Power and Energy Commons^™

การศึกษาเปรียบเทียบเครื่องส่งลมเย็นเพื่อควบคุมคุณภาพอากาศที่ใช้ปฏิกิริยาโฟโตคะตะไลติก, ณัฐกานต์ จันพรมมิน

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ปัจจุบันมีการแพร่ของเชื้อไวรัสทางอากาศเข้าไปในห้องปรับอากาศโดยพัดลมหมุนเวียนของเครื่องส่งลมเย็น เพื่อรักษาคุณภาพอากาศให้ปลอดเชื้อโรคและฝุ่นละอองขนาดเล็กจึงมีการนำแสง อัลตราไวโอเลต (UV-C) ร่วมกับแผ่นกรองประสิทธิภาพสูงมาใช้ในเครื่องส่งลมเย็น เมื่อแผ่นกรองดักจับฝุ่นจะมีความดันตกคล่อมสูงขึ้นทำให้ต้องใช้พลังงานเพิ่มขึ้น ดังนั้นจุดประสงค์ของงานวิจัยนี้เพื่อศึกษาการใช้พลังงานเครื่องส่งลมเย็นที่มีอุปกรณ์ควบคุมคุณภาพอากาศที่ใช้ปฏิกิริยาโฟโตคะตะไลติกร่วมกับแผ่นกรองประสิทธิภาพสูง ในการเลือกชนิดพัดลมและขนาดใบพัดรวมทั้งชนิดมอเตอร์ต้องทำให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด โดยกำหนดให้ใช้อัตราการไหลของอากาศ 24,500 cfm ที่ความดันสถิต 3.25 in.wg. เพื่อสามารถใช้กับระบบท่อลมที่มีอยู่เดิมได้ วิธีการเลือกขนาดและชนิดพัดลมได้เลือกขนาดที่ให้ประสิทธิภาพสูงสุดบนกราฟสมรรถนะของพัดลมซึ่งหาได้จากโปรแกรม Kruger selection จากการศึกษาพบว่าอุปกรณ์ควบคุมคุณภาพอากาศในเครื่องส่งลมเย็นได้ใช้แสง UV-C มีความยาวคลื่น 253.7 nm และความเข้มแสง 270 µW/m2 เพื่อทำลายเชื้อจุลินทรีย์ และใช้แผ่นกรองอากาศประสิทธิภาพสูง 99.999% ในการกรองฝุ่นขนาด 0.3 ~ 1 µm สำหรับการเลือกพัดลมและมอเตอร์ที่ใช้แบ่งได้เป็น 2 กรณี คือกรณีที่ 1 อัตราการไหลลดลงตามความดันสถิตที่เพิ่มขึ้น และกรณีที่ 2 อัตราการไหลคงที่แม้ว่าความดันสถิตจะเพิ่มขึ้น ในกรณีที่ 1 โครงการพัดลมหนีศูนย์กลางชนิดใบพัดโค้งหลังรุ่น BDB 710 ที่ขับด้วยมอเตอร์เหนี่ยวนำใช้พลังงานน้อยกว่าโครงการพัดลมหนีศูนย์กลางชนิดใบพัดโค้งหน้ารุ่น FAD 710 ที่ขับด้วยมอเตอร์เหนี่ยวนำและVSD ส่วนกรณีที่2 โครงการพัดลมหนีศูนย์กลางชนิดใบพัดโค้งหลังรุ่น BDB 710 ที่ขับด้วย Electronically controlled motor หรือ EC motor ใช้พลังงานน้อยกว่าโครงการพัดลมหนีศูนย์กลางชนิดใบพัดโค้งหน้ารุ่น FAD 800 ที่ขับด้วย EC motor ทั้งกรณีที่ 1 และกรณีที่ 2 โครงการมีค่า NPV 608,440 บาท และ 588,670 บาท ตามลำดับ จึงมีความคุ้มค่าในการลงทุน

การประเมินกำลังผลิตติดตั้งของระบบไฟฟ้าเซลล์แสงอาทิตย์แบบติดตั้งบนหลังคาที่เหมาะสมสำหรับโรงงาน : กรณีศึกษา, ชญาพัฒน์ คัจฉสุวรรณมณี

