioneringen av den genomförbara SDIS-konfigurationen genomfördes med hjälp av historiska väderdata och att klimatförändringar förväntas öka temperaturerna och förändra nederbördsmönstren i framtiden, genomfördes en känslighetsanalys för att bedöma effekten av att använda historiska data på de dragna slutsatserna. Denna analys visade att beslutet om ifall och vilken typ av energilagring som ska användas i ett SDIS inte påverkades, men att använda historiska data för att  dimensionera ett SDIS skulle troligen resultera i ett underdimensionerat system med tanke på livslängden på 25 år. Därför behövs ytterligare forskning för att korrekt ta hänsyn till klimatförändringseffekter i lämpliga dimensioneringstekniker för SDIS-system för Dominikanska republiken. Dessutom bör framtida forskning fokusera på att avgöra om för större dominikanska gårdar flera småskaliga SDIS-system som studerats i denna forskning eller ett stort SDIS-system bör implementeras och om ett sådant system har en annan tecno-ekonomisk design. / A medida que el cambio climático continúa aumentando las temperaturas globales y alterando los patrones de precipitación, los sistemas hídricos han estado bajo una mayor presión, especialmente desde el sector agrícola. Se ha encontrado que estos efectos climáticos en los sistemas agrícolas son mucho mayores para los pequeños productores y las naciones insulares en desarrollo. Por lo tanto, la República Dominicana, una nación insular del Caribe con una profunda cultura agrícola dominada por pequeñas fincas, es especialmente vulnerable. Como resultado, ha habido un llamado global para promover prácticas de riego más precisas y eficientes, como los sistemas de riego por goteo, sin embargo, estos sistemas a menudo requieren una fuente de energía externa. Siendo la producción de energía una de las mayores contribuyentes a los gases de efecto invernadero, se debe utilizar energía renovable para tener un sistema de riego verdaderamente sostenible. Los sistemas de riego por goteo alimentados por energía solar (SDIS) han sido ampliamente investigados y se ha encontrado que son técnicamente factibles y económicamente viables, sin embargo, la configuración óptima desde el punto de vista tecno-económico depende en gran medida del contexto en el que se aplican. Por lo tanto, esta tesis tiene como objetivo investigar y presentar una metodología de diseño tecno-económicamente óptima para SDIS en pequeñas fincas dominicanas. Para hacerlo, primero se realizó una revisión exhaustiva de la literatura y un análisis de mercado donde se encontró que se debería utilizar una matriz fotovoltaica fija acoplada con una bomba de velocidad variable alimentada por corriente alterna. Además, la bomba exacta debe ser elegida entre las disponibles localmente que mejor se adapten a las características de la cabeza y el caudal del sistema de riego por goteo. Sin embargo, la literatura no señaló una conclusión clara sobre sí y qué tipo de almacenamiento de energía es mejor para SDIS. Por lo tanto, utilizando el estudio de caso de una parcela de 1, 2 y 3 hectáreas de plátanos en el Centro de Biotecnología Vegetal (CEBIVE) ubicado en las afueras de Santo Domingo, se encontraron las opciones de configuración mínima viable para un SDIS de accionamiento directo (sin almacenamiento) junto con un banco de baterías y un tanque de agua elevado. Estas configuraciones fueron dimensionadas utilizando algoritmos desarrollados en Python que utilizaron datos meteorológicos históricos por hora desde 2010 hasta 2023 y se compararon según sus respectivos costos netos presentes (CNP) durante 25 años y los costos de inversión inicial. En general, se encontró que para