In this paper, a high efficiency satellite electrical power supply system is proposed. The increased efficiency of the power supply system allows for downscaling of the solar array and battery weight, which are among the most important satellite design considerations. The satellite power supply system comprises two units, namely a generation unit and a storage unit. To increase the efficiency of the solar array, a maximum power point tracker (MPPT) is used in the power generation unit. In order to improve the MPPT performance, a novel algorithm is proposed on the basis of the hill climbing method. This method can track the main peak of the array power curve in satellites with long duration missions under unpredicted circumstances such as a part of the array being damaged or the presence of a shadow. A lithium-ion battery is utilized in the storage unit. An algorithm for calculating the optimal rate of battery charging is proposed where the battery is charged with the maximum possible efficiency considering the situation of the satellite. The proposed system is designed and manufactured. In addition, it is compared to the conventional power supply systems in similar satellites. Results show a 12% increase in the overall efficiency of the power supply system when compared to the conventional method.
This study presents an input-powered high-efficiency interface circuit for energy harvesting systems, and introduces a zero standby power design to reduce power consumption significantly while removing the external power supply. This interface circuit is composed of two stages. The first stage voltage doubler uses a positive feedback control loop to improve considerably the conversion speed and efficiency, and boost the output voltage. The second stage active diode adopts a common-grid operational amplifier (op-amp) to remove the influence of offset voltage in the traditional comparator, which eliminates leakage current and broadens bandwidth with low power consumption. The system supplies itself with the harvested energy, which enables it to enter the zero standby mode near the zero crossing points of the input current. Thereafter, high system efficiency and stability are achieved, which saves power consumption. The validity and feasibility of this design is verified by the simulation results based on the 65 nm CMOS process. The minimum input voltage is down to 0.3 V, the maximum voltage efficiency is 99.6% with a DC output current of 75.6 μA, the maximum power efficiency is 98.2% with a DC output current of 40.4 μA, and the maximum output power is 60.48 μW. The power loss of the entire interface circuit is only 18.65 μW, among which, the op-amp consumes only 2.65 μW.
Journal of electromagnetic engineering and science
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v.13
no.1
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pp.38-43
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2013
We derive the Z-parameters for the two coupled antennas used for wireless power transfer under the assumption that the antennas are canonical minimum scattering antennas. Using the Z-parameter and the maximum power transfer efficiency formula, we determine the maximum power transfer efficiency of wireless power transfer systems. The results showed that the maximum power transfer efficiency increases as the mode number or the radiation efficiency increases. To verify the theory, we fabricate and measure two different power transfer systems: one comprises two antennas generating $TM_{01}$ mode; the other comprises two antennas generating $TM_{02}$ mode. When the distance between the centers of the antennas was 30 cm, the maximum power transfer efficiency of the antennas generating the $TM_{02}$ mode increased by 62 % compared to that of the antennas generating the $TM_{01}$ mode.
In this paper, efficiency and loss characteristics of GaN FET were reported by applying it into the QR flyback converter. In particular, for the comparison of efficiency characteristics, QR flyback converter experimental circuits with Si FET and with GaN FET were separately produced in 12W class. As a result of the experiment, the experimental circuit of the QR flyback converter using GaN FET reached a high efficiency of 90% or more when the load power was 2W or more, and the maximum efficiency was observed to be about 92%, and the maximum loss power was about 1.1W. Meanwhile, the efficiency of the experimental circuit with Si FET increased as the input voltage increased, and the maximum efficiency was observed to be about 82% when the load power was 9W or higher, and the maximum loss power was about 2.8W. From the results, it is estimated that that in the case of the experimental circuit applying the GaN FET switch, the power conversion efficiency was improved as the switching loss and conduction loss due to on-resistance were reduced, and the internal loss due to the synchronous rectifier was minimized. Consequently, it is concluded that the GaN FET is suitable for under 20W class power supply unit as a high efficiency power switch.
