Power and Energy Commons^™

ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของเครื่องปรับอากาศแบบแยกส่วนเมื่อเปลี่ยนสารทำความเย็น Hcfc-22 เป็น Hfc-32, พรรณิภา เจียมศิริโรจน์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาประสิทธิภาพการใช้พลังงานตามฤดูกาล (Cooling Seasonal Performance Factor: CSPF) ของเครื่องปรับอากาศแบบแยกส่วน ที่ความเร็วรอบคอมเพรสเซอร์คงที่ เมื่อเปลี่ยนสารทำความเย็น HCFC-22 เป็น HFC-32 ที่ขนาดทำความเย็น 2,638 3,517 5,276 และ 7,034 วัตต์ จากผู้ผลิตเครื่องปรับอากาศที่เข้าร่วมโครงการ Thailand HPMP Stage I ทั้ง 11 ผู้ผลิต การวิเคราะห์เปรียบเทียบอ้างอิงตามมาตรฐาน ISO 16358-1 โดยใช้ชุดอุณหภูมิ (Outdoor Bin Temperature) ของประเทศไทย โดยกำหนดให้ภาระการทำความเย็น (Cooling Load) ขึ้นกับอุณหภูมิภายนอกเพียงอย่างเดียว พบว่าเครื่องปรับอากาศที่ใช้สารทำความเย็น HFC-32 มีค่า CSPF มากกว่า HCFC-22 ร้อยละ 4.99 การวิเคราะห์เปรียบเทียบ CSPF ของเครื่องปรับอากาศที่ใช้สารทำความเย็น HFC-32 โดยสมมตชั่วโมงการใช้งานต่อปี 3 กรณี ได้แก่ (1) กรณีใช้งาน 24 ชั่วโมงต่อวัน (2) กรณีใช้งาน 12 ชั่วโมง ในตอนกลางวัน (6.00-18.00 น.) และ (3) กรณีใช้งาน 12 ชั่วโมง ในตอนกลางคืน (18.00-6.00 น.) เทียบกับ CSPF ที่ใช้ช่วงอุณหภูมิตามค่าแนะนำ (Default) พบว่า CSPF ทั้ง 3 กรณี ต่ำกว่าค่า CSPF ที่ใช้ช่วงอุณหภูมิตามค่าแนะนำ เป็นผลมาจากการกระจายตัวของอุณหภูมิประเทศไทยส่วนใหญ่อยู่ในช่วงที่มีอุณหภูมิสูง (อุณหภูมิเฉลี่ยทั้ง 3 กรณี มีค่าสูงกว่า) ส่วนสุดท้ายเป็นการวิเคราะห์ผลประหยัด พบว่า หากมีการใช้งานเครื่องปรับอากาศที่ใช้สารทำความเย็น HFC-32 แทน HCFC-22 ซึ่งมีประสิทธิภาพดีกว่า กรณีใช้งาน 24 …

การประเมินทางเลือกของการลงทุนโรงไฟฟ้าขยะชุมชนขนาด 3 เมกะวัตต์ โดยวิธีการเรียลออปชั่น, พชรพร เพ็งอ้น

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อทำการวิเคราะห์ความยืดหยุ่นของปัจจัยที่มีผลต่อการลงทุนก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานขยะชุมชนและประเมินความเสี่ยงที่อาจจะเกิดขึ้นเมื่อมีปัจจัยต่างๆ เปลี่ยนแปลงไป ด้วยการวิเคราะห์ผลตอบแทนจากโครงการด้วยตัวชี้วัดทางการเงินร่วมกับการจำลองสถานการณ์มอนติ คาร์โล โดยทำการศึกษาการก่อสร้างโรงไฟฟ้าขยะขนาด 3 เมกกะวัตต์ ประกอบด้วยการลงทุนในโรงไฟฟ้าขยะเทคโนโลยีเตาเผาขยะมูลฝอย เทคโนโลยีแก๊สซิฟิเคชั่น และเทคโนโลยีการย่อยสลายแบบไร้อากาศและการผลิตขยะเชื้อเพลิง ซึ่งมีทางเลือก 10 ทางเลือก ผลการวิจัยพบว่า การลงทุนในโรงไฟฟ้าขยะเทคโนโลยีการย่อยสลายแบบไร้อากาศ (Anaerobic digestion) และการผลิตขยะเชื้อเพลิง (Refuse Derived Fuel) ขนาด 3 MW มีมูลค่าปัจจุบันสุทธิ (NPV) และอัตราผลตอบแทนภายในการลงทุน (IRR) สูงที่สุด เท่ากับ 120.59 ล้านบาท และ 10.24% ผลจากการวิเคราะห์ความอ่อนไหว พบว่า ปัจจัยที่มีผลต่อการลงทุนก่อสร้างโรงไฟฟ้าขยะชุมชนมากที่สุดคือ เงินลงทุนของแต่ละเทคโนโลยี รายได้จากการขายไฟฟ้าและรายได้จากค่ากำจัดขยะ ผลจากการจำลองสถานการณ์มอนติ คาร์โล เพื่อนำมาประเมินความเสี่ยงของโครงการและทำการวิเคราะห์หาความยืดหยุ่นของการลงทุน โดยใช้ค่าความน่าจะเป็นที่เกิดขึ้นมาเขียนเป็นแผนภูมิต้นไม้ สรุปได้ว่า ทางเลือกที่มีความยืดหยุ่นมากที่สุดคือ การลงทุนเทคโนโลยีการย่อยสลายแบบไร้อากาศ (Anaerobic digestion) และการผลิตขยะเชื้อเพลิง (Refuse Derived Fuel) ขนาด 4.5 MW มีความยืดหยุ่นเท่ากับ 366.16 ล้านบาท