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้เป็นการประเมินกำลังผลิตติดตั้งของระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบติดตั้งบนหลังคา (ระบบโซล่าเซลล์) ที่เหมาะสมสำหรับโรงงาน กรณีศึกษา เพื่อประเมินหากำลังผลิตติดตั้งที่เหมาะสมและคุ้มค่าที่สุด ซึ่งโรงงานที่นำมาศึกษาวิจัยในครั้งนี้มีการใช้ไฟฟ้าในช่วง On-Peak สูงกว่า Off-Peak จึงเหมาะสมกับการติดตั้งระบบโซล่าเซลล์ และด้วยวิธีการออกแบบโดยทั่วไปจะมีองค์ประกอบหลักในการพิจารณาจะมีอยู่ 2 ส่วนที่ คือ 1.) พฤติกรรมการใช้พลังงานไฟฟ้าเดิมของโรงงาน 2.) พื้นที่ที่เหมาะสมในการติดตั้ง ซึ่งทั้ง 2 ซึ่งสำหรับงานวิจัยนี้จะพิจารณาจากพฤติกรรมการใช้ไฟฟ้าเดิมของโรงงานเพียงอย่างเดียวโดยไม่นำปัจจัยด้านข้อจำกัดของพื้นที่มาเกี่ยวข้อง และด้วยระบบโซล่าเซลล์จะมีข้อจำกัดในการผลิตไฟฟ้าเฉพาะในช่วงกลางวันที่มีแสงอาทิตย์ จึงนำระบบกักเก็บพลังงานมาร่วมศึกษาด้วยโดยกำหนดไว้ 3 แนวทาง คือ (1) กำหนดให้กำลังติดตั้งระบบโซล่าเซลล์ มากกว่า ความต้องการใช้ไฟฟ้าของโรงงาน (2) กำหนดให้กำลังติดตั้งระบบโซล่าเซลล์ น้อยกว่า ความต้องการใช้ไฟฟ้าของโรงงาน และ (3) กำหนดให้กำลังติดตั้งความต้องการใช้ไฟฟ้าของโรงงาน มากกว่า และเสริมระบบกักเก็บพลังงานเพื่อสำรองไฟฟ้าส่วนที่ไม่ได้ใช้ (Unused) มาใช้ในช่วงอื่นที่มีความต้องการ โดยมีตัวชี้วัดทางเศรษฐศาสตร์คืออัตราผลตอบแทนภายใน (Internal rate of return: IRR) มูลค่าปัจจุบันสุทธิ (Net Present Value: NPV) ระยะเวลาคืนทุน (Payback Period: PB) และการวิเคราะห์ความอ่อนไหวของการศึกษา (Sensitivity Analysis) โดยสรุปผลการวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าแนวทาง (2) มีอัตราผลตอบแทนที่คุ้มค่าที่สุด และมีระยะเวลาคืนทุนสั้นที่สุดและหากมูลค่าของระบบกักเก็บพลังงานในอนาคตลดลง แนวทาง (3) ก็เป็นอีกวิธีที่หนึ่งที่น่าสนใจ

ศักยภาพของแอลกอฮอล์ที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงในภาคการบิน ภายใต้โครงการชดเชยและการลดปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ภาคการบินระหว่างประเทศ (Corsia), ทัตพงศ์ รัตนะโสภณชัย

