931 resultados para single stage power conversion
Resumo:
This paper provides a discussion on future direct current (DC) network development in terms of system protection under DC-side fault scenarios. The argument between appropriate DC circuit breaker and new DC fault-tolerant converters is discussed after a review on DC technology development and bottleneck issues that require proper solutions. The overcurrent/cost curve of power-electronic DC circuit breakers (CB) superimposed to voltage-source converter (VSC) systems is derived and compared with other possible fault-tolerant power conversion options. This in-advance planning of protection capability is essential for the future development of DC networks.
Resumo:
We present a single stage direct fs ablation results which show that it is possible to make high quality and high aspect ratio devices in a single stage process using a CAD optimised approach. © 2008 Optical Society of America.
Resumo:
The objective of this project is to design a new desalination system with energy efficiency approaching the theoretical thermodynamic limit—even at high recovery ratio. The system uses reverse osmosis (RO) and a batch principle of operation to overcome the problem of concentration factor which prevents continuous-flow RO systems from ever reaching this limit and thus achieving the minimum possible specific energy consumption, SEC. Batch operation comprises a cycle in three phases: pressurisation, purge, and refill. Energy recovery is inherent to the design. Unlike in closed-circuit desalination (CCD), no feedwater is added to the pressure circuit during the pressurisation phase. The batch configuration is compared to standard configurations such as continuous single-stage RO (with energy recovery) and CCD. Theoretical analysis has shown that the new system is able to use 33% less energy than CCD at a recovery ratio of 80%. A prototype has been constructed using readily available parts and tested with feedwater salinities and recovery ratios ranging from 2,000 to 5,000 ppm and 17.2–70.6%, respectively. Results compare very well against the standard configurations. For example, with feedwater containing 5,000 ppm NaCl and recovery ratio of 69%, a hydraulic SEC of 0.31 kWh/m3 was obtained—better than the minimum theoretically possible with a single-stage continuous flow system with energy recovery device.
Resumo:
Plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs) provide much promise in reducing greenhouse gas emissions and, thus, are a focal point of research and development. Existing on-board charging capacity is effective but requires the use of several power conversion devices and power converters, which reduce reliability and cost efficiency. This paper presents a novel three-phase switched reluctance (SR) motor drive with integrated charging functions (including internal combustion engine and grid charging). The electrical energy flow within the drivetrain is controlled by a power electronic converter with less power switching devices and magnetic devices. It allows the desired energy conversion between the engine generator, the battery, and the SR motor under different operation modes. Battery-charging techniques are developed to operate under both motor-driving mode and standstill-charging mode. During the magnetization mode, the machine's phase windings are energized by the dc-link voltage. The power converter and the machine phase windings are controlled with a three-phase relay to enable the use of the ac-dc rectifier. The power converter can work as a buck-boost-type or a buck-type dc-dc converter for charging the battery. Simulation results in MATLAB/Simulink and experiments on a 3-kW SR motor validate the effectiveness of the proposed technologies, which may have significant economic implications and improve the PHEVs' market acceptance.
Resumo:
This research aims at a study of the hybrid flow shop problem which has parallel batch-processing machines in one stage and discrete-processing machines in other stages to process jobs of arbitrary sizes. The objective is to minimize the makespan for a set of jobs. The problem is denoted as: FF: batch1,sj:Cmax. The problem is formulated as a mixed-integer linear program. The commercial solver, AMPL/CPLEX, is used to solve problem instances to their optimality. Experimental results show that AMPL/CPLEX requires considerable time to find the optimal solution for even a small size problem, i.e., a 6-job instance requires 2 hours in average. A bottleneck-first-decomposition heuristic (BFD) is proposed in this study to overcome the computational (time) problem encountered while using the commercial solver. The proposed BFD heuristic is inspired by the shifting bottleneck heuristic. It decomposes the entire problem into three sub-problems, and schedules the sub-problems one by one. The proposed BFD heuristic consists of four major steps: formulating sub-problems, prioritizing sub-problems, solving sub-problems and re-scheduling. For solving the sub-problems, two heuristic algorithms are proposed; one for scheduling a hybrid flow shop with discrete processing machines, and the other for scheduling parallel batching machines (single stage). Both consider job arrival and delivery times. An experiment design is conducted to evaluate the effectiveness of the proposed BFD, which is further evaluated against a set of common heuristics including a randomized greedy heuristic and five dispatching rules. The results show that the proposed BFD heuristic outperforms all these algorithms. To evaluate the quality of the heuristic solution, a procedure is developed to calculate a lower bound of makespan for the problem under study. The lower bound obtained is tighter than other bounds developed for related problems in literature. A meta-search approach based on the Genetic Algorithm concept is developed to evaluate the significance of further improving the solution obtained from the proposed BFD heuristic. The experiment indicates that it reduces the makespan by 1.93 % in average within a negligible time when problem size is less than 50 jobs.
