• Energy Research

Les constructeurs automobiles se concentrent sur des technologies récentes telles que la croissance de la chaîne de traction des véhicules à hydrogène (H2) et à pile à combustible (FC) pour améliorer l'efficacité du Tank-to-Wheel (TTW). Avantages, réduction des coûts, respect de l'environnement, capacité zéro émission et haute puissance, etc. Dans la chaîne de traction des véhicules à pile à combustible, les convertisseurs de puissance CC-CC jouent un rôle essentiel pour augmenter la tension de l'empilement de piles à combustible. Par conséquent, satisfaire la demande du moteur et de la transmission dans les véhicules. Plusieurs topologies de convertisseurs CC-CC ont été proposées pour diverses applications automobiles telles que les véhicules hybrides alimentés par pile à combustible, batterie et énergie renouvelable, etc. Dans la plupart des cas, les convertisseurs de puissance CC-CC sont des solutions viables et rentables pour FC-VPT avec une taille réduite et une efficacité accrue. Cet article décrit l'état de l'art dans les topologies de convertisseur de puissance multi-étage (MPC) DC-DC non isolé unidirectionnel pour l'application FC-VPT. Le document présentait l'examen complet, la comparaison de différentes topologies et indiquait l'adéquation pour différentes applications de véhicules. Cet article aborde également les applications DC-DC MPC plus spécifiques au groupe motopropulseur d'un petit véhicule à de gros véhicules (bus, camions, etc.). En outre, les avantages et les inconvénients soulignés avec les caractéristiques importantes pour les convertisseurs. Enfin, la classification des convertisseurs DC-DC, ses défis et ses applications pour la technologie FC sont présentés dans l'article de synthèse comme étant à la pointe de la recherche. Las compañías automotrices se están centrando en tecnologías recientes como el crecimiento del tren de potencia vehicular (VPT) de hidrógeno (H2) y pila de combustible (FC) para mejorar la eficiencia del tanque a la rueda (TTW). Beneficios, menor coste, respetuoso con el medio ambiente, cero emisiones y capacidad de alta potencia, etc. En el tren de potencia de los vehículos de pila de combustible, los convertidores de potencia CC-CC desempeñan un papel vital para aumentar el voltaje de la pila de pila de combustible. Por lo tanto, satisfaga la demanda del motor y la transmisión en los vehículos. Varias topologías de convertidores CC-CC se han propuesto para diversas aplicaciones vehiculares, como celdas de combustible, baterías y vehículos híbridos alimentados con energía renovable, etc. En la mayoría de los casos, los convertidores de potencia CC-CC son soluciones viables y rentables para FC-VPT con un tamaño reducido y una mayor eficiencia. Este artículo describe el estado de la técnica en topologías de convertidor de potencia multietapa (MPC) DC-DC no aislado unidireccional para la aplicación FC-VPT. El documento presentó la revisión exhaustiva, la comparación de diferentes topologías y estableció la idoneidad para diferentes aplicaciones vehiculares. Este artículo también analiza las aplicaciones DC-DC MPC más específicas para el tren de potencia de un vehículo pequeño a vehículos grandes (autobuses, camiones, etc.). Además, las ventajas y desventajas señaladas con las características destacadas para los convertidores. Finalmente, la clasificación de los convertidores DC-DC, sus desafíos y aplicaciones para la tecnología FC se presenta en el artículo de revisión como estado del arte en investigación. The automobile companies are focusing on recent technologies such as growing Hydrogen (H2) and Fuel Cell (FC) Vehicular Power Train (VPT) to improve the Tank-To-Wheel (TTW) efficiency. Benefits, the lower cost, `Eco' friendly, zero-emission and high-power capacity, etc. In the power train of fuel cell vehicles, the DC-DC power converters play a vital role to boost the fuel cell stack voltage. Hence, satisfy the demand of the motor and transmission in the vehicles. Several DC-DC converter topologies have proposed for various vehicular applications like fuel cell, battery, and renewable energy fed hybrid vehicles etc. Most cases, the DC-DC power converters are viable and cost-effective solutions for FC-VPT with reduced size and increased efficiency. This article describes the state-of-the-art in unidirectional non-isolated DC-DC Multistage Power Converter (MPC) topologies for FC-VPT application. The paper presented the comprehensive review, comparison of different topologies and stated the suitability for different vehicular applications. This article also discusses the DC-DC MPC applications more specific to the power train of a small vehicle to large vehicles (bus, trucks etc.). Further, the advantages and disadvantages pointed out with the prominent features for converters. Finally, the classification of the DC-DC converters, its challenges, and applications for FC technology is presented in the review article as state-of-the-art in research. تركز شركات السيارات على التقنيات الحديثة مثل زراعة الهيدروجين (H2) و خلايا الوقود (FC) قطار توليد الطاقة للمركبات (VPT) لتحسين كفاءة Tank - To - Wheel (TTW). الفوائد، والتكلفة الأقل، والقدرة الصديقة للبيئة، والانبعاثات الصفرية، والطاقة العالية، وما إلى ذلك. في مجموعة نقل الحركة لمركبات خلايا الوقود، تلعب محولات الطاقة DC - DC دورًا حيويًا في تعزيز جهد مكدس خلايا الوقود. وبالتالي، تلبية طلب المحرك وناقل الحركة في المركبات. اقترحت العديد من طوبولوجيا محول DC - DC لمختلف تطبيقات المركبات مثل خلايا الوقود والبطارية والمركبات الهجينة التي تغذيها الطاقة المتجددة وما إلى ذلك. في معظم الحالات، تعد محولات الطاقة DC - DC حلولًا قابلة للتطبيق وفعالة من حيث التكلفة لـ FC - VPT مع تقليل الحجم وزيادة الكفاءة. تصف هذه المقالة أحدث ما توصلت إليه طبولوجيا محول الطاقة متعدد المراحل (MPC) أحادي الاتجاه وغير المعزول DC - DC لتطبيق FC - VPT. قدمت الورقة المراجعة الشاملة ومقارنة الطوبولوجيا المختلفة وذكرت مدى ملاءمة تطبيقات المركبات المختلفة. تناقش هذه المقالة أيضًا تطبيقات DC - DC MPC الأكثر تحديدًا لمجموعة نقل الحركة لمركبة صغيرة إلى المركبات الكبيرة (الحافلات والشاحنات وما إلى ذلك). علاوة على ذلك، أشارت المزايا والعيوب إلى الميزات البارزة للمحولات. أخيرًا، يتم تقديم تصنيف محولات DC - DC وتحدياتها وتطبيقاتها لتكنولوجيا FC في مقالة المراجعة كأحدث ما توصلت إليه الأبحاث.

