Power and Energy Commons^™

การประเมินการใช้ใบอ้อยเป็นแหล่งพลังงานทดแทน, วรภพ เทพบุตร

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาแนวทางการนำใบอ้อยสดไปใช้ประโยชน์ โดยนำไปผลิตเป็นเชื้อเพลิงชีวมวลเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าหรือจะแปรรูปเป็นเชื้อเพลิงอัดเม็ด วิเคราะห์ผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมและเปรียบเทียบความคุ้มค่าจากการลงทุนในเทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าจากใบอ้อย ของโรงไฟฟ้าชีวมวล ระหว่างเทคโนโลยีเผาไหม้ใบอ้อยโดยตรงและแปรรูปใบอ้อยเป็นเชื้อเพลิงอัดเม็ดเปรียบเทียบกับการใช้ชานอ้อยเป็นเชื้อเพลิง จากการศึกษาพบว่าทั้ง 2 ระบบมีการใช้ต้นทุนเชื้อเพลิงและการขนส่งที่แตกต่างกัน โดยเมื่อวิเคราะห์ข้อมูลต้นทุนและผลวิเคราะห์จากการลงทุนทั้ง 2 ระบบ พบว่าการลงทุนเทคโนโลยีผลิตพลังงานไฟฟ้ารูปแบบการนำใบอ้อยไปเผาไหม้โดยตรงร่วมกับชานอ้อยที่อัตราส่วน 1:1 จะได้รับผลตอบแทนสูงกว่าและคืนทุนได้เร็วกว่ารูปแบบการแปรรูปเป็นเชื้อเพลิงอัดเม็ดร่วมกับชานอ้อยที่อัตราส่วน 1:1 โดยระบบการเผาไหม้ใบอ้อยโดยตรงมีมูลค่าปัจจุบันสุทธิ (NPV) 184.01 ล้านบาท ระยะเวลาคืนทุน (Payback Period) 6.07 ปี ซึ่งใกล้เคียงดับการใช้ชานอ้อยอย่างเดียวที่มีมูลค่าปัจจุบันสุทธิ 126.28 ล้านบาท และระยะเวลาคืนทุน (Payback Period) 6.3 ปี ส่วนระบบแปรรูปเป็นเชื้อเพลิงอัดเม็ดพบว่าไม่คุ้มค่าการลงทุน แต่ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่าแบบเผาไหม้โดยตรง ทั้งปริมาณฝุ่นและขี้เถ้าที่ลดลง อีกทั้งความหนาแน่นที่สูงขึ้นทำให้ง่ายต่อการขนส่งและเก็บรักษา

การประเมินการใช้พลังงานและการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการใช้พลังงานของโรงงานผลิตเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน, จิราวรรณ ฤกษ์ประกอบ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินการใช้พลังงานและการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของโรงงานผลิตเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านปี พ.ศ. 2562 โดยมีแหล่งที่มาจากการใช้พลังงานที่ก่อให้เกิดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั้งทางตรงและทางอ้อม โดยรูปแบบการประเมินการใช้พลังงานใช้วิธีการประเมินค่าดัชนีชี้วัดค่าการใช้พลังงานจำเพาะ (Specific Energy Consumption: SEC) และการประเมินการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ใช้แนวทางการประเมินคาร์บอนฟุตพริ้นท์องค์กรขององค์การบริหารจัดการก๊าซเรือนกระจก(องค์การมหาชน) ผลการศึกษาพบว่า ค่าดัชนีชี้วัดการใช้พลังงานต่อหน่วยผลิตภัณฑ์ในปี พ.ศ. 2562 เท่ากับ 99.53±6 MJ/หน่วย และปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั้งหมดของโรงงานผลิตเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน เท่ากับ 39,079.59 tCO2eq /ปี โดยขอบเขตที่ 2 กิจกรรมการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทางอ้อมจากการใช้พลังงานไฟฟ้า มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกมากที่สุดเท่ากับ 34,384.12 tCO2eq/ปี คิดเป็นร้อยละ 88 รองลงมาคือ ขอบเขตที่ 1 การปล่อยก๊าซเรือนกระจกโดยตรง มีปริมาณเท่ากับ 4,430.19 tCO2eq/ปี และขอบเขตที่ 3 มีปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเท่ากับ 256.28 tCO2eq/ปี คิดเป็นร้อยละ 11 และร้อยละ 1 ตามลำดับ ดังนั้น แนวทางการลดการใช้พลังงานและลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่มีศักยภาพคือมาตรการอนุรักษ์พลังงานด้านการลดการใช้พลังงานไฟฟ้า ได้แก่ 1) มาตรการเปลี่ยนหลอดไฟจากหลอดฟลูออเรสเซนต์ T8 36w เป็นหลอดไฟ LED 18w และเปลี่ยนหลอด Hi-bay 400w เป็น High Bay LED 110w 2) การควบคุมระบบปรับอากาศภายในโรงงานโดยโปรแกรม SCADA และ3) มาตรการการใช้ไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์แบบลอยน้ำแทนการใช้ไฟฟ้าจากระบบสายส่ง ซึ่งทั้งสามมาตรการสามารถลดการใช้พลังงานไฟฟ้าลงได้ 1,949,262.25 kWh/ปี และลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกขององค์กรลงได้ 7,136.88 tCO2eq/ปี คิดเป็นร้อยละ 18.98 ของปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการใช้พลังงานไฟฟ้าทั้งหมด