ปัจจัยด้านอุณหภูมิภายนอกของประเทศไทยที่มีผลต่อค่าประสิทธิภาพพลังงานของเครื่องปรับอากาศแบบอินเวอร์เตอร์, พัชราพรรณ การะเกต

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์ศึกษาความแตกต่างของชุดอุณหภูมิเพื่อหาค่าประสิทธิภาพพลังงานตามฤดูกาลของเครื่องปรับอากาศแบบอินเวอร์เตอร์ (Cooling Seasonal performance factor, CSPF) ตามมาตรฐาน ISO 16358 – 1 : 2013 โดยกำหนดให้ภาระทำความเย็นของเครื่องปรับอากาศขึ้นกับสภาวะอากาศภายนอกอย่างเดียว ซึ่งวิเคราะห์ระหว่างชุดอุณหภูมิภายนอกตามค่าแนะนำกับชุดอุณหภูมิภายนอกตามสภาพภูมิอากาศของประเทศไทย การวิเคราะห์ค่า CSPF ของเครื่องปรับอากาศ ทั้งหมด 17 ยี่ห้อ 23 รุ่น ที่มีขนาดทำความเย็น 2,638 3,517 5,276 และ 7,034 วัตต์ โดยเปรียบเทียบ 2 กรณี กรณีที่ 1 ใช้ชุดอุณหภูมิ (outdoor bin temperature) จากค่าแนะนำ (default) และกรณีที่ 2 ใช้ชุดอุณหภูมิตามสภาพภูมิอากาศของประเทศไทย พบว่า ค่า CSPF ในกรณีที่ 1 มีค่า 4.51 4.12 4.12 และ 4.10 ตามลำดับ และ กรณีที่ 2 มีค่า 4.40 4.03 4.03 และ 4.00 ตามลำดับ ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบทั้ง 2 กรณี พบว่า ค่า CSPF ที่คำนวณโดยใช้ชุดอุณหภูมิของประเทศไทย มีค่าลดลงร้อยละ 2.28 เนื่องจากอุณหภูมิเฉลี่ยของประเทศไทยมีค่าสูงกว่าอุณหภูมิเฉลี่ยจากค่าแนะนำ นอกจากนี้ ได้วิเคราะห์ค่า CSPF โดยใช้ชุดอุณหภูมิภายนอกตามสภาพภูมิอากาศของประเทศไทย เมื่อปรับช่วงอุณหภูมิจาก 20 – 35 องศาเซลเซียส เป็น 20 – 40 องศาเซลเซียส เพื่อสะท้อนช่วงอุณหภูมิที่ใช้งานเครื่องปรับอากาศจริง ส่งผลให้ค่า CSPF มีค่าลดลงร้อยละ 0.59 ดังนั้นการวิเคราะห์ค่า CSPF โดยใช้ชุดอุณหภูมิภายนอกตามสภาพภูมิอากาศของประเทศไทยมีความจำเป็น เพื่อให้สะท้อนประสิทธิภาพพลังงานของเครื่องปรับอากาศแบบอินเวอร์เตอร์ที่เกิดขึ้นจริง