Power inverters produce common mode voltage (CMV) and common mode current (CMC) which cause high-frequency electromagnetic interference (EMI) noise, leakage currents in electrical drives application and grid-connected systems, which consequently drops the efficiency of the system considerably. This CMV can be mitigated by designing suitable EMI filters and/or investigating the effects of different modulation strategies. In this paper, the effect of various modulation techniques over CMV and CMC are investigated for two-level and three-level inverters. It is observed that the modified third harmonic injection method reduced the CMV and CMC in the system by 60%. This modified pulse width modulation (PWM) technique is employed along with EMI chokes which results in reduced distortion of the system.

The concerns over the increase in carbon footprints and global climatic changes have given momentum to find ways that reduce the use of fossil fuels to generate electricity. Offshore and onshore windmills for electricity generation are viable options for bulk power generation. A wind generation system has a variable frequency variable voltage supply at the induction generator terminals in response to the changes in the wind velocity and in turn, the speed of the wind turbine. There is a need for an additional power electronic interface to maintain the frequency and voltage at the terminals of the wind generator constant. This paper introduces a novel three-phase Bifurcated Winding Induction Generator (BWIG) comprising a bifurcated set of stator windings. A prototype model has been developed by bifurcating the stator windings of a three-phase induction machine. One part of the winding acts as the excitation winding, and the other half is used as output winding capable of producing three-phase voltages at a constant frequency at all speeds of the prime over. The machine is tested for sub and super synchronous speeds and the characteristics plotted. The flux analysis of the machine is simulated using Ansys Maxwell software. The voltage is controlled by a simple off-on control implemented using a digital controller, TMS320F28335.

