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Generator Voltage Control

Generator voltage control is crucial for maintaining the stable operation of synchronous generators and wind turbines. In older models, a DC generator driven by the rotor delivers DC power to the rotor's field winding, and the power is transferred through slip rings and brushes. In the latest models, static or brushless exciters are used. Static exciters rectify AC power from the generator terminals and then transfer the DC power directly to the rotor. Brushless exciters, on the other hand, use...
Turbine-Governor Control01:17

Turbine-Governor Control

Turbine-governor control is crucial for maintaining power system stability by balancing turbine mechanical power output with electrical load demand. This mechanism ensures that generator frequency and rotor speed are within acceptable limits during load variations. Turbine-generator units store kinetic energy due to their rotating masses; this energy is released to meet the load requirement when the load increases. The electrical torque of turbines rises to meet the demand, whereas the...
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Control of Power Flow

There are several methods to control power flow in power systems:
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Power System Distribution

Power system distribution involves delivering electrical energy from power plants to consumers through a network of transmission and distribution systems. The process begins at power plants, where energy from coal, gas, nuclear, water, and wind is converted into electrical energy. These plants use three-phase generators, typically rated between 50 to 1300 MVA, with terminal voltages ranging from a few kV to 20 kV, depending on the size and age of the units.
The transmission system is designed...
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Nuclear Power

Controlled nuclear fission reactions are used to generate electricity. Any nuclear reactor that produces power via the fission of uranium or plutonium by bombardment with neutrons has six components: nuclear fuel consisting of fissionable material, a nuclear moderator, a neutron source, control rods, reactor coolant, and a shield and containment system.
Nuclear Fuels
Nuclear fuel consists of a fissile isotope, such as uranium-235, which must be present in sufficient quantity to provide a...
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Load-frequency control

Load-frequency control (LFC) is vital for maintaining power system stability, ensuring that frequency and power flows remain within acceptable limits during load changes. Turbine-governor control eliminates rotor accelerations and decelerations following load changes. However, a steady-state frequency error persists when the change in the turbine-governor reference setting is zero. In an interconnected power system, each area agrees to export or import a scheduled amount of power through...

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Colusita termoeléctrica a granel de alto rendimiento por desordenamiento estructural controlado por proceso

Cédric Bourgès1, Yohan Bouyrie2, Andrew R Supka3

  • 1Laboratoire CRISMAT, UMR 6508, CNRS, ENSICAEN , 6 Boulevard du Maréchal Juin, 14050 Caen Cedex 04, France.

Journal of the American Chemical Society
|January 16, 2018
PubMed
Resumen

Los sulfuros termoeléctricos de alto rendimiento con la estructura de colusita presentan una baja conductividad térmica. El control de defectos mejora las propiedades termoeléctricas, logrando cifras de mérito cercanas a la unidad en las colusitas Cu26V2Sn6S32.

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Área de la Ciencia:

  • Ciencias de los materiales
  • Física del estado sólido
  • Química inorgánica

Sus antecedentes:

  • Los materiales termoeléctricos convierten el calor en electricidad, crucial para la recolección de energía.
  • Los sulfuros de colusita (Cu26V2Sn6S32) muestran potencial pero requieren optimización para la eficiencia.
  • Para lograr un alto rendimiento termoeléctrico es necesario optimizar simultáneamente las propiedades de transporte eléctrico y térmico.

Objetivo del estudio:

  • Para diseñar sulfuros termoeléctricos de alto rendimiento con la estructura de colusita.
  • Para aclarar el mecanismo detrás de la conductividad térmica intrínsecamente baja en colusitas.
  • Para demostrar un método escalable para mejorar las propiedades termoeléctricas a través de la ingeniería de defectos.

Principales métodos:

  • Procesos de densificación controlados para introducir defectos estructurales.
  • Ingeniería de defectos puntuales y regiones desordenadas para la dispersión de fonones.
  • Caracterización experimental combinada con la estructura de la banda y los cálculos del fonón.
  • Análisis del impacto de las vacantes de azufre y de los defectos antisitios en la concentración de portadores.

Principales resultados:

  • Se obtienen sulfuros termoeléctricos de alto rendimiento con la estructura de colusita.
  • Se ha demostrado una mayor dispersión de fonones a través de defectos puntuales y regiones desordenadas.
  • Elucidado el mecanismo intrínseco de baja conductividad térmica en muestras de colusita.
  • Identificó el efecto de las vacantes S y de los defectos en el sitio en la concentración de los transportistas.
  • Factores de alto poder diseñados y cifras de mérito cerca de la unidad.

Conclusiones:

  • El control del proceso de densificación y de los defectos estructurales es clave para las colusas termoeléctricas de alto rendimiento.
  • Los defectos puntuales y las regiones desordenadas mejoran efectivamente la dispersión de fonones, reduciendo la conductividad térmica.
  • El método desarrollado ofrece una ruta controlada y escalable para optimizar los sulfuros complejos a granel para aplicaciones termoeléctricas.