การศึกษาเปรียบเทียบการใช้ประโยชน์ชานอ้อยเพื่อการผลิตไฟฟ้ากับการผลิตเอทานอล, พิมพ์รัก เสนาจักร์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ชานอ้อยเป็นหนึ่งในผลพลอยได้ที่สำคัญของอุตสาหกรรมผลิตน้ำตาล ในแต่ละปีจะมีชานอ้อยเกิดขึ้นประมาณ 28 ล้านตัน จึงมีความพยายามที่จะสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับชานอ้อยเหล่านี้ เช่น นำไปผลิตเยื่อกระดาษ หรืออาหารสัตว์ เป็นต้น งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาเปรียบเทียบความคุ้มค่าต่อการลงทุนระหว่างโครงการผลิตไฟฟ้าและโครงการผลิตเอทานอลจากชานอ้อย ภายใต้ข้อกำหนดว่า ราคาขายเอทานอลอยู่ที่ 25 บาทต่อลิตร และ ไฟฟ้าซึ่งเป็นผลพลอยได้จากกระบวนการผลิตเอทานอลขายได้ในอัตราของนโยบายการรับซื้อไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนในรูปแบบ Feed-in-Tariff (FiT) ในขณะที่ไฟฟ้าที่ผลิตได้จากการกระบวนการเผาตรงขายได้ในอัตราการรับซื้อไฟฟ้าแบบ Time of Use Rate (TOU) และใช้อัตราคิดลดเท่ากับร้อยละ 8.25 ผลการวิเคราะห์พบว่า ในกรณีที่ใช้ปริมาณชานอ้อยเท่ากันคือ 1.4 ล้านตันต่อปี โครงการขยายโรงงานเพื่อผลิตเอทานอลจากชานอ้อย จะมีค่าอัตราผลตอบแทนภายใน (IRR) ร้อยละ 15.15 มูลค่าปัจจุบัน (NPV) 129.45 ล้าน USD ในขณะที่โครงการผลิตไฟฟ้าจากชานอ้อยด้วยวิธีเผาตรง จะมีค่าอัตราผลตอบแทนภายใน (IRR) ร้อยละ 18.39 มูลค่าปัจจุบัน (NPV) 62.23 ล้าน USD นอกจากนี้ เมื่อวิเคราะห์ความอ่อนไหวของโครงการพบว่า ปัจจัยที่ส่งผลกระทบต่อโครงการผลิตเอทานอลจากชานอ้อยมากที่สุดคือ ราคาขายเอทานอล และปัจจัยที่ส่งผลกระทบต่อโครงการโครงการผลิตไฟฟ้าจากชานอ้อยมากที่สุด คือ ราคารับซื้อไฟฟ้าของภาครัฐ ทั้งนี้ โครงการผลิตเอทานอลจะคุ้มทุนเมื่อราคาเอทานอลสูงกว่า 22.60 บาท และต้องก่อตั้งโรงงานที่มีกำลังการผลิตมากกว่า 410,000 ลิตรต่อวัน สำหรับโครงการผลิตไฟฟ้า หากรัฐบาลไม่มีการสนับสนุนและรับซื้อไฟฟ้าในอัตราเดียวกับที่การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทยขายส่ง จะทำให้โครงการผลิตไฟฟ้าจากชานอ้อยไม่คุ้มทุน ท้ายที่สุด เมื่อพิจารณาความเป็นไปได้ในการรวมสองเทคโนโลยีไว้ภายในโรงงานเดียวกันพบว่า ควรใช้ชานอ้อยเพื่อผลิตเอทานอลในสัดส่วนร้อยละ 75 ของปริมาณชานอ้อยทั้งหมด จึงจะคุ้มค่าต่อการลงทุน เนื่องจากการผลิตเอทานอลมีต้นทุนค่าเครื่องจักรที่สูง การผลิตในปริมาณน้อยจะไม่คุ้มทุน อีกทั้งหากผลิตไฟฟ้าในปริมาณมาก จะถูกบังคับให้ขายไฟฟ้าในราคารับซื้อที่ถูกลง ดังนั้นจึงควรใช้ชานอ้อยเพื่อผลิตเอทานอลในสัดส่วนที่มากกว่าการนำไปผลิตกระแสไฟฟ้า

