The on-board appendages of satellites with mechanical moving parts such as the fly-wheel, the control-moment gyro, the cryocooler, and the gimbal-type directional antenna can generate an undesirable micro-vibration disturbance, which is one of the main causes of the image-quality degradation that affects high-resolution observation satellites. Consequently, the isolation of the micro-vibration issue has always been considered as salient, and the micro-vibration is therefore the focus of this study wherein a complex system that can provide the dual functions of a guaranteed vibration-isolation performance and electrical energy harvesting is proposed. The vibration-isolation and energy-harvesting performances of the complex system are predicted through a numerical analysis based on the characteristics that are obtained from component-level tests. In addition, the effectiveness of the complex system that is proposed in this study is verified through an assembly-level functional-performance test.
Garlic is one of the major seasoned vegetables in Korea along with peppers and onions. Although it is a major cash crop, the aging population of farmers and rising labor and production costs are cited as the reasons for the decreasing production. Accordingly, it is necessary to introduce and spread garlic cultivation mechanization technology to reduce the input labor demand. In this study, conducted a field demonstration in Jeollanam-do using garlic harvesting machinery. In addition, it was intended to improve the mechanization rate of garlic harvesting by deriving factors that can apply to garlic harvesting machines in Jeollanam-do and investigating regional adaptability. As a result of the analysis, it was found that the harvesting performance of the garlic harvester and garlic collector in Jeollanam-do met the agricultural machine test standards. In addition, as a result of calculating the input effect of the mechanized work system compared to the conventional garlic harvesting work system, it was found that there was a labor-saving effect of 96.02%.
An Off grid or remote solar electric systems are an energy supply to our home or to our companies without the utility of Grid at all. Off grid solar systems are very important for those who live in remote locations especially for developing countries where getting the electric grid is extremely expensive, inconvenient or for those who doesn't need to pay a monthly bill with the electric bill in general. The main critical components of any solar power system or renewable energy harvesting systems are the energy storage systems and its charge controller system. Energy storage systems are the essential integral part of a solar energy harvesting system and in general for all renewable energy harvesting systems. To provide an optimal solution of both high power density and high energy density at the same time we have to use hybrid energy storage systems (HESS), that combine two or more energy storage technologies with complementary characteristics. In this present work, design and simulation we use two storage systems supercapacitor for high power density and lithium based battery for high energy density. Here the system incorporates fast-response supercapacitors to provide power to manage solar smoothing and uses a battery for load shifting. On this paper discuss that the total energy throughout of the battery is much reduced and the typical thermal stresses caused by high discharge rate responses are mitigated by integrating supercapacitors with the battery storage system. In addition of the above discussion the off grid solar electric energy harvesting presented in this research paper includes battery and supercapacitor management system, MPPT (maximum power point tracking) system and back/boost convertors. On this present work the entire model of off grid electric energy harvesting system and all other functional blocks of that system is implemented in MATLAB Simulink.
One of the major obstacles confronted in promoting the rainwater harvesting is the concerns of acid rain and heavy metals. Although there are many data concerning the quality of rainwater precipitation for the study of acid rain, the study on the quality of stored rainwater has been limited. In this study, we monitored the quality of stored rainwater at Galmoe middle school, where a rainwater harvesting system is installed and in use for more than two years. We measured water quality parameters such as pH, Electro Conductivity(EC), Dissolved Oxygen(DO), and some metals (aluminium (Al), chromium(Cr), manganese(Mn), zinc(Zn), copper(Cu), arsenic(As), cadmium(Cd), lead(Pb)). The monitoring period was during one year from September 9th 2003 to August 5th 2004. It was observed that the average pH of stored rainwater is neutral. DO is similar to tap water and EC is lower than tap water. Metal Concentrations are within the concentration specified in Drinking Water Quality Standard. Overall, the stored rainwater quality is good enough for sundry use and there's no threat of acid rain and air pollution, if the rainwater harvesting system is well designed and maintained.
본 논문에서는 배터리 외에 별도의 전력원이 없거나 전력이 부족한 사물인터넷 환경에서 스마트 비디오 디바이스에 에너지 공급을 위한 에너지 하비스팅 및 프로파일링 시스템을 설계한다. 에너지 하비스팅 모듈은 태양전지판에서 하비스팅 된 태양광 에너지를 스마트 비디오 디바이스에 전달하고, 에너지 프로파일링 모듈은 디바이스 내부 배터리 유출 전류와 전압, 프로세스 소비 에너지를 측정하고 이를 이용하여 에너지 하비스팅 모듈로부터 디바이스 내부로 유입된 에너지와 디바이스 내부 소비 에너지를 계산한다. 실제 환경에서 측정한 하비스팅 된 에너지를 기상청이 제공하는 지역 일사량으로부터 계산한 에너지와의 비교를 통해 설계한 에너지 하비스팅 및 프로파일링 시스템의 적합성을 검증한다. 설계한 에너지 하비스팅 및 프로파일링 시스템은 지속 가능한 스마트 비디오 디바이스나 사물인터넷용 센서 설계에 활용될 수 있다.