แบบจำลองโครงสร้างต้นทุนโครงการโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงก๊าซธรรมชาติเหลวกรณีศึกษาอำเภอทับสะแก, เศฏฐศิษฎ์ มุสิพรม

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ปัจจุบัน ประเทศไทยทำกำลังจะประสบปัญหาความมั่นคงทางพลังงานในบริเวณภาคใต้ อ้างอิงตามแผนพัฒนากำลังการผลิตไฟฟ้าของประเทศไทย พ.ศ. 2558 – 2579 (PDP 2015) กระทรวงพลังงานจึงมีแผนที่จะสร้างโรงไฟฟ้าถ่านหินเพื่อแก้ปัญหานี้ แต่เนื่องจากเกิดปัญหาด้านการยอมรับด้านมวลชนด้วยเหตุผลเรื่องภาพลักษณ์ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของเชื้อเพลิงถ่านหิน จึงทำให้โครงการต้องถูกเลื่อนและมีแนวโน้มยกเลิกในที่สุด โรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติจึงเป็นอีกหนึ่งทางเลือก โดยใช้เชื้อเพลิงก๊าซธรรมชาติเหลวนำเข้า โครงการประกอบด้วยโรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติ ท่าเทียบเรือและสถานีรับ-จ่ายก๊าซธรรมชาติเหลวในภาคใต้ การศึกษานี้สร้างแบบจำลองโครงสร้างต้นทุนโครงการ เพื่อสามารถนำไปใช้วิเคราะห์หาต้นทุนวงจรชีวิต และต้นทุนการผลิตไฟฟ้าต่อหน่วย เพื่อเป็นข้อมูลประกอบการตัดสินใจลงทุนโครงการ แบบจำลองโครงสร้างต้นทุนของโครงการประกอบด้วย ต้นทุนการลงทุน ต้นทุนการดำเนินงานแบบคงที่และแบบผันแปรของโรงไฟฟ้า ท่าเทียบเรือและสถานีรับ-จ่ายก๊าซธรรมชาติเหลว และต้นทุนการดำเนินงานการนำเข้าเชื้อเพลิงก๊าซธรรมชาติเหลว ผลการศึกษาจากการนำข้อมูลต่างๆ ทดสอบในแบบจำลองโครงสร้างต้นทุน ได้ว่าต้นทุนผลิตไฟฟ้าต่อหน่วยเท่ากับ 2.99 บาท อายุทางเศรษฐกิจของโครงการมากกว่าอายุโครงการที่ 30 ปีจากการวิเคราะห์ความอ่อนไหวของโครงการ ปัจจัยที่ส่งผลต่อต้นทุนผลิตไฟฟ้าต่อหน่วยมากที่สุดคือการเปลี่ยนแปลงของราคานำเข้าก๊าซธรรมชาติเหลว

การประเมินศักยภาพเชิงพื้นที่ของแผงพลังงานแสงอาทิตย์ชนิดติดตั้งบนหลังคา กรณีศึกษา เขตพื้นที่จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, บุญยนุช กรีกูล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