การประเมินความต้องการทางเทคโนโลยีพลังงานในภาคการผลิตไฟฟ้าเพื่อบรรเทาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ, วิสรรค์ ศรีอนันต์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ทำการศึกษาความต้องการเทคโนโลยีพลังงานในภาคการผลิตไฟฟ้า เพื่อบรรเทาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ มีจุดประสงค์เพื่อจัดลำดับความสำคัญของเทคโนโลยี/ทางเลือก เพื่อนำไปจัดทำข้อเสนอแนะเชิงนโยบายเกี่ยวกับแนวทางการส่งเสริมสนับสนุนเทคโนโลยีพลังงานของภาคการผลิตไฟฟ้า ที่ช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก การศึกษานี้ใช้วิธีการวิเคราะห์ Multi-criteria Analysis (MCA) โดยให้ผู้เชี่ยวชาญในภาคการผลิตไฟฟ้า ทำการประเมินเพื่อให้คะแนนกับเทคโนโลยี/ทางเลือกพลังงาน ที่สามารถทำการประเมินได้ ซึ่งรายการเทคโนโลยี/ทางเลือก ถูกอ้างอิงจากเอกสารของ United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) และสำหรับเกณฑ์ที่ใช้ในการประเมินประกอบด้วย 2 เกณฑ์หลัก คือ เกณฑ์ด้านความพร้อม และ เกณฑ์ด้านผลกระทบ ผลการประเมินจากผู้เชี่ยวชาญ พบว่า เกณฑ์ด้านความพร้อมที่ทางผู้เชี่ยวชาญเล็งเห็นถึงความสำคัญมากสุด คือ ด้านการยอมรับจากสังคม ในด้านผลกระทบที่ทางผู้เชี่ยวชาญให้ความสำคัญ คือ ผลกระทบทางด้านสิ่งแวดล้อม: มลพิษทางอากาศ, มลพิษทางน้ำ, การปนเปื้อน ฯลฯ เป็นอันดับแรก และ ผลจัดอันดับเทคโนโลยีจากผู้เชี่ยวชาญพบว่า เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ เป็นอันดับแรก และลำดับที่ 2 คือ พลังงานไฟฟ้าร่วมโดยใช้แก๊สธรรมชาติแบบทั่วไป ที่ส่งผลกระทบสูงและมีความพร้อมสูง อีกทั้งเมื่อนำกลุ่มเทคโนโลยีที่ส่งผลกระทบสูงมาวิเคราะห์ช่องว่าง ประเด็นหลักที่สำคัญคือ ต้นทุนและผลประโยชน์ และ การสนับสนุนด้านการเงิน ที่ยังต้องได้รับการสนับสนุนเพิ่มเติมที่มากขึ้น ทั้งนี้จึงนำไปสู่ข้อเสนอแนะนโยบายควรให้มีองค์กรหรือสถาบันวิจัยอย่างเป็นรูปธรรม ทำการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีให้กับประเทศไทยโดนเฉพาะ อีกทั้งตั้งกองทุนการสนับสนุนเทคโนโลยี รวมไปถึงกฎหมายควบคุมต่างๆ เพื่อให้บรรลุเป้าหมายในการใช้เทคโนโลยีเพื่อลดการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจก

การใช้ประโยชน์เถ้ากะลาปาล์มเป็นสารเร่งปฏิกิริยาในการผลิตไบโอดีเซล, สุเชษฐ เทพอาษา

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาการใช้ประโยชน์เถ้ากะลาปาล์มเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันพืชใช้แล้ว โดยทำการทดลองที่หลากหลายสภาวะ อาทิ สัดส่วนโดยโมลเมทานอลต่อน้ำมันพืช ร้อยละโดยน้ำหนักของตัวเร่งปฏิกิริยา อุณหภูมิและเวลาที่ใช้ในการเผาเถ้ากะลาปาล์ม เป็นต้น โดยที่ทุกการทดลองใช้น้ำมันพืชปริมาณ 200 กรัม ทำปฏิกิริยาที่ 65 OC เป็นเวลา 1 ชั่วโมง ผลการศึกษาพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่ได้จากการเผาเถ้ากะลาปาล์มที่ 900 OC เป็นเวลา 4 ชั่วโมง ให้ผลผลิตและคุณภาพไบโอดีเซลสูงกว่าการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ได้จากการเผาเถ้ากะลาปาล์มที่ 800 OC เป็นเวลา 4 ชั่วโมง นอกจากนี้ยังพบว่าสภาวะการผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันพืชใช้แล้วสำหรับการศึกษานี้ คือ การผลิตไบโอดีเซลโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ได้จากการเผาเถ้ากะลาปาล์มที่ 900 OC เป็นเวลา 4 ชั่วโมง ปริมาณร้อยละ 1 โดยน้ำหนักน้ำมันพืชที่ใช้ตั้งต้น เติมเมทานอล 3 เท่าโดยโมลน้ำมันพืช ทำปฏิกิริยาที่ 65 OC เป็นเวลา 1 ชั่วโมง ทั้งนี้พบว่าไบโอดีเซลที่ผลิต ณ สภาวะเหมาะสมนี้ จะให้ผลผลิตไบโอดีเซลสูงถึง 85.6% และมีคุณภาพอยู่ในเกณฑ์มาตรฐานกำหนดโดยกระทรวงพลังงานของประเทศไทย