Resumo:
The trioxsalen (Tri) is a low-dose drug used in the treatment of psoriasis and other skin diseases. The aim of the study was applying the thermal analysis and complementary techniques for characterization, evaluation of the trioxsalen stability and components of manipulated pharmaceutical formulations. The thermal behavior of the Tri by TG/DTG-DTA in dynamic atmosphere of synthetic air and nitrogen showed the same profile with a melting peak followed by a volatilization-related event. From the curves TG / DTG is observed a single stage of mass loss. By heating the drug in the stove at temperatures of 80, 240 and 260 °C, it had no change in chemical structure through the techniques of XRD, HPLC, MIR, OM and SEM. From the non-isothermal and isothermal TG kinetic studies was possible to calculate the activation energy and reaction order for the Tri. The drug showed good thermal stability. Studies on drug-excipient compatibility showed interaction of trissoralen with sodium lauryl sulfate 1:1. There was no interaction with aerosol, pregelatinized starch, sodium starch glycolate, cellulose, croscarmellose sodium, magnesium stearate, lactose and mannitol.The characterization of three trioxsalen formulations at concentrations of 2.5, 5, 7.5, 10, 12.5 and 15 mg was performed by DSC, TG / DTG, XRD, NIR and MIR. The PCA classification method based on spectral data from the NIR and MIR of trissoralen formulations allows successful differentiation into three groups. The formulation 3 was the one that best showed analytical profile with the following composition of aerosil excipients, pre-gelatinized starch and cellulose. The activation energy of the volatilization process of the drug was determined in binary mixtures and formulation 3 through fitting and isoconversional methods. The binary mixture with sodium starch glycolate and lactose showed differences in kinetic parameters compared to the drug isolated. The thermoanalytical techniques (DSC and TG / DTG) were shown to be promising methodologies for quantifying trioxsalen obtained by the linearity, selectivity, no use solvents, without sample preparation, speed and practicality.
Resumo:
In the development of wave energy converters, the mooring system is a key component for a safe station-keeping and an important factor in the cost of the wave energy production. Generally, when designing a mooring system for a wave energy converter, two important conditions must be considered: (i) that the mooring system must be strong enough to limit the drifting motions, even in extreme waves, tidal and wind conditions and (ii) it must be compliant enough so that the impact on wave energy production can be minimised. It is frequently found that these two conditions are contradictory. The existing solutions mainly include the use of heavy chains, which create a catenary shaped mooring configuration, allowing limited flexibility within the mooring system, and hence very large forces may still be present on mooring lines and thus on anchors. This solution is normally quite expensive if the costs of the materials and installation are included. This paper presents a new solution to the mooring system for wave energy converters within the FP7 project, ‘GeoWAVE’, which is a project aiming to develop a new generation of the moorings system for minimising the loads on mooring lines and anchors, the impact on the device motions for power conversion, and the footprint if it is applicable, and meanwhile the new types of anchors are also addressed within the project. However this paper will focus on the new mooring system by presenting the wave tank test results of the Pelamis wave energy converter model and the new developed mooring system. It can be seen that the new generation of mooring system can significantly reduce the loads on mooring lines and anchors, and reduce the device excursions as a result of the new mooring system when compare to the conventional catenary mooring.
