Power and Energy Commons^™

Building Energy Modeling And Studies Of Electric Power Distribution Systems With Distributed Energy Resources, Evan S. Jones

Theses and Dissertations--Electrical and Computer Engineering

There is significant opportunity for savings in energy and investment from improved performance of electric Power Distribution Systems (PDSs) through optimal planning and operation of conventional voltage-controlling devices. Novel multi-step model conversion and optimal capacitor planning (OCP) procedures are proposed for large-scale utility PDSs and are exemplified with an existing utility circuit of approximately 4,000 buses. Simulated optimal control and operation is achieved with a cluster-based approach that utilizes load-forecasting to minimize equipment degradation by intelligently dispersing device setting adjustments over time such that they remain most applicable. Improved performance may also be achieved through smart building technologies and Virtual …

Optimal Design Of Special High Torque Density Electric Machines Based On Electromagnetic Fea, Murat G. Kesgin

Theses and Dissertations--Electrical and Computer Engineering

Electric machines with high torque density are essential for many low-speed direct-drive systems, such as wind turbines, electric vehicles, and industrial automation. Permanent magnet (PM) machines that incorporate a magnetic gearing effect are particularly useful for these applications due to their potential for achieving extremely high torque density. However, when the number of rotor polarities is increased, there is a corresponding need to increase the number of stator slots and coils proportionally. This can result in manufacturing challenges. A new topology of an axial-flux vernier-type machine of MAGNUS type has been presented to address the mentioned limitation. These machines can …

Energy-Efficient Multi-Rate Opportunistic Routing In Wireless Mesh Networks, Mohammad Ali Mansouri Khah, Neda Moghim, Nasrin Gholami, Sachin Shetty

VMASC Publications

Opportunistic or anypath routing protocols are focused on improving the performance of traditional routing in wireless mesh networks. They do so by leveraging the broadcast nature of the wireless medium and the spatial diversity of the network. Using a set of neighboring nodes, instead of a single specific node, as the next hop forwarder is a crucial aspect of opportunistic routing protocols, and the selection of the forwarder set plays a vital role in their performance. However, most opportunistic routing protocols consider a single transmission rate and power for the nodes, which limits their potential. To address this limitation, this …

An Extendable High Step-Up Dc-Dc Converter For Renewable Energy Applications, Saeed Habibi, Ramin Rahimi, Mehdi Ferdowsi, Pourya Shamsi

Electrical and Computer Engineering Faculty Research & Creative Works

In this paper, a high step-up DC-DC converter based on a switched-inductor-capacitor-diode (SLCD) cell is proposed. the proposed converter provides a high voltage gain, low voltage stress on the power switches and diodes, and a low input current ripple. Moreover, the proposed converter is extendable, meaning that the voltage gain could be further increased by using a higher number of proposed cells in the topology. the steady-state analysis and comparison of the proposed converter to the other existing converters are presented. a 200 W, 40 V to 380 V experimental setup is developed to verify the steady-state analysis of the …

Smart Power Outlet, Kyrolos Melek, Joseph M. Garro, Ethan G. Frese, Madison Britton

Williams Honors College, Honors Research Projects

With an ever-increasing demand on the electrical grid and an increase in electrical consumer goods per household, effective power management and monitoring for home users is a must. The objective of this project is to create a consumer outlet and companion phone application. The power outlet will measure power draw on each socket and report these measurements via an embedded system, wirelessly, to the application. The application will then allow for setting custom power draws at which an individual socket will switch off if exceeded and will display how much a given outlet or individual socket is costing per unit …

Whiteboard Drawing Device, Stefan Ilic, Andrew Adams, Vaughn Richards, James Medved

Williams Honors College, Honors Research Projects

Whiteboards have become a staple in many classrooms, especially in the context of STEM courses. However, when it comes to teaching complex topics, it can be difficult or impractical to provide accurate drawings and visualizations by hand, and in extreme cases may lead to misinterpretation of a particular topic. To fix this issue, the Whiteboard Drawing Device allows users to draw preset shapes to a whiteboard automatically, both quickly and accurately. Using either a smartphone application or a set of onboard controls, the device allows users to automatically draw straight lines, rectangles, triangles, sinusoidal waves, and circles on the whiteboard. …

Wireless Environmental Weather Monitor, Joel Christie-Millett, Nathan Schroeder, Sylvester Wilson, Matthew Szijarto

Williams Honors College, Honors Research Projects

The goal of this senior design/honors project is to create a device that monitors environmental conditions in order to detect a wildfire. This device should notify a user of the status of the environment. The device should also last for 6 months without any human interaction. My role on the team is to design the power supply system that maximizes efficiency and uses renewable energy.