una parcela de 2 y 3 hectáreas, un sistema de accionamiento directo era tecno-económicamente óptimo. Mientras tanto, para una parcela de 1 hectárea, aunque el sistema de accionamiento directo minimiza el CNP de los sistemas SDIS, se encontró que el costo de inversión inicial era mínimo para una de las configuraciones de batería viables (2 paneles fotovoltaicos de 350W más 1 kWh de capacidad de batería de iones de litio). En este caso, el CNP de la configuración de la batería era 36.8% más que el sistema de accionamiento directo, sin embargo, el costo de inversión inicial era 15.7% menos. En última instancia, el uso de un sistema de accionamiento directo frente a un banco de baterías de iones de litio en un sistema SDIS para fincas dominicanas de menos de 1 hectárea depende de los recursos de capital disponibles del agricultor y si pueden aportar suficiente capital inicial o prefieren pagar menos al principio y más con el tiempo. Teniendo en cuenta que el dimensionamiento de la configuración viable de SDIS se realizó utilizando datos meteorológicos históricos, y pronosticando que el cambio climático aumente las temperaturas y cambie los patrones de precipitación en el futuro, se realizó un análisis de sensibilidad para evaluar el impacto de utilizar datos históricos en las conclusiones obtenidas. Este análisis concluyó que la decisión sobre qué tipo de almacenamiento de energía utilizar en un SDIS no se ve afectada por el cambio climático. Sin embargo, el uso de datos históricos para dimensionar un SDIS afectado por el cambio climático probablemente daría lugar a un sistema subdimensionado, dada la vida útil prevista de 25 años de dicho sistema. Por lo tanto, es necesario seguir investigando para tener en cuenta los efectos del cambio climático en las técnicas de dimensionamiento de los sistemas SDIS en la República Dominicana. Además, la investigación futura debería centrarse en determinar, para las fincas dominicanas de mayor tamaño, si deberían implantarse múltiples sistemas SDIS a pequeña escala estudiados en esta investigación o un gran sistema SDIS, y si dicho sistema tiene un diseño tecno-económico diferente.

Ce travail a pour objectif de préciser, à travers la composante lithique de cinq gisements, le cadre chrono-culturel des dernières populations de chasseurs-cueilleurs venues occuper le Jura méridional au sortir de la dernière grande glaciation. Normalisée par une réflexion engagée sur le degré de préservation des ensembles archéologiques, l’étude du matériel lithique, menée sous une double perspective technologique et économique, permet d’éclairer les comportements ayant orienté la conduite technique des individus et de discuter la structuration de ces groupes sur un axe synchronique et diachronique s’étendant du 15ème millénaire au 11ème millénaire avant le présent. Ces nouveaux acquis permettent ainsi de redéfinir la place des assemblages sur l’espace jurassien et de contrôler l’hypothèse d’une région carrefour soumise à de multiples influences. / The present thesis is aimed at defining more closely the chronocultural frame of late glacial populations on the basis of lithic artefacts from five sites in the Southern French Jura. Starting from a taphonomic analysis, a techno-economical approach illuminates the variability of individual technological behaviour and finally discusses the particular humain groups on a synchronic and diachronic axis from 15.000 untill 11.000 yr B.P. These new results permit to redefine the place of these assemblages in the context of the Jura mountains and thus to establish the Southern French Jura within the Rhine-Saone-Rhone area as a crossing point of multiple influences.