Resumo:
This work deals with the numerical studies on hydrodynamics of oscillating water column (OWC) wave energy converters and its damping optimization on maximizing wave energy conversion by the OWC device. As a fundamental step, the hydrodynamic problems have been systematically studied by considering the interactions of the wave-structure and of the wave-internal water surface. Our first attention is on how the hydrodynamic performance can be reliably assessed, especially when it comes to the time-domain analysis, and what the physics behind the considerations is. Further on, a damping optimization for the OWC wave energy converter is also present based on the dynamics of the linear system, and a study on how we can optimize the damping for the given sea states so that the power conversion from irregular waves from irregular waves can be maximized.
Resumo:
Ce projet de recherche mené en collaboration industrielle avec St-Jean Photochimie Inc. / PCAS Canada vise le développement et la caractérisation de dérivés dipyrrométhène pour des applications dans le domaine du photovoltaïque. La quête du récoltage des photons se situant dans le proche-infrarouge a été au centre des modifications structurales explorées afin d’augmenter l’efficacité de conversion des cellules solaires de type organique et à pigments photosensibles. Trois familles de composés intégrant le motif dipyrrométhène ont été synthétisées et caractérisées du point de vue spectroscopique, électrochimique, structural ainsi que par modélisation moléculaire afin d’établir des relations structures-propriétés. La première famille comporte six azadipyrrométhènes au potentiel de coordination tétradentate sur des centres métalliques. Le développement d’une nouvelle voie synthétique asymétrique combinée à l’utilisation d’une voie symétrique classique ont permis d’obtenir l’ensemble des combinaisons de substituants possibles sur les aryles proximaux incluant les noyaux 2-hydroxyphényle, 2-méthoxyphényle et 2- pyridyle. La modulation du maximum d’absorption dans le rouge a pu être faite entre 598 et 619 nm. De même, la présence de groupements méthoxyle ou hydroxyle augmente l’absorption dans le violet (~410 nm) tel que démontré par modélisation. La caractérisation électrochimique a montré que les dérivés tétradentates étaient en général moins stables aux processus redox que leur contre-parti bidentate. La deuxième famille comporte dix dérivés BODIPY fusionnés de façon asymétrique en position [b]. L’aryle proximal a été modifié de façon systématique afin de mieux comprendre l’impact des substituents riches en électron et de la fusion de cycles aromatiques. De plus, ces dérivés ont été mis en relation avec une vaste série de composés analogues. Les résultats empiriques ont montré que les propriétés optoélectroniques de la plateforme sont régies par le degré de communication électronique entre l’aryle proximal, le pyrrole sur lequel il est attaché et le noyau indolique adjacent à ce dernier. Les maximums d’absorption dans le rouge sont modulables entre 547 et 628 nm et la fluorescence des composés se situe dans le proche- infrarouge. L’un des composé s’est révélé souhaitable pour une utilisation en photovoltaïque ainsi qu’à titre de sonde à pH. La troisième famille comporte cinq complexes neutres de RuII basés sur des polypyridines et portant un ligand azadipyrrométhène cyclométalé. Les composés ont montré une forte absorption de photons dans la région de 600 à 800 nm (rouge à proche- infrarouge) et qui a pu être étendue au-delà de 1100 nm dans le cas des dérivés portant un ligand terpyridine. L’analyse des propriétés optoélectroniques de façon empirique et théorique a montré un impact significatif de la cyclométalation et ouvert la voie pour leur étude en tant que photosensibilisateurs en OPV et en DSSC. La capacité d’un des complexes à photo-injecter un électron dans la bande de conduction du semi-conducteur TiO2 a été démontré en collaboration avec le groupe du Pr Gerald J. Meyer à University of North Carolina at Chapel Hill, premier pas vers une utilisation dans les cellules solaires à pigments photosensibles. La stabilité des complexes en solution s’est toutefois avérée problématique et des pistes de solutions sont suggérées basées sur les connaissances acquises dans le cadre de cette thèse.