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

วัตถุประสงค์ของงานวิจัยฉบับนี้คือการประเมินศักยภาพเชิงเศรษฐศาสตร์และเชิงเทคนิคของเอทานอลที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงชีวอากาศยานจากเทคโนโลยี Ethanol-to-jet (ETJ) ในช่วงตั้งแต่ปี 2021 จนถึงปี 2035 โดยพิจารณาความคุ้มค่าในการลงทุน พัฒนาเทคโนโลยี Ethanol-to-jet รวมถึงความพอเพียงเพื่อใช้ในการชดเชยปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ตามกรอบการดำเนินงาน CORSIA โดยข้อมูลการบินระหว่างประเทศถูกนำมาใช้เพื่อประเมินความต้องการของเอทานอลทั้งหมดของปริมาณเชื้อเพลิง ข้อมูลสัดส่วนการผสมเอทานอลสูงสุดที่ทาง ICAO ยอมรับในเทคโนโลยี Ethanol-to-jet และปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยในภาคการบินระหว่างประเทศโดยนำมาใช้ประกอบการวิเคราะห์ความอ่อนไหว ปริมาณความต้องการเอทานอลทั้งหมด ที่ไม่รวมปริมาณจากเชื้อเพลิงชีวอากาศยาน และปริมาณเอทานอลในประเทศไทยที่สามารถผลิตได้ โดยในส่วนของสต็อกของผู้ผลิตเอทานอลจะถูกนำมาพิจารณาเพิ่มเติมในส่วนศักยภาพเชิงเทคนิคของเอทานอลด้านอุปทาน จากผลการศึกษาพบว่า ศักยภาพเชิงเศรษฐศาสตร์ของเอทานอลภายใต้ฉากทัศน์ที่สภาวะปกติมีความคุ้มค่าและน่าลงทุนที่ต้นทุนทางเทคโนโลยี Ethanol-to-jet มีราคาต่ำ และภายใต้ฉากทัศน์สภาวะ COVID-19 มีความคุ้มค่าและน่าลงทุนเทคโนโลยี Ethanol-to-jet ในส่วนของศักยภาพเชิงเทคนิคของเอทานอลภายใต้ฉากทัศน์ที่สภาวะปกติ พบว่าปริมาณเอทานอลมีแนวโน้มไม่เพียงพอจนถึงช่วงปลายกรอบเวลาของ CORSIA ในขณะที่ศักยภาพเชิงเทคนิคของเอทานอลภายใต้ฉากทัศน์ที่สภาวะ COVID-19 แสดงว่าประเทศไทยสามารถผลิตเอทานอลได้เพียงพอจนถึงช่วงกลางของ CORSIA (หลังผ่าน 2025-2027) อย่างไรก็ตาม ในช่วง 2025-2027 ได้แสดงถึงความเป็นไปได้ว่าเอทานอลอาจไม่เพียงพอต่อความต้องการ

Energy Renewal: Isothermal Utilization Of Environmental Heat Energy With Asymmetric Structures, James Weifu Lee

Chemistry & Biochemistry Faculty Publications

Through the research presented herein, it is quite clear that there are two thermodynamically distinct types (A and B) of energetic processes naturally occurring on Earth. Type A, such as glycolysis and the tricarboxylic acid cycle, apparently follows the second law well; Type B, as exemplified by the thermotrophic function with transmembrane electrostatically localized protons presented here, does not necessarily have to be constrained by the second law, owing to its special asymmetric function. This study now, for the first time, numerically shows that transmembrane electrostatic proton localization (Type-B process) represents a negative entropy event with a local protonic entropy …

Investigation Of Cation Exchange Behaviors Of FaXMa1-XPbl3 Films Using Dynamic Spin Coating, Hyang Mi Yu, Byeong Geun Jeong, Dae Young Park, Seong Chu Lim, Gon Namkoong, Mun Seok Jeong

Applied Research Center Publications

In this study, we fabricated and characterized uniform multi-cation perovskite FA_xMA_1−xPbI₃ films. We used the dynamic spin-coating method to control the cation ratio of the film by gradually increasing the FA+, which replaced the MA+ in the films. When the FA+ concentration was lower than xFA ~0.415 in the films, the stability of the multi-cation perovskite improved. Above this concentration, the film exhibited δ-phase FAPbI₃ in the FA_xMA_1−xPbI₃ films. The formation of δ-phase FAPbI₃ disturbed the homogeneity of the photoluminescence spatial distribution and suppressed the absorption spectral bandwidth …

Pore Microstructure Impacts On Lithium Ion Transport And Rate Capability Of Thick Sintered Electrodes, Ziyang Nie, Rohan Parai, Chen Cai, Charles Michaelis, Jacob M. Lamanna, Daniel S. Hussey, David L. Jacobson, Dipankar Ghosh, Gary M. Koenig Jr.