<p>As a part of the fight against the global warming the energy production needs to be more efficient and redirected towards sustainable options. One alternative is cogeneration, which means that electricity and heat is produced in one plant. The purpose with this survey is to examine if there are any commercial available combined heat and power techniques, based on combustion of solid moist biomass, which are suitable to small-scale applications. The technique must be able to produce between 2 and 10 MW thermal and the heat demand is a Swedish district-heating system. When already published reports had been studied, the Organic Rankine Cycle (ORC) was chosen as the most suitable technique. The possibility of using the ORC to generate electricity from the district-heating return flow was considered simultaneously. The chosen ORC-technique was then evaluated in Excel. The first aspect to be examined was how the performance of a combined heat and power plant was affected by variations in the supply line temperature. It showed that the performance reaches top levels when the temperature is low. The second part contains an optimisation, in a techno-economical perspective, of the ratio between cogeneration and separate heat production for district-heating systems with heat demands below 50 GWh/year. The most profitable combined heat and power plant generates 45 % of the installed power in a 50 GWh system. The profit is, however, too low to justify any construction plans. The conclusion was that there are no economical reasons to choose combined heat and power based on an organic rankine cycle in Sweden today.</p>

As a part of the fight against the global warming the energy production needs to be more efficient and redirected towards sustainable options. One alternative is cogeneration, which means that electricity and heat is produced in one plant. The purpose with this survey is to examine if there are any commercial available combined heat and power techniques, based on combustion of solid moist biomass, which are suitable to small-scale applications. The technique must be able to produce between 2 and 10 MW thermal and the heat demand is a Swedish district-heating system. When already published reports had been studied, the Organic Rankine Cycle (ORC) was chosen as the most suitable technique. The possibility of using the ORC to generate electricity from the district-heating return flow was considered simultaneously. The chosen ORC-technique was then evaluated in Excel. The first aspect to be examined was how the performance of a combined heat and power plant was affected by variations in the supply line temperature. It showed that the performance reaches top levels when the temperature is low. The second part contains an optimisation, in a techno-economical perspective, of the ratio between cogeneration and separate heat production for district-heating systems with heat demands below 50 GWh/year. The most profitable combined heat and power plant generates 45 % of the installed power in a 50 GWh system. The profit is, however, too low to justify any construction plans. The conclusion was that there are no economical reasons to choose combined heat and power based on an organic rankine cycle in Sweden today.

Ce travail vise à identifier l’impact potentiel des impulsions périodiques de courant sur laperformance et la durée de vie des accumulateurs graphite/LiFePO4. Il apparait que,contrairement aux résultats connus pour les accumulateurs Plomb-acide et à ceux annoncéspar certains auteurs de la littérature pour les accumulateurs Li-ion, l’application d’impulsionspériodiques de courant ne présente pas d’intérêt dans une logique d’amélioration de laperformance et/ou de la durée de vie des accumulateurs Li-ion. De surcroit, certains typesd’impulsions ont été identifiés pour entrainer des effets préjudiciables à ces derniers. En seréférant à une application de véhicule industriel hybride électrique, nous avons évalué sur descritères techniques et économiques l’intérêt d’implémenter un système de stockage d’énergiecombiné, c'est-à-dire mutualisant l’usage d’une batterie Li-ion et desupercondensateurs/condensateurs. Il apparait que les stratégies consistant à agir sur lescomposantes hautes fréquences du signal pour ajouter/retirer des impulsions du profil vu parla batterie ne permettent pas d’accéder à des allongements de durée de vie qui pourraientcompenser le surcoût actuel lié à l’implémentation de ces systèmes. En outre, il apparait quele meilleur levier d’optimisation du bilan technique et économique associé au système destockage d’énergie est son dimensionnement. En effet, même si les systèmes de stockaged’énergie combinés utilisant les supercondensateurs permettent d’atteindre des réductions duratio coût/durée de vie considérables, la prise en compte globale des critères de coût, de duréede vie, de masse et d’encombrement s’avère plus favorable à la solution constituée d’unebatterie seule, de taille optimisée vis-à-vis de son application. / This work aims to identify the possible impact of periodic current pulses on both performanceand lifetime of graphite/LiFePO4 secondary batteries. Contrary to the well-known results onlead-acid batteries and to results announced in previously published works, periodic pulses donot bring any benefit to the performance and the lifetime of Li-ion batteries. Moreover,certain pulse types have been identified to be detrimental to Li-ion batteries. Using the hybridelectric vehicle application as a reference, we evaluated both the technical and economicalaspects of implementing combined energy storage systems composed with Li-ion batteriesand supercapacitors/capacitors. We found that the control strategies acting on high frequencyharmonics of the current signal to adding/retrieving pulses to the Li-ion battery profile doesnot prolong its life enough to compensate the extra cost of such system implementation.Furthermore, it seems that the best way to optimize the technico-economic balance of theenergy storage system is the sizing. Even if combined energy storage systems using Li-ionbatteries and supercapacitors enable to considerably increase the lifetime/cost ratio, a generalconsideration of the criteria cost, life, mass and volume is more favorable to a solution whereone single Li-ion battery is optimally sized for its application.