Resumo:
La morphologie des couches actives des cellules solaires organiques joue un rôle important sur l’efficacité de conversion de l’énergie solaire en énergie électrique de ces dispositifs. Les hétérojonctions planaires et les hétérojonctions en volume sont les plus communément utilisées. Cependant, la morphologie idéale pour l’efficacité se situerait à mis chemin entre celles-ci. Il s’agit de l’hétérojonction nanostructurée qui augmenterait la surface entre les couches actives de matériaux tout en favorisant le transport des porteurs de charge. L’objectif de ce projet de maîtrise est d’étudier l’impact de l’implantation de nanostructures dans les cellules solaires organiques sur leurs performances photovoltaïques. Pour ce faire, on utilise la méthode de nanoimpression thermique sur le matériau donneur, le P3HT, afin que celui-ci forme une interface nanostructurée avec le matériau accepteur, le PCBM. Pour effectuer les nanoimpressions, des moules en alumine nanoporeuse ont été fabriqués à l’aide du procédé d’anodisation en deux temps développé par Masuda et al. Ces moules ont subi un traitement afin de faciliter leur séparation du P3HT. Les agents antiadhésifs PDMS et FTDS ont été utilisés à cette fin. Les résultats obtenus témoignent de la complexité d’exécution du procédé de nanoimpression. Il a été démontré que la pression appliquée durant le procédé, la tension superficielle des éléments en contact et les dimensions des nanopores des moules sont des paramètres critiques pour le succès des nanoimpressions. Ceux-ci ont donc dû être optimisés de manière à réussir cette opération. Ainsi, des cellules à interface nanostructurée à 25% avec des nanobâtonnets de 35 nm de hauteur ont pu être fabriquées. Les cellules nanostructurées ont démontré une efficacité 2,3 ± 0,6 fois supérieure aux cellules sans nanostructures, dites planaires. D’autre part, un solvant a été proposé pour diminuer l’interdiffusion entre les couches de P3HT et de PCBM pouvant altérer les nanostructures. Ce phénomène bien connu survient lors du dépot de la couche de PCBM avec le dichlorométhane, un solvant orthogonal avec ces matériaux. Des mesures au TOF-SIMS ont démontré que le limonène permet de diminuer l’interdiffusion entre les couches de P3HT et de PCBM, ce qui en fait un meilleur solvant orthogonal que le dichlorométhane.
Resumo:
On DSDP Leg 84, drilling was conducted at three gas-hydrate-bearing sites on the Middle America Trench slope off Costa Rica (Site 565) and off Guatemala (Sites 568 and 570). At Site 569, on the mid-slope off Guatemala, hydrates may be present, according to the seismic profile (GUA-13), although the pore-water composition does not provide clear evidence. Sites 566 and 567, on the lower Guatemala Trench slope, appear to be free of hydrates, except in fractures of serpentinite at the bottom of Hole 566. Hydrate-bearing Sites 565, 568, and 570 show the effects of hydrate decomposition on pore-water chemistry that have been established during previous drilling at Sites 496 and 497 on the Guatemala Trench slope. These include a chlorinity decrease and d18O increase downsection. The new results, however, reveal more complex relationships between the chlorinity decrease and d18O increase than previously recognized. At Site 565, d18O values decrease in the middle section of the hole, whereas chlorinity continues to decrease from the top to near the bottom of the hole. Early diagenetic alteration of volcanic glass is suggested as a mechanism for the unexpected minimum in the O-isotope curve. Multiple fractionation by the pore-water/hydrate system is required to explain d18O-values greater than 2.7 per mil at the bottom of Hole 568, because with a fractionation factor of alpha = 1.0027, this is the maximum figure a single-stage fractionation could produce. In situ water samples from hydrate zones in most cases failed to display the elevated salinities expected for the residual pore waters not involved in hydrate formation. This is probably because the in situ sampling device still allows a systematic pressure drop sufficient to trigger hydrate decomposition in the immediate vicinity of the sample port.
Resumo:
143Nd/144Nd ratios have been determined on 37 samples of oceanic basalt, with a typical precision of +/- 2-3 * 10**-5 (2 sigma). Ocean island and dredged and cored submarine basalts are included for which reliable measurements of 87Sr/86Sr ratios exist in the literature or have been measured as part of this study. A strong negative correlation exists between 143Nd/144Nd and 87Sr/86Sr ratios in basalts from Iceland and the Reykjanes Ridge, but such a clear correlation does not exist for samples from the Hawaiian Islands. However, when other ocean island basalts from the Atlantic are included there is an overall correlation between these two parameters. Increases and decreases in Rb/Sr in oceanic basalt source regions have in general been accompanied by decreases and increases respectively in Sm/Nd ratios. The compatibility of the data with single-stage models is assessed and it is concluded that enrichment and depletion events, which are consistent with transfer of silicate melts, are responsible for the observed variation.