สารนิพนธ์นี้นำเสนอการศึกษาและประเมินศักยภาพเชิงพื้นที่ของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดติดตั้งบนหลังคา กรณีศึกษา เขตพื้นที่จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาเกี่ยวกับระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ชนิดติดตั้งบนหลังคา ข้อกำหนดและข้อจำกัดต่าง ๆ นำมาใช้เป็นเกณฑ์ในการคัดเลือกเพื่อใช้ในการประเมินพื้นที่ที่สามารถติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์บนหลังคาและประเมินพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้จากพื้นที่ดังกล่าว จากการรวบรวมข้อมูลมีจำนวนอาคารรวม 216 อาคาร และใช้ข้อจำกัดด้านวิศวกรรมในการคัดเลือกพื้นที่หลังคาอาคาร มีอาคารจำนวน 87 อาคารที่ผ่านการคัดเลือก จากการคำนวณพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้และการใช้โปรแกรมวิเคราะห์ จากการศึกษาสามารถสรุปได้ว่าพื้นที่หลังคาอาคารที่เหมาะสมสำหรับการติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์มีทั้งหมดประมาณ 113,897 ตารางเมตร และโดยเมื่อประเมินพื้นที่สำหรับการติดตั้งจริงโดยคำนึงถึงสิ่งกีดขวาง เช่น ระบบปรับอากาศขนาดใหญ่ เป็นต้น และการจัดวางแผงและระบบทำให้มีพื้นที่ที่สามารถติดตั้งได้จริงเพียงร้อยละ 40 มีความสามารถในการติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ได้สูงสุดจำนวน 23,076 แผง หรือคิดเป็นพื้นที่ 46,590.44 ตารางเมตร โดยมีพลังงานไฟฟ้าที่ประเมินว่าจะผลิตได้ทั้งหมด 13,473.03 MWh/year ทั้งนี้พลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้คิดเป็นสัดส่วนการทดแทนการใช้พลังงานได้ร้อยละ 26.49 ของการใช้ไฟฟ้าทั้งหมดในมหาวิทยาลัย คิดเป็นค่าไฟประมาณปีละ 66,556,768.2 บาท

Optimal Sizing Of Battery Energy Storage System With Rooftop Pv Generation System, Chawin Prapanukool

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

With a significant growth of the rooftop photovoltaic systems (PVs) under the behind-the-meter scheme (BTMS), the battery energy storage systems (BESS) have been developed to enhance the performance of rooftop PVs in many aspects, especially the electricity charge savings. The BTMS can be typically classified into three schemes of self-consumption scheme, net-metering scheme, and net-billing scheme. Other than these schemes, the solar power purchase agreement (SPPA) has been developed to be one the most attractive business models. The SPPA is the scheme where the investors propose to directly sell an electricity from rooftop PVs with BESS to the customers without …

Load Security Region Determination With Second Order Cone Programming Relaxation, Pongsakorn Sukheeboon

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Thailand's electricity peak demand is increasing continuously. When load demand increases, power generation will increase to respond to the load. However, load demand cannot increase beyond power system constraints which include voltage magnitude limit, generation limit, and transmission line limit. This work determines the load security region which is the feasible region of the power system. The load security region is a set of power system solution which does not violate the power system constraints. The load security region is considered by using a tracing algorithm. This method consists of predictor process and corrector process. The corrector process is an …

Improving Grid Hosting Capacity And Inertia Response With High Penetration Of Renewable Generation, Hamidreza Sadeghian

Theses and Dissertations

To achieve a more sustainable supply of electricity, utilizing renewable energy resources is a promising solution. However, the inclusion of intermittent renewable energy resources in electric power systems, if not appropriately managed and controlled, will raise a new set of technical challenges in both voltage and frequency control and jeopardizes the reliability and stability of the power system, as one of the most critical infrastructures in the today’s world. This dissertation aims to answer how to achieve high penetration of renewable generations in the entire power system without jeopardizing its security and reliability. First, we tackle the data insufficiency in …

Carbon-Based Interlayers In Perovskite Solar Cells, Aleksandr P. Litvin, Xiaoyu Zhang, Kevin Berwick, Anatoly V. Fedorov, Weitao Zheng, Alexander V. Baranov

Articles

Perovskites are solution-processed, high-performance semiconductors of interest in low-cost photovoltaics. The interfaces between the perovskite photoactive layers and the top and bottom contacts are crucial for efficient charge transport and minimizing trapping. Control of the collection of charge carriers at these interfaces is decisive to device performance. Here, we review recent progress in the realization of efficient perovskite solar cells using cheap, easily processed, stable, carbon-based interlayers. Interface materials including graphene, carbon nanotubes, fullerenes, graphene quantum dots and carbon dots are introduced and their influence on device performance is discussed.