Mechanical & Aerospace Engineering Faculty Publications

Increasing electrode thickness is one route to improve the energy density of lithium-ion battery cells. However, restricted Li⁺ transport in the electrolyte phase through the porous microstructure of thick electrodes limits the ability to achieve high current densities and rates of charge/discharge with these high energy cells. In this work, processing routes to mitigate transport restrictions were pursued. The electrodes used were comprised of only active material sintered together into a porous pellet. For one of the electrodes, comparisons were done between using ice-templating to provide directional porosity and using sacrificial particles during processing to match the geometric density …

Low-Profile Wireless Passive Temperature Sensors, Ectis Velazquez

Electronic Theses and Dissertations, 2020-2023

This thesis explores design challenges and promising solutions for temperature sensors for high temperature environments such as combustion turbines. To survive this high temperature environment of over 1000 °C the sensors are required to be robust in their electrical and mechanical properties. Wire connections for these high temperature environments are a complex problem due to the physical limitations of most materials at those high temperatures. In this thesis, robust ceramic sensors based on microwave resonators are demonstrated for high temperature environments, with some studies into optimizing the techniques used to measure them, as well as the distance at which their …

Measurements Of Wind Turbine Wake Evolution And Trajectory During Morning Boundary Layer Transition And Under Wake Steering Conditions Via Unmanned Aerial Vehicles, Stewart Nelson

Theses and Dissertations--Mechanical and Aerospace Engineering

In July of 2019, a flight campaign was conducted using semi-autonomous Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) at the Port Alma Kruger Energy wind farm in Ontario, Canada, to study various aspects of wind turbine wake evolution. Horizontal transects across the wakes were measured using modified fixed-wing aircraft fitted with a five-hole probe to measure the wind velocity vector. Reference boundary layer conditions were measured by an octocopter with an assortment of mounted sensors flying vertical profiles upstream of the turbines. Three experiments were conducted during the campaign, which consisted of a study on wake behavior during the morning boundary layer transition, …

Modeling Energy Flows In Floating In-Pond Raceways Utilizing Solar Power Back-Up, Bo Smith

Theses and Dissertations--Biosystems and Agricultural Engineering

The In-pond Raceway (IPR) is a novel option for production aquaculture, depending on water moving devices to provide constant flow. Device failure may result in catastrophic fish loss, requiring power backup systems to mitigate risk in case of power outages. Because these systems must be dependable and many suitable locations are remote, off-grid solar photovoltaic (PV) systems with battery storage have been considered since they eliminate need for utility power. Such systems can be hard to size and expensive. This study modeled system requirements using an energy balance to determine whether systems could withstand varying loads based on climatological conditions. …

Comparing Beopt (Energyplus) Energy Predictions To Measured Circuit Level Energy Consumption Of 12 Similar Small Energy-Efficient Single-Family Residences, Braydi Mcpherson-Hathaway

Theses and Dissertations--Biosystems and Agricultural Engineering

Residential energy usage patterns change as a result of new building codes, renewable technologies, household electronics, and changes in occupancy habits. Building simulations have used end-use energy studies to inform occupancy profiles and overall usage characteristics for the building simulations. Building simulations allow designers, engineers, policymakers, code developers, and building owners to model proposed designs to new and existing buildings, thus it is imperative that the energy profiles used in the models are accurate. In this study, the building simulation engine BEopt is used to model energy-efficient homes recently constructed in Southern Kentucky. The homes have well defined building characteristics …

Analysis Of Three-Phase Rectifier Via Three Different Control Methods And Switch Power Loss Comparison, Yichao Wang

All Graduate Theses, Dissertations, and Other Capstone Projects

Traditional uncontrolled or phase-controlled rectifiers have the defects of lower power factor and nontrivial higher harmonics which causes the low efficiency of power, bad power quality, and so on. However, PWM rectifiers overcome the drawbacks mentioned above. They reduce the higher harmonics yielding better sinusoidal current on the grid side, achieve unity power factor and bidirectional power flow, and have better dynamic performance. So, it is favored more by academia and widely applied in high-performance power electronics devices. In this paper, the PWM rectifier is analyzed and a comparison of the switch loss on three-phase rectifier using three different control …

Additive And Interface Engineering Of Lead-Tin Mixed Low-Bandgap Perovskite Solar Cells For Higher Efficiency And Improved Stability, Nabin Ghimire

Electronic Theses and Dissertations

Lead (Pb) -Tin (Sn) mixed perovskites suffer from large open-circuit voltage (VOC) loss due to the rapid crystallization of perovskite film, creating Sn and Pb vacancies. Such vacancies act as defect sites expediting charge carrier recombination, thus hampering the charge carrier dynamics and optoelectronic properties of perovskite films. In the first project, we focused on the passivation of perovskite surface defects to increase the opencircuit voltage of the 1.25 eV low-bandgap perovskite solar cells by utilizing a trace amount of Phenethylammonium iodide (PEAI) in the perovskite precursor solution as a doping agent. The incorporation of PEAI in perovskite precursors improved …