Application Of Conventional Feedforward And Deep Neural Networks To Power Distribution System State Estimation And State Forecasting, James Paul Carmichael

Theses and Dissertations--Electrical and Computer Engineering

Classical neural networks such as feedforward multilayer perceptron models (MLPs) are well established as universal approximators and as such, show promise in applications such as static state estimation in power transmission systems. This research investigates the application of conventional neural networks (MLPs) and deep learning based models such as convolutional neural networks (CNNs) and long short-term memory networks (LSTMs) to mitigate challenges in power distribution system state estimation and forecasting based upon conventional analytic methods. The ability of MLPs to perform regression to perform power system state estimation will be investigated. MLPs are considered based upon their promise to learn …

การเปรียบเทียบปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ระหว่างยานยนต์สันดาปกับยานยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ในประเทศไทยด้วยแบบจำลองปัจจัยการผลิตและผลผลิต, ชณาภัทร์ สว่างศรี

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

โครงสร้างการผลิตไฟฟ้าของประเทศไทยซึ่งเป็นเชื้อเพลิงของยานยนต์ไฟฟ้ามีสัดส่วนการพึ่งพาพลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิลมากถึงร้อยละ 74.88 ของกำลังการผลิตในปี 2562 จึงเกิดคำถามวิจัยว่า การเปลี่ยนผ่านจากยานยนต์สันดาปสู่ยานยนต์ไฟฟ้าตามมาตรการการส่งเสริมยานยนต์ไฟฟ้าเพื่อลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในภาคขนส่ง เป็นเพียงการย้ายการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากภาคขนส่งสู่ภาคพลังงานเท่านั้นหรือไม่ การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเปรียบเทียบการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นจากการผลิตและการใช้งานยานยนต์ระหว่างยานยนต์สันดาปและยานยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ในประเทศไทย ซึ่งไม่รวมส่วนของการบำรุงรักษา และการกำจัดซาก โดยใช้แบบจำลองปัจจัยการผลิตและผลผลิตวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นจากความต้องการยานยนต์และเชื้อเพลิง และหาปริมาณปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวผ่านค่าสัมประสิทธิ์การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ต่อหน่วยของมูลค่าผลผลิต ผลการศึกษาพบว่ากระบวนการผลิตยานยนต์สันดาปก่อให้เกิดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 12.45 ตันต่อรถยนต์ 1 คัน ในขณะที่กระบวนการผลิตยานยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ก่อให้เกิดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 14.85 ตันต่อรถยนต์ 1 คัน เมื่อพิจารณาการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการใช้งานยานยนต์เป็นระยะเวลา 5 ปี พบว่าการผลิตเชื้อเพลิงน้ำมันมีปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 1.86 ตัน และมีปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการขับเคลื่อนยานยนต์สันดาป 21.80 ตัน ในขณะที่ปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการผลิตเชื้อเพลิงกระแสไฟฟ้าเพื่ออัดประจุยานยนต์มีค่า 7.08 ตัน ทำให้โดยรวมการผลิตและใช้งานยานยนต์สันดาปมีปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 36.11 ตัน และการผลิตและใช้งานยานยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่มีปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 21.93 ตัน ทั้งนี้ยังไม่นับรวมปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการเปลี่ยนแบตเตอรี่ของยานยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ซึ่งมีรอบระยะการเปลี่ยนที่ 5–8 ปี การเปลี่ยนจากยานยนต์สันดาปมาใช้งานยานยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ในระยะเวลา 5 ปี จะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ลดลงร้อยละ 39.26 โดยภาคขนส่งจะมีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ลดลง แต่ในภาคการผลิตไฟฟ้าจะมีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มสูงขึ้น นอกจากนี้การศึกษายังพบว่าการปรับเปลี่ยนเทคโนโลยีของสาขาการผลิตไฟฟ้าเป็นปัจจัยสำคัญในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์โดยรวมของประเทศ

Battery Energy Storage Systems Applications And Deployment In Dense Urban Areas, Mohamed K. Kamaludeen