An Intelligent Controlling Method For Battery Lifetime Increment Using State Of Charge Estimation In Pv-Battery Hybrid System, Md Ohirul Qays, Yonis Buswig, Hazrul Basri, Md Liton Hussain, Ahmed Abu-Siada, Md Momtazur Rahman, S. M. Muyeen

Research outputs 2014 to 2021

In a photovoltaic (PV)-battery integrated system, the battery undergoes frequent charging and discharging cycles that reduces its operational life and affects its performance considerably. As such, an intelligent power control approach for a PV-battery standalone system is proposed in this paper to improve the reliability of the battery along its operational life. The proposed control strategy works in two regulatory modes: maximum power point tracking (MPPT) mode and battery management system (BMS) mode. The novel controller tracks and harvests the maximum available power from the solar cells under different atmospheric conditions via MPPT scheme. On the other hand, the state …

Establishment Of Cyber-Physical Correlation And Verification Based On Attack Scenarios In Power Substations, Koji Yamashita

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Insurance businesses for the cyberworld are an evolving opportunity. However, a quantitative model in today's security technologies may not be established. Besides, a generalized methodology to assess the systematic risks remains underdeveloped. There has been a technical challenge to capture intrusion risks of the cyber-physical system, including estimating the impact of the potential cascaded events initiated by the hacker's malicious actions.

This dissertation attempts to integrate both modeling aspects: 1) steady-state probabilities for the Internet protocol-based substation switching attack events based on hypothetical cyberattacks, 2) potential electricity losses. The phenomenon of sequential attacks can be characterized using a time-domain simulation …

The Potentials Of Faecal Sludge Treatment Using Local Conditioners In Tanzania: A Review, Doglas Benjamin1

Tanzania Journal of Engineering and Technology (TJET)

Worldwide, every day human beings generate millions of tons of Faecal Sludge (FS), which is rich in water, nutrients, energy, and organic compounds. Yet FS is not being managed in a way that permits us to derive value from its reuse, while at the same time, millions of farmers struggle with depleted soils and lack of water. In most of the developing countries, energy for cooking is mainly derived from cutting of trees, either as wood or charcoal. Resource recovery and reuse from FS can create livelihoods, enhance food security, support green economies, reduce waste and contribute to cost recovery …

Morphology Controlled Preparations And Electrochemical Properties Of Znco2O4 Electrode Materials For Supercapacitors, Yue-Shen Zhou, Meng Li, Shuang Wu, Zhao-Lei Li, Yan-Min Gao

Journal of Electrochemistry

In this work, hydrothermal reaction and high temperature were used to grow ZnCo₂O₄ active materials on Ni foam. The crystal stuctures and surface morphlogies of four samples were investigated by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM) and transmission electron microscopy (TEM). The electrochemical performances were characterized by cyclic voltammetry (CV), galvanostatic charge/discharge (GCD) testing and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) on an electrochemical station. It can be seen that active materials tended to form denser stuctures with an increasing amount of NH₄F in the solution system and four different morphologies of ZnCo_{2 …}

Polyaniline Coated Hollow Sulfur Prepared Using Sublimate 2,4,6-Tri(Propan-2-Yl)-1,3,5-Trioxane As Template For Sulfur Electrode, Zhang-Feng Li, Xiao-Rui Wang, Wen-Sheng Tian, Jin-Ze Yang, Ping Zhang, Li-Ping Ma, Yang Chen, Xiao-Li Cui, Zhi-Yu Jiang

Journal of Electrochemistry

An advance method for preparing polyaniline-coated hollow sulfur material using sublimate material ADD(2,4,6-tri(propan-2-yl)-1,3,5-trioxane) as a template was developed for lithium-sulfur battery. At first, the smashed ADD particles were coated by a sulfur layer through the reaction of Na₂S₂O₃ with diluted HCl. Then polyaniline layer was coated again on the surface of sulfur layer through the reaction of aniline with (NH₄)₂S₂O₈. After being dried at 60 ^oC for 12 h, the ADD in such a composite evaporated totally, and resulted in the formation of polyaniline-coated hollow sulfur …

Study On Electro-Sorption Of Heavy Metals And Sulfamethoxazole On Activated Carbon Fibers, Wen-Jun Zhao, Bing-Xin Jia, Ya-Nan Zhang, Jiu-Nian Guan, Jiao Qu, Ying Lu