Exploring Renewable Energy Futures In Humboldt County Consistent With The Goals Of California’S Renewable Portfolio Standard, Amin M. Younes

Cal Poly Humboldt theses and projects

Humboldt County has abundant wind, solar, and biomass resources, but has made limited progress towards the state’s 2045 requirement of 100% clean electricity. A recently rejected onshore wind project showed that technically and economically viable projects can fall to social and political challenges, emphasizing the need for social considerations in renewable transitions. I therefore integrated community members’ preferences into modeling of RPS-consistent renewable energy scenarios in Humboldt County. My model suggests that offshore wind, utility-scale solar, distributed solar, and biomass power are technically and economically viable sources of significant local generation at varying costs.

In interviews with energy-engaged residents, I …

Bond Graph Modeling Of Critical Infrastructures For Cyber-Physical Security Implementation, Michele Jane White

Masters Theses

“In developed societies, there exists infrastructure vital to everyday life. This includes water and power systems. Technology is quickly evolving and being implemented on these utilities. This technology can range from smart metering in neighborhoods to volume sensors in local waste water treatment facilities. When networking, sensing, monitoring, or control devices are integrated with infrastructure it is considered a cyber physical system, or CPS. When information about an important physical system is connected to the virtual world, it is opened up to security risks. Cyber security can be provided to the CPS by monitoring the physical state of the system …

Physics-Based Modeling Of Lithium-Ion Batteries For Control And Estimation Applications, Brody J. C. Riemann

Masters Theses

“Lithium-ion batteries are extensively used in many application areas like consumer electronics, electric vehicles, and microgrids. As the world moves towards further electrification of vehicles and more widespread use of renewable energy sources, the need for large-scale battery storage systems will grow. To effectively replace conventional methods, batteries will need to be charged quickly while accounting for degradation to maximize lifetime. Further, larger batteries require more detailed safety monitoring, which is implemented using a battery management system (BMS). A BMS is responsible for state of charge (SOC) estimation, state of health (SOH) estimation, cell balancing, regulating voltage and current according …

Development Of Efficient Wide-Bandgap Perovskite Solar Cells With Composition And Interface Engineering, Khan Mamun Reza

Electronic Theses and Dissertations

Metal halide perovskites are considered the most promising solar energy technology because of their distinct properties, such as defect tolerance, low cost, easy fabrication due to solution-processibility, band tunability, etc. Due to these properties, the efficiency of perovskite solar cells reaches more than 25% and approaches the limit of singlejunction within last few years. To increase the efficiency further in a more cost-effective way, double junction tandem solar cells with an efficient ‘top’ wide-bandgap cell is desired. But wide-bandgap perovskites still face some critical issues, such as poor morphology, smaller grain size, the formation of excessive lead halides, light-induced halide …

Development Of A Hybrid-Electric Aircraft Propulsion System Based On Silicon Carbide Triple Active Bridge Multiport Power Converter, Cole M. Ivey

Theses and Dissertations--Electrical and Computer Engineering

Constrained by the low energy density of Lithium-ion batteries with all-electric aircraft propulsion, hybrid-electric aircraft propulsion drive becomes one of the most promising technologies in aviation electrification, especially for wide-body airplanes. In this thesis, a three-port triple active bridge (TAB) DC-DC converter is developed to manage the power flow between the turbo generator, battery, and the propulsion motor. The TAB converter is modeled based on the emerging Silicon Carbide (SiC) Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET) modules operating at high switching frequency, so the size of the magnetic transformer can be significantly reduced. Different operation modes of this hybrid-electric propulsion drive …

Special Power Electronics Converters And Machine Drives With Wide Band-Gap Devices, Yibin Zhang

Theses and Dissertations--Electrical and Computer Engineering

Power electronic converters play a key role in power generation, storage, and consumption. The major portion of power losses in the converters is dissipated in the semiconductor switching devices. In recent years, new power semiconductors based on wide band-gap (WBG) devices have been increasingly developed and employed in terms of promising merits including the lower on-state resistance, lower turn-on/off energy, higher capable switching frequency, higher temperature tolerance than conventional Si devices. However, WBG devices also brought new challenges including lower fault tolerance, higher system cost, gate driver challenges, and high dv/dt and resulting increased bearing current in electric machines.