Tesis por compendio / [ES] El sector de la edificación representa el 20% y el 40% de la energía primaria mundial, contribuyendo al 30% de las emisiones de CO2, un desafío amplificado por el crecimiento de la población. Sin embargo, el creciente interés en las fuentes de energía renovables ya maduras, como la energía solar fotovoltaica (PV), ofrece oportunidades para mitigar los anteriores impactos, así como potenciales beneficios económicos, ambientales y sociales. El presente trabajo investiga las posibilidades y limitaciones en el despliegue masivo de sistemas de autoconsumo fotovoltaico (PVSC) en áreas urbanas desde una perspectiva de planificación urbana, considerando las limitaciones técnicas y económicas actuales. Con este fin, esta tesis emplea estrategias basadas en datos para desarrollar modelos físicos y modelos ágiles basados en regresiones como herramientas de evaluación del potencial técnico y económico de los sistemas PVSC en contextos urbanos. En primer lugar, se ha desarrollado y validado un submodelo empírico de producción fotovoltaica con mediciones climáticas y de producción recopiladas de una planta fotovoltaica de 50MW en funcionamiento. Además, se han investigado varias mejoras en el modelado del performance ratio (PR) en entornos de baja irradiancia. En la segunda etapa de esta investigación, el submodelo anterior se ha integrado en un modelo tecnoeconómico 3D basado en sistemas de información geográfica (GIS) capaz de evaluar el PVSC económico para una muestra de edificios residenciales. Además, el modelo incorpora modelos de sombras y estimaciones de demanda eléctrica horaria para evaluar una muestra de edificios residenciales. Una base de datos de simulación, derivada de los resultados anteriores, ha permitido el desarrollo de una metodología para entrenar un modelo basado en regresión y con ello estimar la producción y el periodo de retorno económico (PB) a escala de edificio con una precisión asumible para fines de planificación energética. Como último paso, se mejoró el submodelo de demanda empleando datos reales agregados de series temporales para múltiples patrones de consumo y proporcionando estimaciones realistas para otras tipologías de edificios. Además de las restricciones espaciales, el modelo optimiza el tamaño de las instalaciones según su demanda y limitaciones económicas, maximizando la relación entre autosuficiencia (SS) y el PB. Además, la metodología basada en regresión se ha ampliado para estimar, además del retorno de la inversión, múltiples indicadores clave de desempeño (KPIs) como la tasa interna de retorno (IRR), la tasa de autoconsumo (SC) y SS. A través de una adecuada identificación de predictores y una metodología de entrenamiento y validación, estas correlaciones permitieron estimaciones de rendimiento con una desviación aceptable respecto al modelo físico. La disponibilidad de datos relacionados con la construcción está aumentando progresivamente en la mayoría de los países, lo que permite una amplia aplicación y generalización de las metodologías propuestas y reduce el costo de simulación de estos estudios para cubrir áreas urbanas más extensas. Como aplicación de las metodologías anteriores, se analizaron los resultados del potencial económico fotovoltaico del parque inmobiliario completo de un municipio mediterráneo bajo diferentes escenarios económicos y de demanda a escala de edificio y municipal. Para el escenario que cumple con la regulación actual en España, la SS municipal oscila entre el 22%-43% para los escenarios más optimista y pesimista, respectivamente. El dimensionamiento óptimo de las instalaciones según las curvas de carga en la modalidad de Net Billing (NB) es crucial para obtener resultados económicos competitivos. En consecuencia, la generación fotovoltaica anual representó el 68% del consumo eléctrico total anual. / [CA] El sector de l'edificació representa el 20% i el 40% de l'energia primària mundial, contribuint al 30% de les emissions de CO2, un desafiament amplificat pel creixement de la població. No obstant això, el creixent interés en les fonts d'energia renovables ja madures, com l'energia solar fotovoltaica (PV), ofereix oportunitats per a mitigar els anteriors impactes, així com potencials beneficis econòmics, ambientals i socials. El present treball investiga les possibilitats i limitacions en el desplegament massiu de sistemes PVSC en àrees urbanes des d'una perspectiva de planificació urbana, considerant les limitacions tècniques i econòmiques actuals. A aquest efecte, aquesta