Smart Home Energy Management: An Analysis Of A Novel Dynamic Pricing And Demand Response Aware Control Algorithm For Households With Distributed Renewable Energy Generation And Storage, Jamal Abushnaf

Theses: Doctorates and Masters

Home energy management systems (HEMS) technology can provide a smart and efficient way of optimising energy usage in residential buildings. One of the main goals of the Smart Grid is to achieve Demand Response (DR) by increasing end users’ participation in decision making and increasing the level of awareness that will lead them to manage their energy consumption in an efficient way. This research presents an intelligent HEMS algorithm that manages and controls a range of household appliances with different demand response (DR) limits in an automated way without requiring consumer intervention. In addition, a novel Multiple Users and Load …

Consensus Based Distributed Control In Micro-Grid Clusters, Syed Ahmed Fuad

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

With the increasing trend of utilizing renewable energy generators such as photovoltaic (PV) cells and wind turbines, power systems are transforming from a centralized power grid structure to a cluster of smart micro-grids with more autonomous power sharing capabilities. Even though the decentralized control of power systems is a reliable and cost effective solution, due to the inherent heterogeneous nature of micro-grids, optimal and efficient power sharing among distributed generators (DG’s) is a major issue which calls for advanced control techniques for voltage stabilization of the entire micro-grid cluster. The proposed consensus based algorithm in this thesis is a solution …

Second-Life Battery Electrochemical Impedance Spectroscopy Modeling And Application To A Residential System, Busra Ovali

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

This study presents the modeling of a used hybrid electric vehicle battery (also called second life battery), and its design and simulation for a standalone residential photovoltaic system. For this purpose, the battery was tested through capacity and electrochemical impedance spectroscopy tests (EIS). These tests were done with variable temperatures (0ºC, 15ºC and 30ºC), and results were used to fit an equivalent impedance circuit. This model was used to incorporate a second life battery to a PV system, which was simulated by using daily irradiance and load data for Tucson (AZ) under most various month (May).

Model-Based Control Of Hybrid Electric Powertrains Integrated With Low Temperature Combustion Engines, Ali Soloukmofrad

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Powertrain electrification including hybridizing advanced combustion engines is a viable cost-effective solution to improve fuel economy of vehicles. This will provide opportunity for narrow-range high-efficiency combustion regimes to be able to operate and consequently improve vehicle’s fuel conversion efficiency, compared to conventional hybrid electric vehicles (HEV)s. Low temperature combustion (LTC) engines offer the highest peak brake thermal efficiency reported in literature, but these engines have narrow operating range. In addition, LTC engines have ultra-low soot and nitrogen oxides (NOx) emissions, compared to conventional compression ignition and spark ignition (SI) engines. This dissertation concentrates on integrating the LTC engines (i) in …

Nuclear Power: Black Sky Liability Or Black Sky Asset?, Sherrell R. Greene

International Journal of Nuclear Security

Ready access to abundant electricity is a key enabler of modern life. During the past decade the vulnerability of Critical Infrastructure sectors in the U.S. to a variety of natural hazards and man-made threats has become increasingly apparent. The electrical infrastructure (the “Grid”) is the foundation for all other critical civil infrastructures upon which our society depends. Therefore, protection of the Grid is an energy security, homeland security, and national security issue of highest importance. Geomagnetic disturbances (GMD) induced by solar coronal mass ejections (CMEs), electromagnetic pulse (EMP) attacks, and cyber attacks are three events having the potential to plunge …

A Study On The Oxidation Of Hydrogen Peroxide At Au(111) And Au(100) Electrodes, Yong-Li Zheng, Jie Wei, Yan-Xia Chen