Resumo:
This study investigated how the types of confidence based on competence and good will act in the formation and maintenance of cooperation relationships between the Camanor and its partners (Aquatec, Purina, Caçuá, Uvifrios and Malta / Cleyton). It used organizational approaches on networks based primarily on studies of Powell (1987, 1990), Das and Teng (2000, 2001), Child (2001) and Contractor and Lorange (2004) which have described the advantages that cooperative relationships can provide, as well as their limits as alternative governance structures. Confidence has been considered an important factor affecting the actions and development of organizations involved in networks or in strategic alliances (ZAHEER; HARRIS, 2006) and is the most appropriate control mechanism in these situations (SYDOW, 1998). Confidence is seen from two different approaches: the economic and the sociological (ZAHEER; HARRIS, 2006). To facilitate the understanding of confidence some typologies have been created, as proposed by Barney and Hansen (1994), Lane (1998), Das and Teng (2000), Child (2001) and Wever, Martens and Vandenbempt (2005). This study made use of the case study as proposition of Yin (2005). Semi-structured interviews were held with pre-determined routes, in a single stage performed in early 2008. The research subjects were owners and / or responsible for Camanor and its business partners (Aquatec, Purina, Caçuá, Uvifrios and Malta / Cleyton). Also secondary data were collected in several sites related to the industry and enterprises studied, in addition to data collected by previous studies conducted by CARCINEREDES (2006). The primary data were analyzed using the analysing technique of the content proposed by Bardin (1994). Regarding the secondary data, they were qualitatively analyzed according to documentary analysis technique (BARDIN, 1994). Thus, through the data collected, could be concluded that although there is confidence based on good faith in relationships(UZZI, 1998; OF; TENG, 2001), their presence does not determine the formation and / or maintenance of a partnership, serves only in order to facilitate the relationship, making them more flexible. The confidence based on competence (DAS; TENG, 2001) influenced the formation and maintenance of relations studied. Because whether or not to form a relationship with another organization it is used the perception of the partner acts, namely the reputation (image) as decision basis. And it is through the verification of the performance of the partner activities that will determine the continuation of the partnership
Resumo:
L’augmentation exponentielle de la demande de bande passante pour les communications laisse présager une saturation prochaine de la capacité des réseaux de télécommunications qui devrait se matérialiser au cours de la prochaine décennie. En effet, la théorie de l’information prédit que les effets non linéaires dans les fibres monomodes limite la capacité de transmission de celles-ci et peu de gain à ce niveau peut être espéré des techniques traditionnelles de multiplexage développées et utilisées jusqu’à présent dans les systèmes à haut débit. La dimension spatiale du canal optique est proposée comme un nouveau degré de liberté qui peut être utilisé pour augmenter le nombre de canaux de transmission et, par conséquent, résoudre cette menace de «crise de capacité». Ainsi, inspirée par les techniques micro-ondes, la technique émergente appelée multiplexage spatial (SDM) est une technologie prometteuse pour la création de réseaux optiques de prochaine génération. Pour réaliser le SDM dans les liens de fibres optiques, il faut réexaminer tous les dispositifs intégrés, les équipements et les sous-systèmes. Parmi ces éléments, l’amplificateur optique SDM est critique, en particulier pour les systèmes de transmission pour les longues distances. En raison des excellentes caractéristiques de l’amplificateur à fibre dopée à l’erbium (EDFA) utilisé dans les systèmes actuels de pointe, l’EDFA est à nouveau un candidat de choix pour la mise en œuvre des amplificateurs SDM pratiques. Toutefois, étant donné que le SDM introduit une variation spatiale du champ dans le plan transversal de la fibre, les amplificateurs à fibre dopée à l’erbium spatialement intégrés (SIEDFA) nécessitent une conception soignée. Dans cette thèse, nous examinons tout d’abord les progrès récents du SDM, en particulier les amplificateurs optiques SDM. Ensuite, nous identifions et discutons les principaux enjeux des SIEDFA qui exigent un examen scientifique. Suite à cela, la théorie des EDFA est brièvement présentée et une modélisation numérique pouvant être utilisée pour simuler les SIEDFA est proposée. Sur la base d’un outil de simulation fait maison, nous proposons une nouvelle conception des profils de dopage annulaire des fibres à quelques-modes dopées à l’erbium (ED-FMF) et nous évaluons numériquement la performance d’un amplificateur à un étage, avec fibre à dopage annulaire, à ainsi qu’un amplificateur à double étage pour les communications sur des fibres ne comportant que quelques modes. Par la suite, nous concevons des fibres dopées à l’erbium avec une gaine annulaire et multi-cœurs (ED-MCF). Nous avons évalué numériquement le recouvrement de la pompe avec les multiples cœurs de ces amplificateurs. En plus de la conception, nous fabriquons et caractérisons une fibre multi-cœurs à quelques modes dopées à l’erbium. Nous réalisons la première démonstration des amplificateurs à fibre optique spatialement intégrés incorporant de telles fibres dopées. Enfin, nous présentons les conclusions ainsi que les perspectives de cette recherche. La recherche et le développement des SIEDFA offriront d’énormes avantages non seulement pour les systèmes de transmission future SDM, mais aussi pour les systèmes de transmission monomode sur des fibres standards à un cœur car ils permettent de remplacer plusieurs amplificateurs par un amplificateur intégré.