The Journal of Asian Finance, Economics and Business
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v.7
no.1
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pp.111-121
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2020
The study measures the resource use efficiency of diesel based power generation in the Maldives and analyses factors which influence efficiency levels. Stochastic frontier analysis (SFA) technique is applied to data on 30 plants over two year period from 2016 to 2017. The study finds that technical efficiency scores varies from 0.44 to 0.98 across power plants. About 33 percent of the plants have scores below the mean technical efficiency score of 0.87. Empirical results indicate ownership and use of solar photovoltaic (PV) have an influence on improving efficiency levels. Privately owned power plants in resort islands obtained higher technical efficiency scores compared to public and community owned power plants. This is a significant finding as the first study that used power plants in tourist sector in a comparative study. Size of the power plants was not found significant, but relatively small installed capacities can also be efficient. This finding is important because in many inhabited islands installed capacities remain oversized compared to the load. The benchmarking exercise offers model power plants that are relatively efficient, for other power plants and policy makers in small islands to learn from.
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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v.62
no.3
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pp.342-348
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2013
It proposes an efficient control algorithm to increase electric power transmission efficiency between photovoltaic power generating system and the grid. The main controller finds a maximum efficiency condition by considering the quantity of power generated from PV arrays, the number of inverters, and efficiency of PV inverter. According to the condition, a relay board arranges a point of contract of PV arrays. By the disposition of PV arrays, it assigns the optimized power on each PV inverter. Operational principle of the proposed maximum efficiency point tracking algorithm is given in detail. To verify the validity of the proposed approach, computer-aided simulation and experiment carried out.
Even if an expert who has majored energy engineering, it is a difficult concept to understand power output optimization and power efficiency optimization. In this study a diagram applying thermodynamic state value as specific exergy and exergy ratio was developed. Although general peoples who did not major energy engineering can be easily understand the concept of power output optimization and power efficiency through the developed diagram. A represented property that can identify the performance of power plant is the main steam temperature and pressure. At the developed diagram the maximum power output line and maximum power efficiency line are shown according to the temperature and pressure of main steam. Therefore we can identify how much a power plant approach to maximum power output and maximum power efficiency.
Since the Renewable Portfolio Standard (RPS) would be started in 2012, the use of renewable energy should be 11% of total energy use including bio-fuel in 2030. The economic efficiency for renewable energy in B power plant was considered with the bio-diesel, wind power and solar power. The Net Present Value (NPV) and Benefit/Cost Ratio(BC) were used for the economic efficiency with the cost and benefit analysis. In case of bio-diesel, the cost resulted from the fuel conversion and the benefit would be created with trade and environmental improvement. With regard to wind power and solar power, the construction cost would be required and benefit factors would be same as the bio-diesel. The wind power was the best of economic efficiency of renewable energy as the results of NPV and BC ratio. Whereas, the market of wind power was very popular and the techniques of wind power has been developing rapidly.
Tandem organic light-emitting diodes (OLEDs) do not always improve power efficiency over their conventional OLED counterparts. When a tandem OLED utilizes optimized EL units, increased power efficiency can only be achieved if the intermediate connector in the device has excellent charge injection capability.
In this paper, new topology is proposed that can dramatically reduce the converter power rating and increase the efficiency of total PV system. Since the output voltage of PV module has very wide voltage range, in general, the DC/DC converter is used to get constant high DC voltage. According to analysis of PV characteristics, in proposed topology, only 20% power of total PV system power is needed for DC/DC converter. DC/DC converter used in proposed topology has flat efficiency curve at all load range and very high efficiency characteristics. The total system efficiency is the product of that of converter and that of inverter. In proposed topology, because the converter efficiency curve is flat all load range, the total system efficiency at the low power range is dramatically improved. The proposed topology is implemented for 200kW PCS system. This system has only three DC/DC converters with 20kW power rating each other. It is only one-third of total system power. The experiment results show that the proposed topology has good performance.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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