Journal of Electrochemistry

To study the optimal removal condition, adsorption mechanism and comparative analysis of the three typical cationic pollutants, i.e., Zn(II), anionic pollutant Cr(VI) and molecular pollutant sulfamethoxazole (SMX), using self-made upflowed electro-sorption device for adsorptions of above three pollutants by modified activated carbon fiber were researched. The activated carbon fiber (ACF) was modified by hydrochloric acid. The ACF morphology and structure before and after modification were characterized by SEM, BET and FTIR. The characterization results show that the modified ACF had fewer surface impurities than the modified surface and the gully is more obvious, the specific surface area was increased by …

Transient Electrochemical Surface-Enhanced Raman Spectroscopic Study In Electrochemical Reduction Of P-Nitrothiophenol, Yun Ling, Jing Tang, Guo-Kun Liu, Cheng Zong

Journal of Electrochemistry

P-nitrothiophenol (PNTP) is one of the most common probe molecules studied by surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS). The research in electrochemical reduction behavior of PNTP will help understanding the mechanism for the nitrobenzene reduction. In this paper, we used transient electrochemical surface-enhanced Raman spectroscopy (TEC-SERS) to study the SERS of PNTP with cyclic voltammetry and chronoamperometry on gold electrodes. The results show that the TEC-SERS provide a time resolution that equals the transient electrochemical methods, and we concluded that the reaction was so quick that we did not observe the spectral information of intermediate species described in the literatures with a …

Electrochemical Properties Of Sulfur In Different Carbon Support Materials, Bo Zhang, Jia Liu, Xiao-Chen Liu, De-Jun Li

Journal of Electrochemistry

In order to investigate the effect of carbon structure on electrochemical performance of sulfur/carbon composite in lithium-sulfur battery, in this paper, sublimation sulfur was incorporated into three types of carbon materials, namely, graphene, carbon black and porous carbon. The three sulfur/carbon composites were characterized by scanning electron microscopy (SEM), Brunauer-Emmett-Teller (BET), and X-ray diffraction (XRD) techniques, and their electrochemical performances were also studied. The results showed that the sulfur/porous carbon composite offered an initial discharge capacity of 1623.2 mA·h·g^-1 and remained 845 mA·h·g^-1 after 100 cycles. Compared with graphene and carbon black, the mesopores and micropores in porous …

Electrochemical Sensor Based On Magnetic Electrode Modified With Magnetic Molecularly Imprinted Nanoparticles Immobilized Hemoglobin For Determination Of Hydrogen Peroxide, Yang Yuan, Jia-Xin Wang, Yu-Hua Cao

Journal of Electrochemistry

In this work, the surface-imprinted technique was used to prepare magnetic hemoglobin (Hb) imprinted nanoparticles, using Fe₃O₄@SiO₂ NPs as the carrier, Hb as the template molecule, and tetraethyl orthosilicate (TEOS) as the imprinted polymer monomer. The nanoparticles had a core-shell structure, with magnetic Fe₃O₄ NPs as the core and Hb imprinted polymers as the shell. Therefore, Hb could be concentrated and fixed on the surface of the magnetic imprinted nanoparticles (MMIPs NPs). Furthermore, MMIPs NPs were immobilized with chitosan (CS) on the surface of a magnetic electrode to constitute Hb enzyme-like biosensor …

Zif-67-Derived Ag/Co-Embedded N-Enriched Mesoporous Carbon For Oxygen Reduction Reaction, Zheng-Ling Di, Jing Zhu, Lei Dai, Wei Meng, Yue-Hua Li, Zhang-Xing He, Ling Wang

Journal of Electrochemistry

Nitrogen-doped porous carbon materials are considered as one of the most promising catalysts for oxygen reduction reaction (ORR). Herein, in order to further improve the activity of the nitrogen-doped porous carbon, Ag/Co bimetal is embedded into nitrogendoped porous carbon to form Ag/Co-embedded nitrogen-doped porous carbon material (AgCo@NC). The AgCo@NC was derived by the wet impregnation of Ag+ into ZIF-67 precursor, followed by chemical reduction and a subsequent pyrolysis process under Ar atmosphere at different temperatures (500 ℃, 600 ℃, 700 ℃). The morphologic characterization shows that the Ag/Co nanoparticles were successfully embedded in the mesoporous carbon framework with abundant nitrogen …

