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Results for “off-grid”

Search indexed NASA NTRS and DOE OSTI research on propulsion, heat transfer, battery materials and energy systems. Follow report and document links to the original sources.

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DOE OSTI2021

2020 System Optimization Awardee: Carter Wind Turbines

With support from the Competitiveness Improvement Project's System Optimization Award, Carter Wind Energy aims to lower the cost of distributed wind technology and expand deployment. To do so, the company will improve the cost-effectiveness and reliability of midsize wind turbines for remote, off-grid power applications, creating new wind energy deployment opportunities worldwide. This fact sheet provides an overview of Carter Wind Energy's project, how the company will achieve the goals of the award, and how the project fits within the overall Competitiveness Improvement Project.

CIP↗
DOE OSTI2022

A Novel Power-Hardware-in-the-Loop Interface Method for Grid-forming Inverter Systems: Preprint

Power Hardware-in-the-Loop (PHIL) simulation of grid-forming (GFM) inverter systems facilitates the testing of drastic scenarios like on-grid to off-grid transition, islanded microgrid operation without stiff grid etc. To the authors best knowledge, most of studies in literature are focused on PHIL simulation for grid-following inverter systems and only few studies are focused on GFM inverters and those are challenging and problematic especially for high-power applications. In this article, a novel PHIL simulation platform is proposed that enables interfacing of high-power GFM inverter systems. It proposes the concept of a virtual GFM inverter as a part of the proposed PHIL interface for GFM inverter. This addition of virtual GFM inverter in the PHIL interface expands the conventional Ideal Transformer Model (ITM) method and enables it to overcome the issues of instability of existing ITM methods. In the validation stage, a PHIL experiment is conducted on a 3-phase 480 V, 125 kVA GFM inverter system with proposed interfacing method. The results corroborates the fact that the proposed PHIL simulation method performs well and stable for GFM inverter system.

grid-forming inverters↗
DOE OSTI2023

Tabulated Database of Closed-Loop Geothermal Systems Performance for Cloud-Based Technical and Economic Modeling of Heat Production and Electricity Generation: Preprint

To better understand the heat production, electricity generation performance and economic viability of closed loop geothermal systems in hot-dry-rock, the Closed Loop Geothermal Group, a consortium of several national labs and academic institutions has tabulated time-dependent numerical solutions and levelized cost results of two popular closed loop heat exchanger designs (u-tube and co-axial). The heat exchanger designs were evaluated for two working fluids (water and super-critical CO2) while varying seven continuous independent parameters of interest (i.e., mass flow rate, vertical depth, horizontal extent, borehole diameter, formation gradient, formation conductivity, and injection temperature). The corresponding numerical solutions (approximately 1.2 million per heat exchanger design) are stored as multi-dimensional HDF5 datasets and can be queried at off-grid points using multi-dimensional linear interpolation. A Python script was developed to query this database and estimate time-dependent electricity generation using an Organic Rankine cycle (for water) or direct turbine expansion cycle (for CO2) and perform a cost assessment. This document aims to give an overview of the HDF5 database file and highlights how to read, visualize, and query quantities of interest (e.g., levelized cost of electricity, levelized cost of heat) using the accompanying python scripts. Details regarding the capital, operation, and maintenance and levelized cost calculation using the TEA (techno-economic analysis) script are provided.

co-axial↗
DOE OSTI2023

Hybrid Energy System to H2 to Green Steel/Ammonia

Green hydrogen is a vital pathway to decarbonize industrial sectors responsible for the largest portion of greenhouse gas emissions, including ammonia/fertilizer and steel. It takes approximately a GW-scale renewables hybrid-H2 system to fully convert one average U.S. steel plant to a green steel plant, with an annual production capacity of 100 million metric tons per year. The optimized cost-effective operation of renewables-H2 plants are highly dependent on location and the specific end use designs. This project focused on the analysis of GW-scale off-grid, tightly-coupled, co-located systems to reduce overall cost compared with steam methane reform with and without carbon capture and grid connected systems (see Figure 1).