This …

Criticality Based Optimal Cyber Defense Remediation In Energy Delivery Systems, Kamrul Hasan, Sachin Shetty, Md. Sharif Ullah, Amin Hassanzadeh, Tariqul Islam

VMASC Publications

A prioritized cyber defense remediation plan is critical for effective risk management in Energy Delivery System (EDS). Due to the complexity of EDS in terms of heterogeneous nature blending Information Technology (IT) and Operation Technology (OT) and Industrial Control System (ICS), scale and critical processes tasks, prioritized remediations should be applied gradually to protect critical assets. In this work, we propose a methodology for a prioritized cyber risk remediation plan by detecting and evaluating paths to critical nodes in EDS. We propose critical nodes characteristics evaluation based on nodes’ architectural positions, a measure of centrality based on nodes’ connectivity and …

Transient Behavior Of Drift And Ionization In Atmospheric Pressure Nitrogen Discharge, S. K. Dhali

Electrical & Computer Engineering Faculty Publications

The fluid models are frequently used to describe a non-thermal plasma such as a streamer discharge. The required electron transport data and rate coefficients for the fluid model are parametrized using the local field approximation (LFA) in first order models and the local-mean-energy approximation (LMEA) in second order models. We performed Monte Carlo simulations in Nitrogen gas with step changes in the E/N (reduced electric field) to study the behavior of the transport properties in the transient phase. During the transient phase of the simulation, we extract the instantaneous electron mean energy, which is different from the steady state mean …

Inverted Geometry Ceramic Insulators In High Voltage Dc Electron Guns For Accelerators, C. Hernandez-Garcia, G. Palacios-Serrano, P. Adderley, D. Bullard, J. Grames, Md. Abdullah Mamun, M. Poelker, M. Stutzman, R. Suleiman, Y. Wang, S.A.K. Wijethunga

Physics Faculty Publications

A direct current (dc) high voltage photo-emission electron gun operating at 130 kV is utilized at the Jefferson Lab (JLab) Continuous Electron Beam Accelerator Facility to generate spin-polarized electrons for nuclear physics experiments. Over the past decade, JLab has tested and implemented inverted-geometry ceramic insulators in photoguns, connecting the cathode electrode in vacuum to the high voltage power supply using commercial high voltage cables. The results of those tests showed that breakdown voltage was increased using triple-point shielding electrodes and bulk-doped insulators that allow charge drainage. This contribution describes ongoing work to develop a robust insulatorcable connector for reliably applying …

Novel Transformer With Variable Leakage And Magnetizing Inductances, Angshuman Sharma, Jonathan W. Kimball

Electrical and Computer Engineering Faculty Research & Creative Works

This paper introduces the concept of a novel variable inductance transformer (VIT) whose leakage and magnetizing inductances can be varied dynamically and independently to aid the advancement of research in isolated power electronic converters. In this transformer, the leakage inductance can be varied by varying the length of overlap between the primary and secondary windings, while the magnetizing inductance can be varied by varying the air gap between the core legs. Individual controls for the two inductances ensure that one can be varied independent of the other, as needed to satisfy different power conversion objectives. In this paper, the analytical …

Multidimensional Extensions To Generalized Averaged Models For Multi-Frequency-Excited Dynamic Systems, Kartikeya Jayadurga Prasad Veeramraju, Jonathan W. Kimball

Electrical and Computer Engineering Faculty Research & Creative Works

In this paper, a novel Harmonic Axis Decoupling (HAD) method is proposed for extending the capabilities of the Generalized Averaged Modeling (GAM) technique. The conventional GAM technique is first revisited, and the problems encountered in the multiplication of two Double Fourier Series (DFS) signals in the time domain are investigated. The method of translating Fourier vectors to Discrete Fourier Images (DFI) in the frequency plane is proposed, and the ramifications of this conversion on DFS product terms in the time domain are investigated. The two-dimensional DFI convolution technique resulting from HAD is used for the dynamic modeling of power converters …

Detection Of Gaussian Attacks In Power Systems Under A Scalable Kalman Consensus Filter Framework, Arnold Fernandes, Rui Bo, Jonathan W. Kimball, Bruce M. Mcmillin