tesi empra estratègies basades en dades per a desenvolupar models físics i models àgils basats en regressions com a eines d'avaluació del potencial tècnic i econòmic dels sistemes PVSC en contextos urbans. En primer lloc, s'ha desenvolupat i validat un submodel empíric de producció fotovoltaica amb mesuraments climàtics i de producció recopilats d'una planta fotovoltaica de 50MW en funcionament. A més, s'han investigat diverses millores en el modelatge del performance ràtio (PR) en entorns de baixa irradiància. En la segona etapa d'aquesta investigació, el submodel anterior s'ha integrat en un model tecnoeconòmic 3D basat en sistemes d'informació geográfica (GIS) capaç d'avaluar el PVSC econòmic per a una mostra d'edificis residencials. A més, el model incorpora models d'ombres i estimacions de demanda elèctrica horària per a avaluar una mostra d'edificis residencials. Una base de dades de simulació, derivada dels resultats anteriors, ha permés el desenvolupament d'una metodologia per a entrenar un model basat en regressió i amb això estimar la producció i la període de retorn econòmic (PB) a escala d'edifici amb una precisió assumible per a fins de planificació energètica. Com a últim pas, es va millorar el submodel de demanda emprant dades reals agregats de sèries temporals per a múltiples patrons de consum i proporcionant estimacions realistes per a altres tipologies d'edificis. A més de les restriccions espacials, el model optimitza la grandària de les instal·lacions segons la seua demanda i limitacions econòmiques, maximitzant la relació entre la taxa d'autosuficiència (SS) i PB. A més, la metodologia basada en regressió s'ha ampliat per a estimar, a més del retorn de la inversió, múltiples indicadors clau d'acompliment (KPIs) com la taxa interna de retorn (IRR), la taxa d'autoconsum (SC) i la SS. A través d'una adequada identificació de predictors i una metodologia d'entrenament i validació, aquestes correlacions van permetre estimacions de rendiment amb una desviació acceptable respecte al model físic. La disponibilitat de dades relacionades amb la construcció està augmentant progressivament en la majoria dels països, la qual cosa permet una àmplia aplicació i generalització de les metodologies proposades i redueix el cost de simulació d'aquests estudis per a cobrir àrees urbanes més extenses. Com a aplicació de les metodologies anteriors, es van analitzar els resultats del potencial econòmic fotovoltaic del parc immobiliari complet d'un municipi mediterrani baix diferents escenaris econòmics i de demanda a escala d'edifici i municipal. Per a l'escenari que compleix amb la regulació actual a Espanya, la taxa d'autosuficiència municipal oscil·la entre el 22%-43% per als escenaris més optimista i pessimista, respectivament. El dimensionament òptim de les instal·lacions segons les corbes de càrrega en la modalitat de Net Billing (NB) és crucial per a obtindre resultats econòmics competitius. En conseqüència, la generació fotovoltaica anual va representar el 68% del consum elèctric total anual. / [EN] The building sector in developed countries consumes 20% to 40% of global primary energy, contributing to 30% of the CO2 emissions, a challenge amplified by urban population growth. However, the rising interest in mature renewable energy sources, such as solar photovoltaic (PV), offers opportunities to mitigate these impacts and potential economic, environmental, and social benefits. The present research investigates the possibilities and constraints in the massive deployment of photovoltaic self-consumption (PVSC) systems in urban areas from an urban planning perspective, considering the current technical and economic limitations. To this end, this thesis employs data-driven strategies to develop both bottom-up physical and agile regression-based models as assessment tools for the technical and economic potential of PVSC systems in urban contexts. First, an empirical PV production submodel has been developed and validated with climate and production measurements collected from a 50MW utility-scale in operation. Additionally, several improvements in modeling the performance ratio (PR) in low-irradiance environments have been investigated. In the second stage of this research, the previous submodel has been integrated into a physical 3D GIS-based techno-economic model capable of assessing the economic PVSC for a sample of residential buildings. Additionally, the model incorporates shadow modeling and hourly electric demand estimations to assess sample residential