ammonia↗
DOE OSTI2025

General field evaluation in high-order meshes on GPUs

Robust and scalable function evaluation at any arbitrary point in the finite/spectral element mesh is required for querying the partial differential equation solution at points of interest, comparison of solution between different meshes, and Lagrangian particle tracking. This is a challenging problem, particularly for high-order unstructured meshes partitioned in parallel with MPI, as it requires identifying the element that overlaps a given point and computing the corresponding reference space coordinates. Here, we present a robust and efficient technique for general field evaluation in large-scale high-order meshes with quadrilaterals and hexahedra. In the proposed method, a combination of globally partitioned and processor-local maps are used to first determine a list of candidate MPI ranks, and then locally candidate elements that could contain a given point. Next, element-wise bounding boxes further reduce the list of candidate elements. Finally, Newton’s method with trust region is used to determine the overlapping element and corresponding reference space coordinates. Since GPU-based architectures have become popular for accelerating computational analyses using meshes with tensor-product elements, specialized kernels have been developed to utilize the proposed methodology on GPUs. The method is also extended to enable general field evaluation on surface meshes. The paper concludes by demonstrating the use of the proposed method in various applications ranging from mesh-to-mesh transfer during r-adaptivity to Lagrangian particle tracking.

97 MATHEMATICS AND COMPUTING↗
DOE OSTI2023

A techno-economic evaluation of solar-powered green hydrogen production for sustainable energy consumption in Belgium

Here this study focuses on the production and consumption of solar-powered green hydrogen in Belgium by comparing the costs of domestic production with those of imports from Morocco and Namibia. The levelized cost of hydrogen (LCOH) is determined via a techno-economic assessment considering various parameters including, power connectivity, electrolyzer types, location factors, and risk premium. The results show that the lowest LCOH can be achieved by on-grid Proton exchange membrane electrolyzers (PEMEL). LCOH of production in Belgium, Morocco, and Namibia with a PEMEL on-grid system are 5.64, 6.32 and 5.13 euro/kg H 2 , respectively. Thus, importing hydrogen from Namibia to Belgium is more competitive than domestic production. The sensitivity analysis suggests that a target LCOH of 3 euro/kg H 2 is achievable by importing from Namibia through various cost combinations. One of these combinations involves reducing the cost of PV panels to 222.3 euro/kW (70% reduction) and electrolyzers to 363.3 euro/kW (25% reduction).

08 HYDROGEN↗
DOE OSTI2023

Wind as a Distributed Energy Resource

Distributed wind can be installed in a wide range of locations and wind conditions, supporting millions of systems and thousands of gigawatts of power production capacity. As a result, utilities, communities, and nations are looking to distributed generation as an effective way to meet future energy needs. This fact sheet provides an overview of distributed wind, including where distributed wind projects can be located, and how U.S. and international research supports distributed wind applications. This fact sheet was produced as a resource for the International Energy Agency Task 41 members to use as an educational resource.

behind-the-meter wind energy↗
DOE OSTI2024

Guide de base pour l'energie solaire hors reseau en Haiti: 1. Principes de base de l'electricite, de l'acces a l'energie et de l'energie solaire hors reseau

Cette formation donne un apercu des informations et des concepts cles de l'energie solaire hors reseau en Haiti, renforcant ainsi les connaissances fondamentales et la capacite de catalyser l'interet pour l'energie solaire hors reseau pour l'electrification rurale en Haiti. Ce cours a rythme libre est offert en anglais et en francais et couvre une variete de sujets lies a l'acces a l'energie en Haiti, notamment les produits solaires hors reseau, le potentiel du marche en Haiti, les considerations liees a l'offre et a la demande, la conception, l'installation et la maintenance du systeme, -modeles commerciaux solaires en reseau, modelisation financiere, genre et acces a l'energie, utilisation productive de l'energie et adaptation au climat. La formation est destinee aux etudiants universitaires, aux partenaires gouvernementaux, aux ONG, aux bailleurs de fonds, aux partenaires de developpement, aux professionnels, etc. Aucune connaissance prealable du solaire hors reseau ou d'Haiti n'est requise pour beneficier de cette formation. See NREL/PR-7A40-89244 for the English translation of this document.