Ionic Liquid Assisted Synthesis Of Porous Carbons From Rice Husk For Supercapacitors, Han-Fang Zhang, Feng Wei, Jian Sun, Meng-Ying Jing, Xiao-Jun He

Journal of Electrochemistry

It is still a challenge to prepare carbon materials with high specific surface area at low cost from renewable resources. Herein, the authors report an efficient approach to synthesize porous carbons (PCs) from rice husk with ionic liquid (1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate (BMIMPF₆)) as a template and an activation agent. The as-made PCs featured the high specific surface area up to 1438 m²·g^-1. As electrodes for supercapacitors, PCs showed a high specific capacitance of 256 F·g^-1 at 0.05 A·g^-1 in 6 mol·L^-1 KOH aqueous electrolyte and a good rate performance of 211 F·g …

2019 Fall Engr333 Project Final Report, Megan Black, Evan Block, Jacob Deysher, Zach Erickson, Peter Atma, John Macy, Paul Steenwyk, Justin Skaggs, Justin Eekhoff, Adam Marquardt, Alan Samdel, Nathan Van Wyhe, Zach Ashenfelter, Brett Ermer, Clayton Lockwood, Ryan Schierbeek, Andrew Zerull, Matthew Buist, Hannah Chilkiewicz, Nathan Hall, Holly Straup, Ivy Chipinda, Andrew Huston, Peter Oh, Tony Vander Ploeg, Josh Hallenbeck, Cameron Ilbrink, Bridget Pertzsch, Lillie Spackman, Zuber Abdella, Michael Merz, Nathan Schuten, Abigail Willson, William Benneh, Marcus Gelder, Steven Vanast, Tyler Johnson, Christopher Pappageorge, Trevor Sando

ENGR 333

Today, many institutions and individuals see energy efficiency as an important issue; reducing energy consumption is thought to decrease demand for fossil fuels and consumes energy more sustainably. However, while more efficient devices can save users both energy and money, they do not always result in less energy use as a society. This discrepancy between expected and actual energy savings is called the rebound effect. This can be a result of several factors: increased use of the device drawing more energy, manufacturers using more energy to create the new device, or money saved by the users being respent in the …

2019 Fall Engr333 Poster, Megan Black, Evan Block, Jacob Deysher, Zach Erickson, Peter Atma, John Macy, Paul Steenwyk, Justin Skaggs, Justin Eekhoff, Adam Marquardt, Alan Samdel, Nathan Van Wyhe, Zach Ashenfelter, Brett Ermer, Clayton Lockwood, Ryan Schierbeek, Andrew Zerull, Matthew Buist, Hannah Chilkiewicz, Nathan Hall, Holly Straup, Ivy Chipinda, Andrew Huston, Peter Oh, Tony Vander Ploeg, Josh Hallenbeck, Cameron Ilbrink, Bridget Pertzsch, Lillie Spackman, Zuber Abdella, Michael Merz, Nathan Schuten, Abigail Willson, William Benneh, Marcus Gelder, Steven Vanast, Tyler Johnson, Christopher Pappageorge, Trevor Sando

ENGR 333

Energy efficiency can be a worthy goal for institutions and individuals; reducing energy consumption decreases demand for fossil fuels and consumes energy more sustainably. However, more cost-effective devices can lead to behavioral changes that ultimately increase energy consumption, even though the devices themselves are more energy efficient: This called the rebound effect. Rebound occurs when less energy is saved than expected. This can be a result of several factors: increased use of the device drawing more energy, manufacturers using more energy to create the new device, or money saved by the users being re-spent in the economy. The combination of …

Optimal Allocation Of Energy Storage And Wind Generation In Power Distribution Systems, Carlos Mendoza

Department of Electrical and Computer Engineering: Dissertations, Theses, and Student Research

The advent of energy storage technologies applications for the electric power system gives new tools for planners to cope with the operation challenges that come from the integration of renewable generation in medium voltage networks. This work proposes and implements an optimization model for Battery Energy Storage System (BESS) and distributed generation allocation in radial distribution networks. The formulation aims to assist distribution system operators in the task of making decisions on energy storage investment, BESSs' operation, and distributed generation penetration's level to minimize electricity costs. The BESSs are required to participate in energy arbitrage and voltage control. In addition, …

2019 Fall Engr333 Seminar Presentation, Ivy Chipinda, Andrew Huston, Adam Marquardt, Lillie Spackman

ENGR 333

File for student presentation, given by students in the Fall 2019 class of ENGR333.