Les principaux gadgets électriques évoluent vers des conceptions écoénergétiques. Les ventilateurs de plafond sont l'un des principaux objectifs de ces gadgets électriques. Cet article discute et examine les scénarios passés, présents et futurs des ventilateurs de plafond. L'examen comprend différents moteurs électriques utilisés dans cette application avec ses conceptions électromagnétiques, ses développements de contrôleurs et ses conceptions mécaniques, y compris la dynamique des fluides computationnelle (CFD) et les structures de pales. Les ventilateurs écoénergétiques actuels avec leurs indices techniques et de performance sont largement discutés en tant qu'étude de cas. Dans ce travail, de nouvelles innovations sont concernées pour le développement futur des ventilateurs de plafond. Les points forts de l'article : 1.Le ventilateur est l'une des applications potentielles de consommation d'énergie à l'échelle mondiale.2. La réduction de la consommation d'énergie de ces ventilateurs conduit à la réduction des émissions de dioxyde de carbone 3. Un examen complet a été effectué pour la première fois sur les ventilateurs de plafond - les termes de leurs structures électriques et mécaniques.4. Actuellement, les ventilateurs d'efficacité énergétique disponibles sont discutés en détail avec ses performances.5. La portée future de la réduction de la consommation d'énergie est mise en évidence dans la section de conclusion. Los principales dispositivos eléctricos se están moviendo hacia diseños de eficiencia energética. Los ventiladores de techo son uno de los principales focos de dichos dispositivos eléctricos. Este artículo analiza y revisa los escenarios pasados, presentes y futuros de los ventiladores de techo. La revisión incluye diferentes motores eléctricos utilizados en esta aplicación con sus diseños electromagnéticos, desarrollos de controladores y diseños mecánicos, incluida la dinámica de fluidos computacional (CFD) y las estructuras de palas. Los ventiladores de eficiencia energética actuales con sus índices técnicos y de rendimiento se discuten ampliamente como un estudio de caso. En este trabajo, las innovaciones novedosas se preocupan por el desarrollo futuro de los ventiladores de techo. Los aspectos más destacados del artículo: 1.El ventilador es una de las aplicaciones de consumo de energía potencial a nivel mundial.2. La reducción del consumo de energía de estos ventiladores conduce a la reducción de las emisiones de dióxido de carbono 3. Se ha realizado una revisión exhaustiva de los ventiladores de techo por primera vez: términos de sus estructuras eléctricas y mecánicas.4. Actualmente, los ventiladores de eficiencia energética disponibles se discuten en detalle con su rendimiento.5. El alcance futuro para reducir el consumo de energía se destaca en la sección de conclusión. Major electrical gadgets are moving towards energy-efficient designs.Ceiling Fans are one of the prime focuses of such electrical gadgets.This article discusses and reviews about the past, present and future scenarios of the ceiling fans.The review includes different electric motors used in this application with its electromagnetic designs, controller developments, and mechanical designs, including Computational Fluid Dynamics (CFD) and blade structures.Present-day energy-efficient fans with their technical and performance indices are extensively discussed as a case study.In this work novel innovations are concerned for the future development of the ceiling fans.The highlights of the article: 1.The fan is one of the potential energy consumption application globally.2. Reducing the power consumption of these fans leads to lowering the carbon-di-oxide emissions 3. A comprehensive review has been done on ceiling fans for the first time -terms of their electrical and mechanical structures.4. Currently, available Energy efficiency fans are discussed in details with its performance.5. Future scope to reduce power consumption is highlighted in the conclusion section. تتجه الأدوات الكهربائية الرئيسية نحو التصميمات الموفرة للطاقة. تعد مراوح السقف أحد المحاور الرئيسية لهذه الأدوات الكهربائية. تناقش هذه المقالة وتستعرض السيناريوهات السابقة والحاضرة والمستقبلية لمراوح السقف. تتضمن المراجعة المحركات الكهربائية المختلفة المستخدمة في هذا التطبيق بتصميماته الكهرومغناطيسية وتطورات وحدة التحكم والتصميمات الميكانيكية، بما في ذلك ديناميكيات الموائع الحسابية (CFD) وهياكل الشفرات. تتم مناقشة المراوح الموفرة للطاقة الحالية بمؤشراتها الفنية والأداء على نطاق واسع كدراسة حالة. في هذا العمل، تهتم الابتكارات الجديدة بالتطوير المستقبلي لمراوح السقف. النقاط البارزة في المقالة: 1. المروحة هي واحدة من تطبيقات استهلاك الطاقة المحتملة على مستوى العالم. 2. يؤدي تقليل استهلاك الطاقة لهذه المراوح إلى خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون 3. تم إجراء مراجعة شاملة لمراوح السقف لأول مرة - فترات هياكلها الكهربائية والميكانيكية .4. في الوقت الحالي، تتم مناقشة مراوح كفاءة الطاقة المتاحة بالتفصيل مع أدائها .5. يتم تسليط الضوء على النطاق المستقبلي لتقليل استهلاك الطاقة في قسم الاستنتاج.