Dissertations and Theses

Energy Storage has emerged as an important focus of the U.S. federal government, which has established the goal of developing global leadership in energy storage and has a near-term focus on strengthening the supply chain, manufacturing, and funding streams available to achieve the overarching objectives. At the state level, similar efforts are underway in which policy objectives have set aggressive targets around energy storage deployment. New York State, through its landmark climate act “CLCPA” and subsequent Energy Storage roadmap 2.0, has set one of the most aggressive goals in the Country targeting 6,000MW of energy storage by 2030. While much …

Enhancing Traffic Safety In Unpredicted Environments With Integration Of Adas Features With Sensor Fusion In Intelligent Electric Vehicle Platform With Implementation Of Environmental Mapping Technology, David S. Obando Ortegon

College of Graduate Studies: Theses & Dissertations

A major objective on society is to reduce the number of accidents and fatalities on the road for drivers, and pedestrians. Therefore, the automotive engineering field is working on this problem through the development and integration of safety technologies such as advanced driving assistance systems. For this reason, this work was intended to develop and evaluate the performance of different ADAS features and IV technologies under unexpected scenarios. This by the development of safety algorithms applied to the intelligent electric vehicle designed and built in this work, through the use of ADAS sensors based on sensor fusion. Evaluation of AEB, …

Evaluating The Impact Of Increased Cycling On Thermal Power Plants Due To Wind Energy Penetration In The Midwest: A Case Study, Joscelyne Larson

Electronic Theses and Dissertations

One of the most significant shifts in the mix of U.S. electricity generation over the past few years has been the rapid expansion of renewable energy resources, especially solar and wind. However, fossil fuels are still necessary to fulfill the world’s energy requirements. Despite efforts to increase the use of renewable energy sources, these sources can be at times unreliable, causing countries around the world to continue to rely on base load units such as coal and natural gas. This decrease in fossil fuels and increase in renewable energy sources presents many complex issues in terms of power system planning, …

Solid-State Electrolytes For Long Duration Molten Sodium Batteries, Ryan C. Hill

Theses and Dissertations--Chemical and Materials Engineering

Rechargeable batteries have become a staple of modern society, driving the development and expansion of portable electronics and electric vehicles. The long lifetime and high energy density provided by batteries have made them excellent candidates for use in the emerging field of long duration, grid-scale energy storage. However, traditional battery chemistries, such as Li-ion, are not an ideal solution for grid-scale storage, due to high-cost raw materials that are often sourced from volatile markets. Sodium-based batteries are a promising alternative for long duration storage, owing to the domestic abundance of raw materials and energy densities that nearly rival that of …

Editorial: Internet Of Energy For Renewable Energy-Based Decarbonized Electrical Energy Systems, Onur Elma, Murat Kuzlu, Nasibeh Zohrabi

Engineering Technology Faculty Publications

[Introduction] This research topic aims to highlight the current state-of-the art technologies in digitalized smart grids, including renewable energy and others with the Internet of Energy (IoE) under the decarbonized electrical energy systems. These approaches will increase the overall efficiency of electrical power systems, along with emerging technologies and applications in the current system. IoE covers all digitalization processes with mobility, electronic devices, and energy network as seen in Figure 1.

Synthesis And Application Of Redox-Active Covalent Organic Frameworks In Rechargeable Batteries, Mohammad K. Shehab

Theses and Dissertations

Synthesis and Application of Redox-Active Covalent Organic Frameworks in Rechargeable Batteries

Mohammad K. Shehab

Department of Chemistry, Virginia Commonwealth University, Richmond, Virginia 23284, United States

Abstract

In recent years, lithium-ion batteries (LIBs) have been considered the dominant energy storage devices for portable electronics and electric vehicles due to their high energy density, low self-discharge rate, and long cycle life. In LIBs, the traditional positive electrodes employed are mainly derived from metal-containing inorganic compounds composed of cobalt, iron, nickel, or manganese (LiCoO₂, LiMn₂O₄, and LiFePO₄) coupled with graphite as the negative electrode. Despite …

Automatic Data-Driven Partitioned Modeling Of Power System Dynamics With Smart Power Electronic Inverters, Sunil Subedi