buildings. A simulation database, derived from the previous results, has allowed the development of a methodology to train a regression-based model to estimate the production and the economic payback (PB) at a building scale with an assumable accuracy for energy planning purposes. As the last step, the demand submodel was improved by employing real aggregated time series data for multiple consumer patterns and providing realistic estimations for other building typologies. In addition to spatial restrictions, the model optimizes the sizing of the facilities according to their demand and economic constraints, maximizing the relationship between self-sufficiency (SS) and PB. Furthermore, the regression-based methodology has been extended to estimate, besides the payback, multiple key performance indicators such as internal rate of return (IRR), self-consumption rate (SC), and SS. Through an appropriate predictor identification and a training and validation methodology, these correlations allowed performance estimations with an acceptable deviation compared with the physical model. The availability of building-related data is progressively increasing in most countries, enabling widespread application and generalization of the proposed methodologies and reducing the simulation cost of these studies to cover larger urban areas. As an application of the previous methodologies, a complete-census economic PV potential results of a Mediterranean municipality's building stock was performed under different demand and economic scenarios at a building and municipality scale. For the scenario that meets the current regulation in Spain, the municipality SS ranged between 22%-43% for the most optimistic and pessimistic scenarios, respectively. The optimal sizing of the facilities according to the load curves in the Net Billing (NB) modality is crucial to obtaining competitive economic results. Consequently, the annual PV generation represented 68% of the annual total electricity consumption of the municipality for a net billing scenario, while a net metering scenario represented 103%. Owing to economies of scale and high demand intensity, a higher profitability was found in rooftops of apartment blocks and industrial buildings, which also achieve the highest savings in emissions. / Fuster Palop, E. (2023). Modeling and Optimization of Photovoltaic Installations at Urban Scale [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/202061 / Compendio

Pour l’extrême ouest eurasiatique, le problème demeure de savoir selon quelles modalités anthropologiques Neandertal et l’Homme d’Anatomie Moderne (HAM) se sont succédés, lors d’une sous-époque artificiellement qualifiée de « Transition ». Une solution pourrait selon nous venir d’une approche globale du système techno-économique nomade, là où l’approche technologique des industries lithiques, mise en oeuvre de façon privilégiée jusqu’à aujourd’hui, a montré ses limites. Notre thèse applique cette échelle systémique aux industries lithiques châtelperroniennes,depuis le nord de la France jusque dans la corniche vasco-cantabrique. Le Châtelperronien est pa railleurs une culture emblématique du problème évoqué. Nous avons placé la tracéologie lithiqueainsi que l’expérimentation au coeur de notre méthodologie analytique, afin de cerner à la fois les stratégies industrielles et les activités outillées des communautés châtelperroniennes. Tandis que nous nous sommes basé sur des modèles théoriques explicites pour appréhender plus généralement leur système de fonctionnement économique relativement à leur mode de nomadisme. Nous avons également utilisé la tracéologie afin d’éclaircir la problématique taphonomique spécifique au Châtelperronien.Nos observations sur l’état de surface des collections nous pousse finalement à suggérer que la dichotomie entre «sites à indices de passage » et « sites à dépôt archéologique » ne serait pas le résultat taphonomique d’évènements climatiques induisant une érosion à géométrie variable(i.e. intersites et/ou intrasites), comme nos prédécesseurs concevaient habituellement cette problématique spécifique. Au contraire, elles témoigneraient bien d’un mode d’occupation très contrasté du territoire. L’analyse fonctionnelle des industries, de son côté, abonde également dans ce sens en révélant que les stratégies industrielles reflètent une double partition, à la fois humaine et économique.En effet, d’une part, le « support de Châtelperron » équipe notamment des individus missionnés sur des sites logistiques tels que des