AbstractTo succeed over the sudden load‐frequency variations in interlinked power systems, an equilibrium must be maintained between power generations and losses. The major problem associated to manifold interlinking arenas of power systems is load frequency control. In this paper, a multiple‐arena scheme is examined which encompasses thermal and split shaft gas turbine plants. Here, artificial rabbit optimization (ARO) is applied to procure the premium standards of the supplementary controller. The projected controller is the amalgamation of integer order integral‐derivative with filter (IDN) and fractional order integral‐derivative (FOID). So, the amalgamation is IDN‐FOID. Henceforth, the ARO augmented IDN‐FOID controller is recognized. The ARO augmented IDN‐FOID supplementary controller delivers enhanced outcomes related to additional secondary controllers like I, PI, and PIDN. Valuation articulates about the improved act of ARO over added algorithms using the IDN‐FOID controller related to converging nature, transient profile, and steady‐state assessment. Assessment is done in the presence of non‐linearities in generation rate constraints and time delay. It is also detected that scheme potent outcomes with the IDN‐FOID controller are superior when the scheme is instructed with solar photovoltaic, electric vehicles, solid oxide fuel cells, and ultra‐capacitor. The ARO optimized IDN‐FOID controller is the anticipated arrangement for the measured scheme.

Microgrids are often considered as the solution for affordable and clean energy in the distribution sector. This article presents the small-signal stability analysis of a distributed generation unit in an autonomous microgrid operation. The purpose of the proposed strategy is to optimally improve the capacity of the power system to restore the reasonable operating condition following a small physical disturbance. The proposed strategy is the joined execution of both the modified antlion optimization algorithm (MALO) and artificial neural network (ANN), and hence it is abbreviated to MALANN. In this article, the proposed controller comprises two control loops, namely the inner current control loop and the outer power control loop. The MALO technique is incorporated to generate the dataset of possible proportional integral (PI) gain parameters. By using the accomplished dataset of MALO, the ANN is trained, and convincing estimate execution is brought out through the entire machine working condition. The proposed strategy is implemented in MATLAB/Simulink, and the results are examined with two test cases and compared with various solution techniques such as base method and ant-lion optimization. The results prove that the stability analysis is reasonably accurate, and the controller offers a reliable system's operation.

AbstractIn this research paper, a double diode model‐based photovoltaic (PV) system with a proposed hybrid dual integral sliding mode control (DISMC) and model predictive control (MPC) based maximum power point tracker (MPPT) has been started for a standalone power system. Compared with the single diode model, the advanced model dual diode provides accurate maximum power point (MPP) estimation with high velocity and more searching efficiency. It also delivers the extrapolation of current‐voltage characteristics of the photovoltaic system under any weather situation. Compared to classical sliding mode control (SMC) and dual integral sliding mode controller (DISMC) based MPPT, the proposed hybrid dual integral sliding mode controller (DISMC) and model predictive control (MPC) MPPT provide high, robust behavior with minimized steady‐state error. A high gain multilevel boost converter is employed, which provides an output voltage directly proportional to the level number. Moreover, the predictive model controller extracts peak power from the PV module by predicting errors in further sampling periods and switching pulses. The proposed hybrid MPPT method provides a fixed switching frequency of a high gain multilevel boost converter under varying environmental and loading conditions. Practical responses justify the capability of advanced MPPT control using the dSPACEDS1104 platform.