Resumo:
La performance d’un produit de finition sur le bois est influencée par la manière dont la surface est préparée. Le ponçage est très utilisé pour préparer les surfaces lors de la finition. Toutefois, ce procédé génère une grande quantité de poussières. Ainsi, les effets des procédés d’usinage sur les propriétés de surface, la performance d’un vernis et l’émission de poussières ont été étudiés dans le but de déterminer les modes de préparation des surfaces les plus adéquats pour le bois de chêne rouge. Dans un premier volet, les propriétés de surface et la performance d’un vernis ont été évaluées sur les surfaces préparées à l’aide du procédé traditionnel de ponçage et de trois procédés alternatifs de rabotage soit la coupe périphérique droite, la coupe hélicoïdale et la coupe oblique. La qualité de surface a été évaluée au moyen des caractéristiques de rugosité, d’endommagement cellulaire et de mouillabilité. Des essais de résistance à l’adhésion d’un vernis d’usage intérieur ont été effectués avant et après un traitement de vieillissement accéléré. Les résultats ont montré que le ponçage a induit une rugosité et un niveau de fibrillation supérieurs à ceux des autres procédés, ainsi qu’une mouillabilité et une adhésion du vernis après vieillissement accéléré élevées. Les surfaces rabotées avec la coupe périphérique droite ont présenté un certain niveau de fibrillation, une rugosité et une mouillabilité intermédiaires. Néanmoins, l’adhésion du vernis après vieillissement a été également inférieure par rapport aux autres procédés. La coupe hélicoïdale a produit une rugosité intermédiaire. D’autre part, la coupe oblique a été le procédé qui a présenté une perte d’adhésion après vieillissement similaire au ponçage. Ce procédé a généré des surfaces lisses avec rugosité et mouillabilité intermédiaires. Sur la base des résultats obtenus, le ponçage à l’aide d’un programme P100-grain et une vitesse d’avance de 7 m/min, la coupe périphérique droite avec un angle d’attaque de 25° et une onde d’usinage de 1,0 mm, la coupe hélicoïdale avec une onde d’usinage de 1,0 mm et la coupe oblique realisé avec un angle oblique de 15° ont permis d’obtenir les meilleures conditions d’usinage pour chaque procédé. Dans un deuxième volet, l’effet de différents paramètres de coupe sur l’émission de poussières et la rugosité de la surface a été étudié lors de la coupe hélicoïdale. Les émissions de poussières ont diminué avec la diminution de laprofondeur de coupe et l’augmentation de l’épaisseur moyenne du copeau. Cependant, les surfaces obtenues avec l’épaisseur moyenne du copeau plus élevée ont présenté une rugosité supérieure. Par contre, si une surface plus lisse est requise, une vitesse d’avance intermédiaire doit être utilisée afin de diminuer la rugosité des surfaces sans exposer les travailleurs à des niveaux élevés de poussière de bois. Par ailleurs, l’émission de poussières pour chaque fraction de particules peut être estimée à travers les modèles développés.