Electronic Theses and Dissertations

The primary aim of this dissertation is to provide an efficient statistical modeling and simulation technique for extracting the dynamics of converter-dominated power systems (CDPS) with the device level details using the least amount of computation time while maintaining a reasonable level of accuracy. These test cases are intended for use by power system researchers that need to develop test cases that can perform accurate dynamic analysis on a high integration of inverter-based resources (IBRs) for stability analysis while speeding up simulation time and reducing computational complexity. Additionally, utilities/grid operators must properly plan, operate, and dispatch. Case studies that can …

Probing Signal-Based Data-Driven Modeling Of Power Electronics Smart Converter Dynamics Using Power Hardware-In-The-Loop, Nischal Guruwacharya

Electronic Theses and Dissertations

The main objective of this dissertation is to develop a generalized simulation and modeling framework for extracting dynamics of power electronic converters (PECs) with grid support functions (GSFs) and validate model accuracy through experimental comparison with physical measurements. The dynamic models obtained from this modeling framework aim to facilitate accurate dynamic analysis of a highly integrated power system comprising inverter-based resources (IBRs), specifically for stability assessment. These dynamic models helped in reducing simulation time and computational complexity, thereby enhancing efficiency. Moreover, it provides valuable insights for utilities and grid operators involved in effective system planning, operation, and dispatch. The dynamics …

Technical And Economic Feasibility Of A Microgrid For A Fire Station In Humboldt County, California., Nishaant Kumar Sinha

Cal Poly Humboldt theses and projects

Microgrids are emerging as a promising solution to unreliable grid energy. Today, California is not only witnessing grid resiliency challenges from natural disasters such as wildfires, earthquakes, floods and heatwaves, but it is also seeking to green the grid and bring more renewables online. For example, Humboldt County, where this project is focused, has recently experienced an earthquake of 6.4M (on December 22nd, 2022), which shut down the regional grid for ~20 hours.

Microgrid adoption enables critical facilities to operate seamlessly. The Humboldt Bay Fire Station (HBFS) No.1 is one such example, where first responders work to protect citizens against …

Survey Of Routing Techniques-Based Optimization Of Energy Consumption In Sd-Dcn, Mohammed Nsaif, Gergely Kovásznai, Ali Malik, Ruairí De Fréin

Articles

The increasing power consumption of Data Center Networks (DCN) is becoming a major concern for network operators. The object of this paper is to provide a survey of state-of-the-art methods for reducing energy consumption via (1) enhanced scheduling and (2) enhanced aggregation of traffic flows using Software-Defined Networks (SDN), focusing on the advantages and disadvantages of these approaches. We tackle a gap in the literature for a review of SDN-based energy saving techniques and discuss the limitations of multi-controller solutions in terms of constraints on their performance. The main finding of this survey paper is that the two classes of …

Continuity Of Formal Power Series Products In Nonlinear Control Theory, W. Steven Gray, Mathias Palmstrøm, Alexander Schmeding

Electrical & Computer Engineering Faculty Publications

Formal power series products appear in nonlinear control theory when systems modeled by Chen–Fliess series are interconnected to form new systems. In fields like adaptive control and learning systems, the coefficients of these formal power series are estimated sequentially with real-time data. The main goal is to prove the continuity and analyticity of such products with respect to several natural (locally convex) topologies on spaces of locally convergent formal power series in order to establish foundational properties behind these technologies. In addition, it is shown that a transformation group central to describing the output feedback connection is in fact an …

การประเมินด้านพลังงานสำหรับการทดแทนรถจักรยานยนต์เครื่องยนต์สันดาปภายใน ด้วยรถจักรยานยนต์ไฟฟ้าในพื้นที่กรุงเทพมหานคร, จันทร์จิรา ศรีทอง