Journal of Electrochemistry

The oxidation reactions of hydrogen peroxide (H₂O₂) at Au(111) and Au(100) electrodes in 0.1 mol·L^-1 HClO₄ were investigated by using rotating disk electrode system. It was found that H₂O₂ could be readily oxidized to O₂ at both Au(100) and Au(111) surfaces with the onset potential close to its equilibrium potential. In contrast, the onset overpotential for H₂O₂ reduction was above 0.4 V, while the onset overpotential for H₂O₂ oxidation at Au(100) was ca. 0.1 V more negative than that at Au(111), this is probably …

Lithium-Sulfur (Selenium) Batteries: Interface Issues And Solving Strategies, Nian-Wu Li, Ya-Xia Yin, Yu-Guo Guo

Journal of Electrochemistry

The stable interface is still a challenge for lithium-sulfur (selenium) batteries because of the low conductivity of sulfur (selenium), dissolution of polysulfide (polyselenide), volume expansion of sulfur (selenium), and lithium dendrite growth. This review describers some recent developments in lithium-sulfur (selenium) batteries and highlights our efforts in this field. The possible strategies for building stable interface in the lithium-sulfur (selenium) batteries including nano-restriction effect, chemical bonding, interface adsorption, surface coating, electrolyte optimization, and Lithium anode treatment have been discussed.

Stm Investigation Of Oxygen Reduction Reaction On Solid Interface In Fuel Cell, Zhen-Feng Cai, Bing Sun, Wen-Jie Jiang, Ting Chen, Dong Wang, Li-Jun Wan

Journal of Electrochemistry

An electrocatalyst for oxygen reduction reaction (ORR) is an important component for fuel cells. An investigation at interfacial electrochemical reactions toward ORR at a molecular scale benefits mechanistic understanding as well as rational design of catalysts. Scanning tunneling microscopy (STM) has been proven to be a powerful tool to monitor chemical reactions and to provide in-situ information about the interfacial electrochemical reactions at a molecular level. This review summarizes the recent STM studies in monitoring the interface processes such as morphological changes, molecular changes, reaction intermediates, and oxidation products. The prospects of future development in this field are outlined.

Chitosan/Nonahydrate Gel Derived Fe-N-Doped Porous Carbon Sheet As High-Efficient Orr Electrocatalyst, Fan-Lu Meng, Xin-Bo Zhang, Jun-Min Yan

Journal of Electrochemistry

The chitosan/nonahydrate gel was used as a precursor to realize the uniform mixture of N-polymer and metal salt. After lyophilization treatment, the gel went through heat treatment and acid etch. Accordingly, the Fe-N-doped porous carbon sheet with homogenous composition and microstructure was prepared. Compared with the commercial Pt/C catalyst, the Fe-N-doped porous carbon sheet exhibited more positive onset potential and half-wave potential, higher current density, and especially, excellent durability. The power density of 318 mW·cm^-2 was obtained in alkaline fuel cell with the Fe-N-doped porous carbon sheet as a cathode catalyst, which is higher than 267 mW·cm^-2 with …

Synthesis Of Ultrathin Co3O4 Nanoflakes Film Material For Electrochemical Sensing, Hui-Juan Wang

Journal of Electrochemistry

Ultrathin cobalt oxide (Co₃O₄) nanoflakes film material was synthesized by using an electro-deposited cobalt layer as a raw material through a simple oxidation method and followed by a heat treatment at 350 ^oC. The physical characterizations of the Co₃O₄ nanoflakes film were performed by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) technologies, and the electrochemical activity was measured by cyclic voltammetry (CV). As a promising material for electrochemical sensing, the as-synthesized ultrathin Co₃O₄ nanoflakes film material exhibited excellent electrochemical activity for H₂O …

Syntheses Of Ag@Pd@Pt Nanoparticles With Tunable Shell Thickness For Electrochemical Oxidation Of Formic Acid, Xiao-Dong Lin, Du-Hong Chen, Zhong-Qun Tian

Journal of Electrochemistry

In an effort to lower cost of a catalyst, the silver (Ag) core with palladium (Pd) layer then platinum (Pt) island (Ag@Pd@Pt) nanoparticles were synthesized and the electrocatalytic activity of Ag@Pd@Pt nanoparticles on formic acid was compared with that of Au@Pd@Pt nanoparticles reported previously. The results showed that the existence of a small amount of Pt could significantly improve the activity of the catalyst. When the surface coverage of Pt approached 0.5 monolayers, the activity of Ag@Pd@Pt nanoparticles reached the maximum. Though the onset potential of the electro-oxidation was slightly more positive (about 50 mV), the overall electrocatalytic activity of …

