工业脱碳可以而且必须通过从提供过程热量中去除化石燃料来加速。在小于250°C的温度下,这是工业过程热量约2/3的,但没有受到钢铁和水泥等区域的关注,这是一个特别有希望的机会。本文研究了两个案例研究的结果,以了解混合配置中可再生热能系统(RTE)的经济学和潜力以提供IPH。第一个案例研究着眼于使用区热作为热泵的输入 - 三个病例是从环境水(5°C),污水(20°C)和太阳能收集器(35°C)中收集能量的。第二个案例研究着眼于使用线性菲涅尔收集器(LFC)以及相变材料(PCM)热储能(TES)进行直接蒸汽生成(DSG)。考虑到每个热源的基础设施成本上升,第一个案例研究的热量成本(LOCH)范围从每百万英国英国热量单位(MMBTU)$ 4至10美元不等。对于用PCM和TE的第二个案例研究对LFC进行了建模,结果表明,根据直接的正常辐照度,每种MMBTU的LoCH是可能的9-15美元。
当今的数字健康旨在提高医疗服务效率以及个性化、及时的疾病护理。心血管疾病 (CVD) 是全球领先的死亡原因。在美国,三分之一的成年人患有某种形式的 CVD。预计到 2035 年,美国近一半的人口将患有至少一种 CVD,直接和间接总成本可能超过 1 万亿美元 (1-3)。医学成像数据涵盖多种主要以孤岛形式使用的模式。这些包括计算机断层扫描 (CT)、磁共振成像 (MRI)、CT 衍生的血流储备分数 (CT-FFR)、心脏 MRI、全心脏动态 3D 心脏 MRI 灌注、3D 心脏 MRI 晚期钆增强、心脏正电子发射断层扫描 (PET)、超声心动图和冠状动脉造影。然而,在混合配置中仅使用少数几种模式,例如正电子发射断层扫描与计算机断层扫描 (PET/CT)、单光子发射计算机断层扫描与 CT (SPECT/CT)、超声心动图和侵入性血管造影。整合这些不同的成像模式会给临床医生带来负担,因为它会增加复杂性、潜在的不准确性并增加医疗成本。本研究课题侧重于融合技术,该技术能够整合和建模这些多种模式,以提供互补信息,帮助改善心血管疾病护理。这些模式将利用机器学习 (ML) 和深度学习 (DL) 技术以及其他最先进的技术。以下是本研究课题的一些见解和发现:
摘要。用绿色氢替代工业过程所需的大量灰色氢是能源转型的挑战之一。在本研究中,从预定数量的氢气角度分析了这个问题,这些氢气将输送到难以减排的行业(钢厂和化学工业),并由为此目的而改造或专门安装的风力发电场生产。考虑到一个由十二台公用事业规模涡轮机(每台 2.3 兆瓦,总计 28 兆瓦)组成的风力发电场,结合碱性电解槽、锂离子电池和储氢系统,设计了一种混合配置的能源系统。此外,假设该工厂在特定条件下也可以接入电网,因此在过渡时期不会生产 100% 的绿色氢。该分析的具体优势在于可以获得数年的风力发电数据、电解槽的工业性能数据,其模型还考虑了由于温度、实际操作约束和可变效率导致的性能下降。还考虑了电池老化模型。对不同的工厂配置进行了技术经济分析,目的是从经济和环境的角度评估系统的性能。结果表明,以恒定的氢气流量为工厂供气是可行的,氢气平准成本 (LCOH) 为 4.95 欧元/千克,绿色指数 (GI) 约为 64%,而可能达到更高 GI (70%) 的配置则具有更高的 LCOH (5.26 欧元/千克)。
本文研究了位于尼日利亚拉各斯市中心的五居室复式独立住宅(NZEB)的光伏-电池-氢混合可再生能源系统(HRES)的建模和多目标优化(使用非支配排序遗传算法(NSGA-II))。研究了三种电池技术的经济可行性:磷酸铁锂(LFP)电池、退役电动汽车电池(REVB)和Ortsfest - 固定式PanZerplatte - 管板Verschlossen - 封闭铅酸(OPzV)电池。使用内部简化退化模型来评估电池在循环和日历老化过程中的容量损失(因为如果不这样做,这可能会对成本计算产生重大影响)。这解决了许多作者在优化 HRES 时缺乏电池退化建模的问题,因为文献中的模型不适用于不同的电池化学成分。此外,本研究还从三个目标评估了电池-燃料电池混合配置:系统年化成本 (ACS)、电力供应损失概率 (LPSP) 和潜在能源浪费概率 (PEWP),并将结果与仅电池配置进行对比,以确定混合储能系统可能更经济的场景。结果表明,LFP 和 REVB 是最佳电池选择。对于 LPSP 约束 > 1% 的情况,LFP 和 REVB 仅电池配置更好,而对于 1% 及以下的 LPSP,LFP-氢和 REVB-氢更经济。