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

แผนอนุรักษ์พลังงานในช่วงปี พ.ศ. 2561-2580 หรือ EEP 2018 ได้กำหนดเป้าหมายที่จะลดความเข้มการใช้พลังงานลงร้อยละ 30 ในปี พ.ศ. 2580 เมื่อเทียบกับ ปี พ.ศ. 2553 และภาคขนส่งเป็นสาขาเศรษฐกิจที่มีการใช้พลังงานสูง จึงกำหนดเป้าหมายลดการใช้พลังงานไว้ที่ร้อยละ 36 ของเป้าหมายพลังงานที่ต้องการลดทั้งหมด และได้บรรจุมาตรการการส่งเสริมยานยนต์ไฟฟ้า เป็นหนึ่งในมาตรการอนุรักษ์พลังงานภาคขนส่ง งานวิจัยนี้ศึกษาการประเมินปริมาณพลังงานเมื่อมีการทดแทนรถจักรยานยนต์เครื่องยนต์สันดาปภายในด้วยรถจักรยานยนต์ไฟฟ้าในพื้นที่กรุงเทพมหานคร รวมถึงประเมินต้นทุนพลังงาน และปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ในปี พ.ศ. 2565 โดยขั้นตอนการทดสอบอัตราการใช้พลังงานเป็นไปตาม REGULATION (EU) No. 134/2014 ขับขี่บนแชสซีไดนาโมมิเตอร์ด้วยการใช้รูปแบบวัฏจักรการขับขี่มาตรฐาน WMTC, stage 2 ผลการทดสอบอัตราการใช้พลังงานของรถจักรยานยนต์เครื่องยนต์สันดาปภายในเป็น 9.5 เท่าของรถจักรยานยนต์ไฟฟ้า สามารถประเมินต้นทุนพลังงาน และปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของรถจักรยานยนต์เครื่องยนต์สันดาปภายในคิดเป็น 8.7 และ 4.9 เท่าของรถจักรยานยนต์ไฟฟ้า ตามลำดับ และผลของปริมาณพลังงานที่เปลี่ยนแปลงไปเมื่อมีการทดแทนรถจักรยานยนต์เครื่องยนต์สันดาปภายในด้วยรถจักรยานยนต์ไฟฟ้าในพื้นที่กรุงเทพมหานครด้วยสัดส่วน 100% ของจำนวนรถจักรยานยนต์จดทะเบียนสะสมในปี พ.ศ. 2565 สามารถลดปริมาณพลังงานได้ 2,931,807,066 kWh/year และสามารถลดต้นทุนพลังงานรวมถึงปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้ 12,535,425,318 บาท/ปี และ 653,310 tCO2e/year ตามลำดับ และเพื่อเพิ่มทางเลือกในการประเมินความเป็นไปได้และการกำหนดทิศทางของนโยบายให้สามารถบรรลุเป้าหมายได้มากยิ่งขึ้น งานวิจัยนี้จึงได้เสนอการประเมินปริมาณพลังงาน รวมถึงปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจก และต้นทุนพลังงาน เมื่อมีการทดแทนรถจักรยานยนต์เครื่องยนต์สันดาปภายในด้วยรถจักรยานยนต์ไฟฟ้าที่ไม่ผ่านเกณฑ์ระดับประสิทธิภาพพลังงานเบอร์ 5 จากการวิเคราะห์ผลของอัตราการใช้พลังงานของรถจักรยานยนต์ไฟฟ้าที่ไม่ผ่านเกณฑ์เบอร์ 5 พบว่ามีอัตราการใช้พลังงานเป็น 2 เท่าของรถจักรยานยนต์ไฟฟ้าที่ผ่านเกณฑ์เบอร์ 5 เมื่อมีการทดแทนรถจักรยานยนต์เครื่องยนต์สันดาปภายในด้วยรถจักรยานยนต์ไฟฟ้าที่ไม่ผ่านเกณฑ์เบอร์ 5 พบว่า สามารถลดปริมาณพลังงาน รวมถึงต้นทุนพลังงานและปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้น้อยกว่าการทดแทนด้วยด้วยรถจักรยานยนต์ไฟฟ้าที่ผ่านเกณฑ์เบอร์ 5 ประมาณ 2 เท่า

การศึกษาความเป็นไปได้ของโครงการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนแบบผสมผสานในพื้นที่ขาดแคลนไฟฟ้า: กรณีศึกษา บ้านสองแควพัฒนา จังหวัดเชียงราย, ธัญลักษณ์ เกตุโสภา