Electrical and Computer Engineering Faculty Research & Creative Works

The dynamic non-linear state-space model of a power-system consisting of synchronous generators, buses, and static loads has been linearized and a linear measurement function has been considered. A distributed dynamic framework for estimating the state vector of the power system has been designed here. This framework employs a type of distributed Kalman filter (DKF) known as a Kalman consensus filter (KCF) which is located at distributed control centers (DCCs) that fuse locally available noise ridden measurements, state vector estimates of neighboring control centers, and a prediction obtained by the linearized model to obtain a filtered state vector estimate. Further, the …

Hard Hat Ambient Liability Observer (Halo), Hunter Hykes, Nathan Kish, Brian Thomson

Williams Honors College, Honors Research Projects

Capturing workplace incident information is a growing area of concern for most companies. To assist with this, the design team proposed the H.A.L.O. This design uses time-of-flight sensors connected to LEDs to create a proximity-based hazard warning system. It also records incident data using an accelerometer and micro-SD card. This helps workers avoid some of the most common workplace injuries, slips, trips, and falls and accidental collisions.

Students have created a design with engineering, and marketing requirements that accomplish this task. The proposed design allows for this monitoring and mitigation systems to be attached to hard hats. Team members developed …

Light Loaded Automated Guided Vehicle, Marcus Radtka, Nazar Paramashchuk, Lawrence Shevock

Williams Honors College, Honors Research Projects

The objective of the locomotion system was to design and implement the mechanical, electrical, and software related functions to ensure the LLAGV had the capability of maneuvering its surroundings. The LLAGV’s motors were represented in an open loop transfer function to utilize RPM feedback and a compensator when needed. The modeled compensator helped control the LLAGV’s speed and acceleration, enabling further control of the LLAGV. The internal circuitry has the means to properly distributed power to all components and allowed the user to control the LLAGV to their desire. The application software within the LLAGV locomotion system (LLAGV-LS) had consideration …

Computer Modeling Of Solar Thermal System With Underground Storage Tank For Space Heating, Mohammad Yousef Mousa Naser

Browse all Theses and Dissertations

Space heating is required in almost every dwelling across the country for different periods of time. The thermal energy needed to meet a heating demand can be supplied using different conventional and/or renewable technologies. Solar energy is one example of a renewable resource that can be used for supplying heating needs. It can be utilized either by using photovoltaic panels to generate electricity, that in turn can be used to operate heaters, or by using solar thermal panels. Solar thermal panels obtain higher operating efficiencies than photovoltaic panels, but solar energy for heating purposes suffers from a mismatch between supply …

Utilizing Rotational Energy In Wind Turbine Blades With The Flywheel Mechanism And Predicting The Power Output By Neural Networking, Anamika Mishra

Browse all Theses and Dissertations

As we expand and innovate for better and safer living, there will always be a need for new energy sources. By replacing fossil fuels, renewable energy is becoming a viable option for primary power generation. That is why researchers are turning their attention to renewable energy sources and ways of making the most of them. WIND ENERGY is a promising renewable and clean energy source harvested from the wind which is plentiful on the planet. We already have the technology to harvest it, but the efficiency and power output are not optimal. In this thesis, to enhance the energy harvesting …

Utilizing Rotational Energy In Wind Turbine Blades With The Flywheel Mechanism And Predicting The Power Output By Neural Networking, Anamika Mishra

Browse all Theses and Dissertations

As we expand and innovate for better and safer living, there will always be a need for new energy sources. By replacing fossil fuels, renewable energy is becoming a viable option for primary power generation. That is why researchers are turning their attention to renewable energy sources and ways of making the most of them. WIND ENERGY is a promising renewable and clean energy source harvested from the wind which is plentiful on the planet. We already have the technology to harvest it, but the efficiency and power output are not optimal. In this thesis, to enhance the energy harvesting …

Quantifying The Value Of Foam-Based Flexible Floating Solar Photovoltaic Systems, Koami Soulemane Hayibo

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Distributed generation with solar photovoltaic (PV) technology is economically competitive if net metered in the U.S. Yet there is evidence that net metering is misrepresenting the true value of distributed solar generation so that the value of solar (VOS) is becoming the preferred method for evaluating economics of grid-tied PV. VOS calculations are challenging and there is widespread disagreement in the literature on the methods and data needed. To overcome these limitations, this thesis reviews past VOS studies to develop a generalized model that considers realistic future avoided costs and liabilities. The approach used here is bottom-up modeling where the …