electricity↗
DOE OSTI2024

Guide de base pour l'energie solaire hors reseau en Haiti: 2. Produits cles et assurance qualite pour le solaire hors reseau

Cette formation donne un apercu des informations et des concepts cles de l'energie solaire hors reseau en Haiti, renforcant ainsi les connaissances fondamentales et la capacite de catalyser l'interet pour l'energie solaire hors reseau pour l'electrification rurale en Haiti. Ce cours a rythme libre est offert en anglais et en francais et couvre une variete de sujets lies a l'acces a l'energie en Haiti, notamment les produits solaires hors reseau, le potentiel du marche en Haiti, les considerations liees a l'offre et a la demande, la conception, l'installation et la maintenance du systeme, -modeles commerciaux solaires en reseau, modelisation financiere, genre et acces a l'energie, utilisation productive de l'energie et adaptation au climat. La formation est destinee aux etudiants universitaires, aux partenaires gouvernementaux, aux ONG, aux bailleurs de fonds, aux partenaires de developpement, aux professionnels, etc. Aucune connaissance prealable du solaire hors reseau ou d'Haiti n'est requise pour beneficier de cette formation. See NREL/PR-7A40-89245 for the English translation of this document.

ENERGY PLANNING, POLICY, AND ECONOMY,SOLAR ENERGY↗
DOE OSTI2024

Guide de base pour l'energie solaire hors reseau en Haiti: 3. Potentiel du marche de l'energie solaire hors reseau en Haiti

Cette formation donne un apercu des informations et des concepts cles de l'energie solaire hors reseau en Haiti, renforcant ainsi les connaissances fondamentales et la capacite de catalyser l'interet pour l'energie solaire hors reseau pour l'electrification rurale en Haiti. Ce cours a rythme libre est offert en anglais et en francais et couvre une variete de sujets lies a l'acces a l'energie en Haiti, notamment les produits solaires hors reseau, le potentiel du marche en Haiti, les considerations liees a l'offre et a la demande, la conception, l'installation et la maintenance du systeme, -modeles commerciaux solaires en reseau, modelisation financiere, genre et acces a l'energie, utilisation productive de l'energie et adaptation au climat. La formation est destinee aux etudiants universitaires, aux partenaires gouvernementaux, aux ONG, aux bailleurs de fonds, aux partenaires de developpement, aux professionnels, etc. Aucune connaissance prealable du solaire hors reseau ou d'Haiti n'est requise pour beneficier de cette formation. See NREL/PR-7A40-89246 for the English translation of this document.

ENERGY PLANNING, POLICY, AND ECONOMY,SOLAR ENERGY↗
DOE OSTI2024

Guide de base pour l'energie solaire hors reseau en Haiti: 5. Conception et modelisation de systemes solaires hors reseau

Cette formation donne un apercu des informations et des concepts cles de l'energie solaire hors reseau en Haiti, renforcant ainsi les connaissances fondamentales et la capacite de catalyser l'interet pour l'energie solaire hors reseau pour l'electrification rurale en Haiti. Ce cours a rythme libre est offert en anglais et en francais et couvre une variete de sujets lies a l'acces a l'energie en Haiti, notamment les produits solaires hors reseau, le potentiel du marche en Haiti, les considerations liees a l'offre et a la demande, la conception, l'installation et la maintenance du systeme, -modeles commerciaux solaires en reseau, modelisation financiere, genre et acces a l'energie, utilisation productive de l'energie et adaptation au climat. La formation est destinee aux etudiants universitaires, aux partenaires gouvernementaux, aux ONG, aux bailleurs de fonds, aux partenaires de developpement, aux professionnels, etc. Aucune connaissance prealable du solaire hors reseau ou d'Haiti n'est requise pour beneficier de cette formation. See NREL/PR-7A40-89248 for the English translation of this document.

designing↗
DOE OSTI2024

Guide de base pour l'energie solaire hors reseau en Haiti: 7. Elements des modeles commerciaux pour le solaire hors reseau