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาความเป็นไปได้ของโครงการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนแบบผสมผสานในพื้นที่ขาดแคลนไฟฟ้า กรณีศึกษา บ้านสองแควพัฒนา จังหวัดเชียงราย โดยพิจารณาจากการติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าเพิ่มจากโรงไฟฟ้าพลังน้ำของชุมชนที่มีอยู่เดิม แบ่งรูปแบบการติดตั้งเป็น 3 รูปแบบ ได้แก่ รูปแบบระบบพลังงานน้ำเครื่องยนต์ดีเซล รูปแบบระบบพลังงานน้ำและแสงอาทิตย์ สำรองด้วยแบตเตอรี่ รูปแบบพลังงานน้ำและแสงอาทิตย์ สำรองด้วยแบตเตอรี่และเครื่องยนต์ดีเซล ด้วยวิธีวิเคราะห์ต้นทุน-ผลประโยชน์ของโครงการ โดยใช้ดัชนีชี้วัดทางเศรษฐศาสตร์ ได้แก่ มูลค่าปัจจุบันสุทธิ อัตราผลตอบแทนทางการเงิน อัตราส่วนผลประโยชน์ต่อต้นทุน และต้นทุนพลังงานไฟฟ้า รวมถึงพิจารณาผลประโยชน์จากการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของระบบผลิตไฟฟ้า ผลการศึกษาพบว่าระบบพลังงานน้ำและแสงอาทิตย์ สำรองด้วยแบตเตอรี่มีความน่าลงทุนมากที่สุด มีอัตราส่วนผลประโยชน์ต่อต้นทุนมากที่สุด คือ 1.15 และมีต้นทุนพลังงานต่อหน่วยต่ำที่สุด คือ 15.53 บาทต่อหน่วย และสามารถช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ 26,020 kgCO2eq/ปี ซึ่งเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

การวิเคราะห์เปรียบเทียบความคุ้มค่าระหว่างแผงโซล่าเซลล์แบบหน้าเดียวและแบบสองหน้า บนทุ่นลอยน้ำในจังหวัดสระบุรี, วัลลภ ยอดเสนี

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้จัดทำขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ในการประเมินพลังงานไฟฟ้าจากการติดตั้งระบบผลิตพลังงานไฟฟ้าแสงอาทิตย์ แบบทุ่นลอยน้ำ กรณีที่เลือกติดตั้งแผงโซล่าเซลล์แบบหน้าเดียวและแบบสองหน้า พร้อมทั้งประเมินความคุ้มค่าการลงทุน ในลักษณะวิเคราะห์เปรียบเทียบพลังงานไฟฟ้ากับต้นทุนการลงทุนและดำเนินการที่แตกต่างกัน ข้อมูลในการออกแบบติดตั้งได้จากโครงการอ้างอิงภายในพื้นที่แหล่งน้ำ ณ จังหวัดสระบุรี เปรียบเทียบความคุ้มค่าการลงทุนด้วยตัวบ่งชี้ทางการเงิน ได้แก่ ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าตลอดอายุโครงการ มูลค่าปัจจุบันสุทธิ อัตราผลตอบแทนภายในและระยะเวลาคืนทุน จากผลการประเมินพบว่าพลังงานไฟฟ้าของการติดตั้งรูปแบบแผงโซล่าเซลล์แบบหน้าเดียว ตลอดอายุโครงการได้เท่ากับ 33,103,493 กิโลวัตต์-ชั่วโมง ขณะที่รูปแบบแผงโซล่าเซลล์แบบสองหน้าได้เท่ากับ 34,136,578 กิโลวัตต์-ชั่วโมง เป็นพลังงานไฟฟ้าสูงกว่าแผงโซล่าเซลล์แบบหน้าเดียว ร้อยละ 3.12 ในส่วนผลการวิเคราะห์เปรียบเทียบความคุ้มค่าด้วยตัวชี้บ่งทางการเงิน สำหรับรูปแบบการติดตั้งด้วยแผงโซล่าเซลล์แบบหน้าเดียวและแบบสองหน้า ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าตลอดอายุโครงการ เท่ากับ 1.33 และ 1.44 บาทต่อหน่วย มูลค่าปัจจุบันสุทธิ เท่ากับ 64,991,271 และ 64,843,834 บาท อัตราผลตอบแทนภายใน เท่ากับ ร้อยละ 33.34 และ 32.16 ระยะเวลาคืนทุน 3.41 และ 3.56 ปี ตามลำดับ บ่งบอกให้เห็นว่าแผงโซล่าเซลล์แบบหน้าเดียว มีความคุ้มค่าในการลงทุนมากกว่าแผงโซล่าเซลล์แบบสองหน้า สำหรับการติดตั้งบนทุ่นลอยน้ำ อ้างอิงรูปแบบและพื้นที่ติดตั้งจากโครงการ ณ จังหวัดสระบุรี

การประเมินวัฏจักรชีวิตการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการใช้เทคโนโลยียานยนต์มลพิษต่ำในภาคขนส่งทางถนน, วิภาสพล อ่อนสอาด