Intrinsic Interfacial Property Between High-Voltage Lini0.5Mn1.5O4 Cathode And Electrolyte, Li Li, Jing-Jing Xu, Shao-Jie Han, Wei Lu, Li-Wei Chen

Journal of Electrochemistry

To obtain high energy density, developing high-voltage cathode materials is an effective approach. The cathode/electrolyte interface stability is the key factor for the cycle performance and safety performance of high-voltage lithium ion batteries. It is, therefore, of significant importance to study the stability of cathode/electrolyte interface. However, many reports have shown that at the cathode/electrolyte interface the cathodes were prepared by coating the mixture of active materials with a conductive additive and a binder on an Al current collector. The introduction of additives will interfere the surface morphology and component analyses, resulting in difficulty to acquire the intrinsic information at …

Lithium Plating Identification From Degradation Behaviors Of Lithium-Ion Cells, Jian-Bo Zhang, Lai-Suo Su, Xin-Yu Li, Hao Ge, Ya-Kun Zhang, Zhe Li

Journal of Electrochemistry

Lithium plating has huge impact on the lifetime and safety of lithium-ion cells. It is, therefore, necessary to identify lithium plating. In this study, the accelerated stress tests of lithium-ion cells were conducted under different conditions with multi-stress loads. Based on the different effects of the two major aging mechanisms, namely, SEI (Solid Electrolyte Interface) layer growth and lithium plating, on the degradation behaviors, two lithium plating identification methods of resistance-capacity plot and Arrhenius plot were employed. The experimental results revealed that the two identification methods are highly consistent with each other. Furthermore, the origins of capacity loss were distinguished …

Fault Discrimination Algorithm For Busbar Differential Protection Relaying Using Partial Operating Current Characteristics, Monir Hossain

LSU New Orleans Theses and Dissertations

Differential protection is the unit protection system which is applied to protect a particular unit of power systems. Unit is known as zone in protection terminology which is equivalent to simple electrical node. In recent time, low impedance current differential protection schemes based on percentage restrained characteristics are widely used in power systems to protect busbar systems. The main application issue of these schemes is mis-operation due to current transformer (CT) saturation during close-in external faults. Researchers have suggested various solution of this problem; however, individually they are not sufficient to puzzle out all mis-operational scenarios. This thesis presents a …

Optimal Dg Placement: A Multimethod Analysis, Saiful A. Ratul

LSU New Orleans Theses and Dissertations

With Power System being restructured in the vision of Smart Grid, it is important now more than ever to find suitable locations to place Distributed Generators (DG). Distributed generators, which may be renewable, are not limited to specific locations as in the case of conventional generators. Several papers have been published that make suggestions on where the optimal location of DG should be in a system. Objectives ranging from loss minimization to total cost minimization have been the factor for such studies. In this study, a new method is introduced that hopes to improve a current system in three ways …

Selective Resistive Sintering: A Novel Additive Manufacturing Process, Austin Bryan Van Horn

Graduate Theses and Dissertations

Selective laser sintering (SLS) is one of the most popular 3D printing methods that uses a laser to pattern energy and selectively sinter powder particles to build 3D geometries. However, this printing method is plagued by slow printing speeds, high power consumption, difficulty to scale, and high overhead expense. In this research, a new 3D printing method is proposed to overcome these limitations of SLS. Instead of using a laser to pattern energy, this new method, termed selective resistive sintering (SRS), uses an array of microheaters to pattern heat for selectively sintering materials. Using microheaters offers significant power savings, significantly …

Photovoltaic Cooking In The Developing World, Tyler Watkins, Christopher O'Day, Omar Arriaga

Mechanical Engineering

The challenge of clean cooking is faced by hundreds of millions of people worldwide. We present a cooking technology consisting of a solar panel directly connected to an electric heater in a well-insulated chamber. Assuming continued decrease in solar panel prices, we anticipate that in a few decades Solar Electric Cooking technologies will be the most common cooking technology for the poor. Appropriate use of insulation reduces the power demand making low-power Insulated Solar Electric Cooking systems already cost competitive.