Load Flow Analysis Of 138/69kv Substation Using Electrical Transient & Analysis Program (Etap), Vanessa Abadia Gomez

Electrical Engineering Undergraduate Honors Theses

This paper examines the load flow analysis of a high-voltage substation using ETAP, and explores options for improving the voltage profile of the system. This study yields critical information about the system, such as the voltage drop at each feeder, the voltage at each bus, as well as real and reactive power losses at the different branches and feeders. In this power flow examination, the system’s performance is evaluated for different operating conditions, so that control measurements can be applied if necessary. The experimental results are used for proposing a plan of using fixed and switched shunt capacitor banks to …

Pv Mppt Water Pump Controller, Jacob R. Lamkin

Electrical Engineering

The intention of this project is to create a low cost way to extract the maximum useful power from a PV module to power a water pump. This approach will yield maximum financial and technical accessibility for end users. The project was successful in powering a water pump from a PV module as desired, and the microcontroller driven control circuitry was capable of finding and maintaining operation at the maximum power point of the PV module. Due to the low performance of the buck converter used in this project, this approach was not as efficient as desired and would require …

Demand-Side Load Management Using Single-Phase Residential Static Var Compensators, Muhammad Kamran Latif

Boise State University Theses and Dissertations

Distribution systems are going through a structural transformation from being radially-operated simple systems to becoming more complex networks to operate in the presence of the distributed energy resources (DERs) with significant levels of penetration. It is predicted that the share of electricity generation from DERs will keep increasing as the world is moving away from the power generation involving carbon-emission and towards cleaner energy sources such as solar, wind, and biofuels. However, the unstable behavior of the renewables resources presents challenges to the already existing distribution systems. One such problem is when the distribution feeder experience variable power supply due …

Critical Radius Of Insulation, Maria N. Ambrose, Samuel J. Sayre, Travis W. Martin, Matt T. Sterling

Mechanical Engineering

The critical radius of insulation is a counterintuitive concept within the study of heat transfer. The theory states that adding insulation to a cylindrical or spherical object will increase the rate of heat loss rather than decrease it, if the radius (thickness) of the insulation is at its “critical” value. The Critical Radius of Insulation Senior Project is designed to demonstrate this phenomenon to Heat Transfer students via a portable apparatus. The concept will be demonstrated with a cylindrical object which is heated by way of a separate voltage source. Thermocouples will display the temperature of the cylinder while insulation …

High Frequency Ltcc Based Planar Transformer, Adithya Venkatanarayanan

Graduate Theses and Dissertations

As we move towards high power and higher frequency related technology, conventional wire-wound magnetics have their own limitations which has led path to the development of planar based magnetic materials. Nowadays more planar magnetic technology has been employed because it is easier to fabricate them. The planar magnetic is a transformer or an inductor that replaces the wire-wound transformer or inductors which generally uses copper wires. One of the main reasons why we move to planar magnetic technology is its operation at higher frequency which provides higher power density. This study explains in detail about the design and fabrication of …

Design And Optimization Of A High Power Density Silicon Carbide Traction Inverter, Tyler Adamson

Graduate Theses and Dissertations

This project was initiated with the goal of demonstrating a 3-phase silicon carbide based 150-kW 25 kW/L DC-AC power conversion unit capable of operation with coolant temperatures up to 90°C. The project goals were met and exceeded by first analyzing the established inverter topologies to find which one would yield the highest power density while still meeting electrical performance needs in the 150-kW range. Following topology selection, the smallest silicon carbide power module that met the electrical requirements of the system was found through experimental testing and simulation. After a power module selection was finalized, a DC link capacitor bank …

Performance Enhancement And Characterization Of An Electromagnetic Railgun, Paul M. Gilles

Master's Theses

Collision with orbital debris poses a serious threat to spacecraft and astronauts. Hypervelocity impacts resulting from collisions mean that objects with a mass less than 1g can cause mission-ending damage to spacecraft. A means of shielding spacecraft against collisions is necessary. A means of testing candidate shielding methods for their efficacy in mitigating hypervelocity impacts is therefore also necessary. Cal Poly’s Electromagnetic Railgun was designed with the goal of creating a laboratory system capable of simulating hypervelocity (≥ 3 km/s) impacts. Due to several factors, the system was not previously capable of high-velocity (≥ 1 km/s) tests. A deficient projectile …