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเปรียบเทียบเทคโนโลยียานยนต์และประเมินการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของเทคโนโลยีต่าง ๆ ที่ใช้ในรถยนต์นั่งส่วนบุคคลตลอดอายุการใช้งาน ด้วยวิธีการประเมินวัฏจักรชีวิตด้านประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเท่านั้น สำหรับการศึกษานี้จะเริ่มต้นจากประเมินวัฏจักรชีวิตเชื้อเพลิง (Fuel cycle) ตั้งแต่แหล่งกำเนิดของพลังงานเชื้อเพลิง ได้แก่ น้ำมันเบนซิน น้ำมันเชื้อเพลิงชีวภาพ น้ำมันดีเซล ก๊าซปิโตรเลียมเหลว (Liquefied petroleum gas) ก๊าซธรรมชาติอัด (Compressed natural gas) พลังงานไฟฟ้า และพลังงานไฮโดรเจน ไปสู่การขับเคลื่อนสำหรับยานยนต์สันดาปภายใน (Internal combustion engine vehicle) และยานยนต์ไฟฟ้า (Electric vehicle) ต่อมาประเมินวัฏจักรชีวิตของยานยนต์ (Vehicle cycle) ตั้งแต่การผลิตยานยนต์ไปสู่การกำจัดซาก จากนั้นจึงวิเคราะห์การปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั้งวัฏจักรชีวิตเชื้อเพลิง และวัฏจักรชีวิตของยานยนต์ ซึ่งผลการศึกษาพบว่ายานยนต์ไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง ยานยนต์ไฟฟ้าปลั๊กอินไฮบริด (E0) ยานยนต์ไฟฟ้าไฮบริด (E0) และยานยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ มีศักยภาพลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกตลอดวัฏจักรได้ถึงร้อยละ 33.15, 30.44, 13.85 และ 13.07 ตามลำดับ เมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีเครื่องยนต์สันดาปภายใน (E0) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีพื้นฐานหลักในปัจจุบัน นอกจากเทคโนโลยียานยนต์ไฟฟ้าที่ปล่อยมลพิษต่ำแล้ว เชื้อเพลิงประเภทชีวภาพ เป็นแนวทางเลือกอย่างหนึ่งที่มีศักยภาพในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก

การประเมินคลัสเตอร์เพื่อตั้งโรงไฟฟ้าขยะมูลฝอยชุมชนกรณีศึกษาจังหวัดเชียงราย, อมรเทพ อรรถอาภา

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ประเทศไทยตั้งเป้าหมายที่จะทำให้เกิดความเป็นกลางทางคาร์บอนภายในปี ค.ศ. 2050 การแปลงของเสียเป็นพลังงาน (WtE) มีความสำคัญในการบรรลุเป้าหมายดังกล่าว แต่ด้วยความซับซ้อนของขั้นตอนการจัดตั้งโรงไฟฟ้าเป็นปัจจัยหนึ่งที่ทำให้โครงการไม่บรรลุตามเป้าหมาย งานวิจัยนี้มุ่งเน้นไปที่การประเมินจำนวนคลัสเตอร์ที่เหมาะสมของสถานที่กำจัดขยะมูลฝอย 116 แห่งในจังหวัดเชียงรายเพื่อจัดตั้งโรงไฟฟ้า WtE บน 3 ฉากทัศน์ และประเมินศักยภาพกำลังการผลิตไฟฟ้าให้สอดคล้องกับปริมาณขยะ ใช้โปรแกรม QGIS คัดกรองสถานที่ฯ ซึ่งคำนึงถึงปัจจัยทางด้านสังคมและกฏหมายเป็นหลัก พบว่ามี 19 แห่งที่มีศักยภาพทำเลที่ตั้ง ใช้ซอฟต์แวร์ ออเรนจ์ กำหนดปริมาณคลัสเตอร์ที่เหมาะสมโดยเคมีนส์และค่าซิลลูเอท พบว่าการแบ่งเป็น 3 คลัสเตอร์เหมาะสมที่สุด และฉากทัศน์ขนส่งมีปริมาณขยะของ Outlier น้อยที่สุด ศักยภาพการผลิตไฟฟ้า 7.69 MWe รองมาคือฉากทัศน์ศูนย์กลาง 7.66 MWe และฉากทัศน์เชื้อเพลิง 7.57 MWe จากงานวิจัยมีข้อเสนอแนะว่าฉากทัศน์ขนส่งเหมาะสมที่สุดสำหรับจังหวัดเชียงรายเนื่องจากการขนาดกำลังการผลิตของโรงไฟฟ้าในแต่ละคลัสเตอร์มีการกระจายต่ำที่สุด, มีปริมาณขยะของสถานที่ฯที่เป็น outlier น้อยที่สุด อีกทั้งตำแหน่งที่ตั้งของโรงไฟฟ้าจะอยู่จุดที่เข้าถึงสะดวกที่สุดดังนั้นจะส่งผลกระทบต่อสังคมและชุมชนในแง่ของการสัญจรน้อยที่สุดด้วย