由于其广泛的地理覆盖范围和灵活的部署能力,卫星网络的最新进展引起了人们的兴趣,为全球通信和转变传统沟通方法提供了有希望的解决方案。尽管有这些进步,但当前的卫星系统仍面临诸如高繁殖延迟和高纬度区域的覆盖范围不足之处,特别是在地静止(GEO)系统中。低地球轨道(LEO)系统可以解决这些问题,主要用于语音服务,如虹膜系统所示,但遇到了财务困难。本研究旨在解决卫星网络中的安全问题,这是一个关键问题,因为这些网络越来越依赖于IP协议以及陆地节点和卫星链接的混合配置。以前的工作已经确定了对卫星网络的各种潜在安全攻击,并提出了不同的解决方案,但是这些解决方案通常缺乏全面的效力和鲁棒性。我们的方法涉及分析类似于Iridium System的卫星网络中的安全漏洞,该系统包括每个卫星上的卫星间链接(ISL)和路由器。我们审查并评估现有的安全措施,并提出增强功能以提高其有效性。我们的结果表明在当前系统中有很大的漏洞,但也表明,通过有针对性的改进,可以大大提高安全性。这项研究的含义是深刻的,表明更安全的卫星网络可以更好地支持关键的全球通信和服务,包括宽带互联网和数据服务,从而增强其可靠性和用户信任
NASA已对具有高电气化的混合电子飞机概念进行了深入的研究和分析。发现其中许多概念是不可行的,而与传统概念相比,可行的设计显着重,更为昂贵。本研究介绍了对替代性温和混合概念的开发和分析,该概念使用在整个任务中策略性地应用的相对较低水平的电能。团队研究了几种温和的混合动力技术,开发了集成的飞机模型,然后评估了这些技术对车辆水平性能指标的影响。在本研究中探索的技术包括涡轮电气化能源管理系统,电动出租车,电动攀爬辅助以及用板载电源存储代替辅助动力单元。关键的启用技术是能源设备,将高功率输出优先于能源容量,并将电动机与燃气轮机发动机的轴整合。在分别应用多种技术并结合使用多种技术时,观察到了显着的性能改进,最有希望的配置一次将所有技术纳入其中。轻度混合配置的结果表明,与常规基线相比,块燃料降低了8.2%,同等CO 2排放量减少了7.7%,总复制权重增加了3.5%。成本分析的结果表明,温和的混合动力略微降低了直接运营成本加上利息,这表明飞机排放可以大大减少,而无需与高电动概念相关的成本增加。
穆罕默德·布尔汉(Muhammad Burhan)1,尤里·蒙塔霍利(Yuri Montanholi)2,Quamrul Huda 3传感器和系统整合中心北艾伯塔省技术研究所,加拿大艾伯塔省,加拿大艾伯塔省,T5G 0y2 1,3莱克兰学院,加拿大艾伯塔省,加拿大艾伯塔政府和其他机构在全球范围内鼓励可再生能源作为化石燃料系统的替代品,以实现减少温室气体排放目标。太阳能和风能是两种广泛的可再生能源,并且已经在农村和城市环境中的各种应用达到了成熟的技术阶段。但是,这些能源很容易与时间和季节性可用性间歇性。在像北部艾伯塔省这样的寒冷气候地区,冬季条件大大限制了太阳能的可用性。另一方面,该地区的风能在大多数情况下具有一致的可用性。在这项工作中,为了在偏远地区(例如农村地区和农业应用)开发独立的全季节可持续能源系统,在艾伯塔省天气条件下对杂交风能系统的配置进行了建模,模拟和分析,以实现200瓦无中断的力量。结果表明,风能生产在冬季补充太阳能生产。混合配置可以满足在艾伯塔省北部条件下难以实施的一致负载需求。关键字:可再生能源;太阳的;风
港口运营对全球贸易至关重要,是能源密集型的,严重依赖化石燃料。向可再生能源过渡可以减少其碳足迹并增强弹性和可持续性。可再生能源社区 (REC) 为将可再生能源整合到港口设施中提供了一个协作和分散的框架。然而,港口当局和海事利益相关者在设计、实施和运营方面面临挑战,特别是在估计结果和收益方面。了解 REC 框架对于港口行业解决当前的优先事项至关重要。本研究为利益相关者提供了在港口实施一个或多个能源社区的指导方针。基于欧盟法规和国家法律的能源和经济模型评估了港口 REC 的可行性。该模型考虑了港口能源使用和各种生产系统,例如太阳能和海洋可再生能源技术,以及混合配置中的能源存储,以估计可变需求概况并探索可再生能源融入港口能源系统。数值模型模拟了多个能源用户之间的虚拟能源交换,并调查了港口共享能源项目的可行性。该研究全面分析了技术和经济情景,并研究了多个虚拟能源终端用户聚合的便利性。结果表明,增加可再生能源互补性和合理的系统设计可以覆盖高达 60% 的港口总能源需求,并实现 90% 的可再生能源自用。激励措施确保大型混合能源系统的回收期在 6 年以下,小型发电厂的回收期在 2 至 4 年之间,这突显了自愿成员的重大经济利益。电池可使可再生能源在港口能源系统中的渗透率提高到 15%,经济影响适中。虚拟自用计划前景光明,因为经济激励措施将重点转移到提高当地可再生能源利用率的设计方面。鼓励在港口建立多个能源社区的政策可以降低生命周期成本,与由所有主要港口用户组成的单一能源社区相比,多个虚拟聚合可在 20 年内节省 600 万欧元的成本。