haltes de chasse, afin qu’ils fabriquent et utilisent tour à tour des armatures de sagaie ou des couteaux de boucherie. D’autre part, d’autres haltes logistiques sont conçues comme la conjonction entre le renouvellement de l’industrie lithique et la réalisation d’activités spécialisées à caractère vivrier (boucherie) et artisanal (peausserie, et très probablement industrie osseuse). Quant aux campements résidentiels, manifestement très rares et alors sous abris rocheux, ils accueillent l’ensemble du groupe et sont le lieu où sont mis en oeuvre l’ensemble des industries lithique et osseuse, ainsi que la parure, reflétant le panel probablement complet des activités de ces communautés.En somme, il ressort une spécialisation des outils au Châtelperronien, et plus généralement une spécialisation cynégétique du système technique lithique, couplées à un mode logistique de nomadisme sur de vastes territoires. Ceci pourrait refléter une segmentation du groupe par spécialistes, et notamment une partition sociologique dans laquelle la figure du chasseur occupe une place majeure.Enfin, la confrontation de notre modèle châtelperronien spécifique avec les principales cultures de la Transition sur notre aire géographique fait ressortir une définition restrictive du Paléolithique supérieur. En effet, la spécialisation cynégétique du système technique lithique et, corrélativement,celle du statut de chasseur parmi les membres du groupe, représentent selon nous deux traits singularisant les communautés du Paléolithique supérieur. / At the far west of Eurasia, questions persist regarding what factors led anatomically modernhuman groups to succeed Neanderthals during the so called “Middle to Upper PaleolithicTransition.” Technological approaches to lithic analysis, which have until recently been the principal mean used to investigate these questions, have now shown their limitations. Instead, we suggest amore global approach, which examines both techno-economic and settlement systems.Here, we apply this mode of analysis to the Châtelperronian industry, which is found from northernFrance to the Vasco-Cantabrian region of northern Spain and is emblematic of the above-mentionedproblems. Methodologically, we approach this lithic industry by way of use wear analysis andexperimental archaeology. Our aim is to understand both overarching industry strategies and theways in which specific tools were used. We use theoretical models to investigate the relationshipbetween Châtelperronian functional economy and their mode of nomadism, and use traceology to clarify taphonomic problems specific to the Châtelperronian.We observed, using different levels of magnification, that the natural texture of most lithic artifacts appears to be surprisingly well preserved. This leads us to the conclusion that contrary to previous understandings, the perceived dichotomy between “sites à indices de passage” (i.e. coarse grained assemblages) and “sites à dépôt archéologique” (i.e. fine grained assemblages), cannot be the resultof climatic events resulting in different degrees of intersite and/or intrasite erosion. Instead, we suggest that this be the result of different pattern of movement of Châtelperronian groups. Additionally,the results of our use wear analysis suggest that Châtelperronian industrial strategies were the resultof a division in both human and economic terms.We hypothesize that individuals carried lithic blanks to logistical sites (e.g. hunting camps), manufactured so called “Châtelperronian points”, and used these tools as both projectile points and knives for butchery. This type of specialized activity hints at segmentation within a given group. Different type of logistical sites can be associated with different combinations of activities performed at them including the rejuvenation of lithic tools (i.e. flint knapping), the production of food (i.e.butchery), and other craft activities (i.e. hide working and the production of bone and antler tools).In contrast, residential sites were likely home to entire groups. These are rare in the archaeological record, and are always associated with rock shelters. These sites contain lithic and bone tools, as well as personal ornaments, which were manufactured on site. These residential sites can be considered good representations of the Châtelperronian industry as a whole, and likely reflect nearly the entire range of daily activities performed.In sum, Châtelperronian tools were specialized elements of a lithic industry focused on hunting within a system