This study develops a user centered outdoor jacket capable of energy harvesting based on consumer needs. Jackets are designed for typical outdoor activities such as hiking, trekking, and climbing, integrated with an energy harvesting module that can generate electric power from arm swing in outdoor and daily life walking. Textile based energy generators developed by the previous research of Lee & Roh (2018) were used. A prototype was created based on the arm swing motion experiment for location options and energy harvesting system functions, the simulation by the design sketch, and evaluation of the wearing test by experts. In-depth interviews were later conducted for the prototype with 10 outdoor experts to derive the optimal location of an energy harvesting system in three ways, and the prototype was revised to 5 styles that reflected reviews by experts on function and appearance. Research indicated that the energy harvesting jacket design signifies a user-centered design based on expert interviews and usability evaluation as well as previous research on energy generation and storage device. The jacket is convenient because it combines an energy generator in an optimal position to maximize energy generation with a storage and charging device that can be inserted into various position options for accessibility.
This paper presents a multi-functional system, consisting of a magnetorheological (MR) damper and an electromagnetic induction (EMI) device, and its applications in stay cables. The proposed system is capable of offering multiple functions: (1) mitigating excessive vibrations of cables, (2) estimating cable tension, and (3) harvesting energy for wireless sensors used health monitoring of cable-stayed bridges. In the proposed system, the EMI device, consisting of permanent magnets and a solenoid coil, can converts vibration energy into electrical energy (i.e., induced emf); hence, it acts as an energy harvesting system. Moreover, the cable tension can be estimated by using the emf signals obtained from the EMI device. In addition, the MR damper, whose damping property is controlled by the harvested energy from the EMI device, can effectively reduce excessive cable vibrations. In this study, the multi-functionality of the proposed system is experimentally evaluated by conducting a shaking table test as well as a full-scale stay cable in a laboratory setting. In the shaking table experiment, the energy harvesting capability of the EMI device for wireless sensor nodes is investigated. The performance on the cable tension estimation and the vibration mitigation are evaluated using the full-scale cable test setup. The test results show that the proposed system can sufficiently generate and store the electricity for operating a wireless sensor node twice per day, significantly alleviate vibration of a stay cable (by providing about 20% larger damping compared to the passive optimal case), and estimate the cable tension accurately within a 2.5% error.
This article aims to study the dynamical behaviours of a two species model in which non-selective harvesting of a prey-predator system by using a reasonable catch-rate function instead of usual catch-per-unit-effort hypothesis is used. A system of two ordinary differential equations(ODE's) has been proposed and analyzed with the predator functional response to prey density is considered as Hassell-Varley type functional responses to study the dynamics of the system. Positivity and boundedness of the system are studied. We have discussed the existence of different equilibrium points and stability of the system at these equilibrium points. We also analysed the system undergoes a Hopf-bifurcation around interior equilibrium point for a various parametric values which has very significant ecological impacts in this work. Computer simulation are carried out to validate our analytical findings. The biological implications of analytical and numerical findings are discussed critically.
Farm population was rapidly decreasing due to shift of the people from farm sector to the non-farm sector caused by the economic growth of the country. Especially, a great shortage of farm labor in busy farming period in June and October is becoming a serious problem in maintaining or promoting land productivity. The peak of labor requirement in summer is caused by rice transplanting and barley harvesting. In order to reduce the restrictions imposed on farm management by the concurrence of labor requirement and the lack of labor, the experimental study for mechanization of barley harvesting has been carried out in the fields. 1. The machines for barley harvesting were knap-sack type reapers, windrow reaper (power tiller attachment), binder and combine. The order of higher efficiency of machine for barley harvesting was combine, binder, windrow reaper (WR), knapsack type reaper 1(KSTR1), and knap sack type reaper 2(KSTR2; mist and duster attachment). 2. The ratio of grain loss for the manual, binder, and combine plot was about four percent of total field yield. 3. The total yield of barley in 35 days and 40 days harvesting after heading were 514 kg and 507kg per 10 ares respectively. The yield of 35 days-plot was higher than other experimental plots. 4. The lowest yield was recorded in 30 days-plot due to the large quantity of immatured grains and having lighter 1000-grain weight. The ratio of immatured grains was 2.66 percent and 1000-grain weight was 29.4 grams. 5. The total harvesting cost of the windrow reaper was 10,178 won per 10 ares. It was the lowest value compared to other machines. The next were combine, binder, KSTR1, KSTR2, and manual in sequence. As a result, the optimum time of barley harvesting for mechanization was 35-40 days after heading. Combine, binder, and windrow reaper were recommended as the suitable machines for barley harvesting in the work efficiency. However, in total harvesting cost, the windrow reaper was the most promising machine for barley harvesting.
Recently, metamaterials attracted much attention because of the potential applications for superlens, cloaking and high precision sensors. We developed several dielectric metamaterials for enhancing antireflection or light trapping capability in solar energy harvesting devices. Colloidal lithography and electrochemical anodization process were employed to fabricate self-assembed nano- and microscale dielectric metamaterials in a simple and cost-effective manner. We improved broadband light absorption in c-Si, a-Si, and organic semiconductor layer by employing polystyrene (PS) islands integrated Si conical-frustum arrays, resonant PS nanosphere arrays, and diffusive alumina nanowire arrays, respectively. We also demonstrated thin metal coated alumina nanowire array which is utilized as an efficient light-to-heat conversion layer of solar steam generating devices. The scalable design and adaptable fabrication route to our light management nanostructures will be promising in applications of solar energy harvesting system. On the other hands, broadband invisible cloaks, which continuously work while elastically deforming, are developed using smart metamaterials made of photonic and elastic crystals. A self-adjustable, nearly lossless, and broadband (10-12GHz) smart meatamaterials have great potentials for applications in antenna system and military stealth technology.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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