Power Distribution:Protection Analysis, Avneet S. Samra

Electrical Engineering

The objective of this project is to build a radial distribution system that operates on a lower voltage. The system consists of a transmission line protected by a SEL-351 Relay, a three- phase transformer protected by a SEL-587 Relay, and a three-phase induction motor protected by a Cooper Form 6 Controller. The SEL-351, SEL-587, and the Cooper Form 6 Controller are microprocessor-based relays that are used to provide protection under faulted conditions. When a fault is detected in the system, the closest upstream relay sends a trip signal to its assigned local breaker. The SEL-351 provides overcurrent protection for the …

Designing A Power Distribution System For The Arce 257 Revit Structural Model, Reid Wilhelm

Electrical Engineering

The construction industry needs engineers. Mechanical, electrical, and plumbing engineers, better known as MEPs, comprise a large number of employees who design and assist in the building of commercial structures. In particular, electrical engineers design power distribution systems for these buildings, including the power, lighting, low voltage, and fire protection subsystems.

Here at Cal Poly, architectural engineers enrolled in ARCE 257 create authentic structural plans for a fictitious two-story structure. This senior project transforms these structural plans into an architectural model and creates a power distribution system for the entire building. This is done through a building information modeling (BIM) …

Optimal Sensing And Transmission In Energy Harvesting Sensor Networks, Xianwen Wu

Graduate Theses and Dissertations

Sensor networks equipped with energy harvesting (EH) devices have attracted great attentions recently. Compared with conventional sensor networks powered by batteries, the energy harvesting abilities of the sensor nodes make sustainable and environment-friendly sensor networks possible. However, the random, scarce and non-uniform energy supply features also necessitate a completely different approach to energy management.

A typical EH wireless sensor node consists of an EH module that converts ambient energy to electrical energy, which is stored in a rechargeable battery, and will be used to power the sensing and transmission operations of the sensor. Therefore, both sensing and transmission are subject …

Single Carrier Frequency Domain Equalization And Energy Efficiency Optimization For Mimo Cognitive Radio., Xiaohui Zhang

Electronic Theses and Dissertations

This dissertation studies two separate topics in wireless communication systems. One topic focuses on the Single Carrier Frequency Domain Equalization (SC-FDE), which is a promising technique to mitigate the multipath effect in the broadband wireless communication. Another topic targets on the energy efficiency optimization in a multiple input multiple output (MIMO) cognitive radio network. For SC-FDE, the conventional linear receivers suffer from the noise amplification in deep fading channel. To overcome this, a fractional spaced frequency domain (FSFD) receiver based on frequency domain oversampling (FDO) is proposed for SC-FDE to improve the performance of the linear receiver under deep fading …

Electric Smart Load Meter, Johnny Tran

Electrical Engineering

This project details the design of an electric meter that reads the signals of any device plugged into an outlet and displays cost readings that may potentially reduce power consumption. The sensor monitors whether a plugged in device continuously consumes power after completely charging up. For a charging device, the current remains constant until the device reaches 100% charge. Once the device becomes fully charged, the current discontinues for proper power usage. A unique aspect of the meter is that it displays cost per hour, day, and year. Displaying the cost per unit of time creates awareness for customers, potentially …

Development, Characterization, & Implementation Of Phase-Change Material Cold Plates For Hybrid-Electric Vehicle Battery Systems, Kevin Cwiok

Doctoral Dissertations and Master's Theses

Due to the regulations on internal combustion engine vehicles, there is a large demand of hybrid and electric vehicles with large battery packs as Energy Storage Systems (ESS) capable of long ranges and decreased emissions. These battery packs output large heat loads during charge-depletion mode and currently require active cooling to keep the batteries within operating conditions. The current systems relied onto achieve this are the air and liquid cooled thermal managements systems. A recent alternative approach to current cooling for ESS thermal management is the use of phase-change materials (PCMs). PCMs regulate the temperature of the ESS by leveraging …

Optimized Sizing And Placing Of Distributed Energy Resources (Ders) In An Island Microgrid Using Der-Cam, Bhuwan B. Bastola

Electrical and Computer Engineering ETDs

The electric grid at La Gomera, an island in the Canary archipelago, has been the subject of interest in optimized integration of Distributed Energy Resources (DERs) primarily because of high distribution losses and concerns about complying with emission regulations. Consequently, the utility that operates the island power system wishes to mitigate the problem with installation of renewable and distributed energy sources like PV and battery, which is the focus of this research.

Specifically, the focus of this thesis is to use Distributed Energy Resource - Customer Adoption Model (DER-CAM) to optimize the installation of PV and battery in terms of …