of logistical mobility spanning vast territories. This could reflect a social division of Châtelperronian groups into specialists, with the role of the hunter occupying a primary position. Finally, a comparison of our model of the Châtelperronian to that of other “transitional” cultures of western Eurasia leads us to propose a more restrictive definition of the Upper Paleolithic. We posit that hunting specialization, both in terms of lithic technology and the status of the hunter relativeto other members of the group, represent the only traits which set apart Upper Paleolithic societies. / En el caso del extremo occidental de Eurasia, la cuestión reside en establecer los factores antropológicos que llevaron a la sucesión Neanderthal-“Humanos Anatómicamente Modernos”durante la transición entre el Paleolítico Medio y el Superior. Estimamos que una vía de acercamiento puede derivar de un análisis más global del sistema tecnoeconómico nómada, alejándose deuna perspectiva tecnológica sobre la industria lítica demasiado restringida.Nuestra perspectiva se ha aplicado al estudio de una cultura característica del periodo, el Chatelperroniense,introduciendo un énfasis particular en el análisis funcional de los utillajes líticos y en elestudio de los patrones territoriales de los asentamientos. Para abordar los patrones territoriales,hemos recurrido a modelos teóricos explícitos que los relacionan con sistemas económicos específicos.En el caso del análisis funcional, hemos situado la observación de las huellas de uso y unimportante referencial experimental como núcleo de la metodología desarrollada. En este caso el objetivo es doble ya que se trata de reconocer las estrategias técnicas aplicadas a los propios utillajesde piedra y de reconocer también estas estrategias en los procesos técnicos en los que estos utillajeshan participado. El estudio traceológico ha servido asimismo para abordar cuestiones tafonómicasrelativas a la conservación de los yacimientos estudiados gracias a la lectura de las alteraciones sufridas por las superficies de los utillajes de piedra. Estas evidencias sugieren una conservación inesperadamente buena de los contextos arqueológicos. Ello viene a demostrar que las diferencias entre tipos de yacimientos que se habían observado –que se atribuían a alteraciones tafonómicas diferenciales- son en realidad el resultado de comportamientos y modos de ocupación diferentes ybien contrastados en cada uno de ellos.Por otra parte, los resultados generales del análisis funcional redundan en esta percepción, la deuna partición doble –humana y económica- en el seno de las estrategias técnicas. Nuestros resultadossugieren que existe una primera estrategia que implica una circulación en el territorio depuntas-cuchillos de chatelperron, probablemente transportados por individuos que se desplazana ocupaciones especializadas, como los campamentos de caza; estos instrumentos se utilizarían como cuchillos de carnicería y también como parte de elementos de proyectil. Algunas de estas ocupaciones especializadas reunirían un conjunto algo más complejo de funciones incluyendo larenovación del utillaje lítico agotado y algunos trabajos especializados relacionados con la subsistencia–carnicería- o actividades de elaboración de algunos productos (en piel y materias óseas). Los campamentos residenciales son muy escasos, casi siempre en abrigos y cuevas, y en ellos se llevarían a cabo el conjunto de tareas necesarias para estas comunidades y, en este sentido, puedenconsiderarse representativas de los comportamientos generales durante el periodo.En conjunto, se aprecia una especialización del utillaje durante el Chatelperroniense, muy orientada hacia las actividades cazadores en el marco de un sistema territorial que implica una gran movilidad logística. Ello podría reflejar una segmentación social interna de las comunidades con la apariciónde especialistas entre los que jugaría un papel importante la figura del cazador.Como conclusión, la comparación del modelo que emerge acerca de los comportamientos chatelperronienses con los propios de otras culturas de este periodo de transición en torno al 40.000nos lleva a proponer una definición más restrictiva para caracterizar al conjunto del Paleolítico Superior.En este sentido, planteamos que la especialización cazadora, tanto en lo que afecta al sistema técnico lítico como al estatus del cazador respecto a los otros miembros del grupo, representa el rasgo diferencial esencial que define a las comunidades humanas del Paleolítico superior.