A Partial Discharge Inception Voltage Modeling Approach, Shilpi Mukherjee, Tristan Mark Evans, David Huitink, H. Alan Mantooth

Electrical Engineering Faculty Publications and Presentations

A partial discharge inception voltage modeling approach promoting design-for-reliability considerations in advanced power modules is presented. As power modules are being operated at higher voltages and become more compact to meet power density demands, there is an increased risk of partial discharge, the silent precursor to electrical breakdown that degrades insulation material. The trade-off between voltage class and module compaction must be quantified. This work presents a methodology to model the tradeoff for any substrate and encapsulant material. A surface charge density-based partial discharge inception voltage (PDIV) model was developed to overcome the challenges in electric field-based models. The model …

Mitigating Anomalous Electricity Consumption In Smart Cities Using An Ai-Based Stacked-Generalization Technique, Arshid Ali, Laiq Khan, Nadeem Javaid, Safdar Hussain Bouk, Abdulaziz Aldegheishem, Nabil Alrahjeh

Computer Science Faculty Publications

Energy management and efficient asset utilization play an important role in the economic development of a country. The electricity produced at the power station faces two types of losses from the generation point to the end user. These losses are technical losses (TL) and non-technical losses (NTL). TLs occurs due to the use of inefficient equipment. While NTLs occur due to the anomalous consumption of electricity by the customers, which happens in many ways; energy theft being one of them. Energy theft majorly happens to cut down on the electricity bills. These losses in the smart grid (SG) are the …

An Unmanned Aircraft System For Marking Live Power Lines To Prevent Bird Collisions, Mattheuns D. Pretorius, Lourens Leeuwner, Kaajial Durgapersad, Constant Hoogstad, Peter Beckedahl, Michael D. Michael, Kishaylin Chetty

Human–Wildlife Interactions

Collisions with overhead power lines represent a significant cause of mortality for a number of large bird species worldwide. Certain threatened species are severely impacted by power line collisions, particularly those for which there are no other known significant threats. In South Africa, bird collisions with overhead power line cables, including collisions with phase conductors and shield wires, contribute significantly to annual threatened bird species mortalities associated with Eskom power lines. The most practical mitigation measure is to attach bird anti-collision devices as markers on the cables. Current marking methods involve installations by hand, where linemen are hoisted up to …

System Analysis Of An Internal Combustion Engine (Ice) – Solid Oxide Fuel Cell (Sofc) Hybrid Cycle, Jose Javier Colon Rodriguez

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Due to the intermittent nature of renewable energy and the rigid operation of existing coal plants, the need for flexible power generation technology is eminent. Hybrid energy systems have shown potential for flexible, grid following dynamics while maintaining higher efficiencies. The work below focuses on the performance analysis of a proposed 100 kW pressurized Internal Combustion Engine (ICE) and Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) hybrid system. The un-utilized fuel from the SOFC stack provided the chemical energy to operate the engine. A turbocharger was used to deliver the necessary air flow for both the stack and engine. An external reformer …

Enabling Cybersecure And Resilient Smart Distribution Grid With Edge Devices, Partha Sarathi Sarker

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

The smart distribution grid achieves enhanced efficiency and flexibility through the utilization of advanced communication infrastructure, digital devices, and robust computation and control capabilities. Grid-edge devices including distributed energy resources (DERs) like solar photovoltaics (PV), battery storage systems, and intelligent electric loads like electric vehicles and smart appliances, are contributing to the growth of the smart distribution grid. This evolution is transforming the grid into a multifaceted network of interconnected devices and systems, enabling bidirectional data communication and power flows. However, these new layers of data integration and control in the smart grid introduce vulnerabilities to cyberattacks and accidental failures, …