Cette formation donne un apercu des informations et des concepts cles de l'energie solaire hors reseau en Haiti, renforcant ainsi les connaissances fondamentales et la capacite de catalyser l'interet pour l'energie solaire hors reseau pour l'electrification rurale en Haiti. Ce cours a rythme libre est offert en anglais et en francais et couvre une variete de sujets lies a l'acces a l'energie en Haiti, notamment les produits solaires hors reseau, le potentiel du marche en Haiti, les considerations liees a l'offre et a la demande, la conception, l'installation et la maintenance du systeme, -modeles commerciaux solaires en reseau, modelisation financiere, genre et acces a l'energie, utilisation productive de l'energie et adaptation au climat. La formation est destinee aux etudiants universitaires, aux partenaires gouvernementaux, aux ONG, aux bailleurs de fonds, aux partenaires de developpement, aux professionnels, etc. Aucune connaissance prealable du solaire hors reseau ou d'Haiti n'est requise pour beneficier de cette formation. See NREL/PR-7A40-89250 for the English translation of this document.

business↗
DOE OSTI2024

Guide de base pour l'energie solaire hors reseau en Haiti: 8. Modelisation financiere pour le solaire hors reseau

Cette formation donne un apercu des informations et des concepts cles de l'energie solaire hors reseau en Haiti, renforcant ainsi les connaissances fondamentales et la capacite de catalyser l'interet pour l'energie solaire hors reseau pour l'electrification rurale en Haiti. Ce cours a rythme libre est offert en anglais et en francais et couvre une variete de sujets lies a l'acces a l'energie en Haiti, notamment les produits solaires hors reseau, le potentiel du marche en Haiti, les considerations liees a l'offre et a la demande, la conception, l'installation et la maintenance du systeme, -modeles commerciaux solaires en reseau, modelisation financiere, genre et acces a l'energie, utilisation productive de l'energie et adaptation au climat. La formation est destinee aux etudiants universitaires, aux partenaires gouvernementaux, aux ONG, aux bailleurs de fonds, aux partenaires de developpement, aux professionnels, etc. Aucune connaissance prealable du solaire hors reseau ou d'Haiti n'est requise pour beneficier de cette formation. See NREL/PR-7A40-89251 for the English translation of this document.

ENERGY PLANNING, POLICY, AND ECONOMY,SOLAR ENERGY↗
DOE OSTI2024

Guide de base pour l'energie solaire hors reseau en Haiti: 6. Installation, exploitation et entretien des systemes solaires hors reseau

Cette formation donne un apercu des informations et des concepts cles de l'energie solaire hors reseau en Haiti, renforcant ainsi les connaissances fondamentales et la capacite de catalyser l'interet pour l'energie solaire hors reseau pour l'electrification rurale en Haiti. Ce cours a rythme libre est offert en anglais et en francais et couvre une variete de sujets lies a l'acces a l'energie en Haiti, notamment les produits solaires hors reseau, le potentiel du marche en Haiti, les considerations liees a l'offre et a la demande, la conception, l'installation et la maintenance du systeme, -modeles commerciaux solaires en reseau, modelisation financiere, genre et acces a l'energie, utilisation productive de l'energie et adaptation au climat. La formation est destinee aux etudiants universitaires, aux partenaires gouvernementaux, aux ONG, aux bailleurs de fonds, aux partenaires de developpement, aux professionnels, etc. Aucune connaissance prealable du solaire hors reseau ou d'Haiti n'est requise pour beneficier de cette formation. See NREL/PR-7A40-89249 for the English translation of this document.

ENERGY PLANNING, POLICY, AND ECONOMY,SOLAR ENERGY↗
DOE OSTI2024

Guide de base pour l'energie solaire hors reseau en Haiti: 9. Genre et acces a l'energie

Cette formation donne un apercu des informations et des concepts cles de l'energie solaire hors reseau en Haiti, renforcant ainsi les connaissances fondamentales et la capacite de catalyser l'interet pour l'energie solaire hors reseau pour l'electrification rurale en Haiti. Ce cours a rythme libre est offert en anglais et en francais et couvre une variete de sujets lies a l'acces a l'energie en Haiti, notamment les produits solaires hors reseau, le potentiel du marche en Haiti, les considerations liees a l'offre et a la demande, la conception, l'installation et la maintenance du systeme, -modeles commerciaux solaires en reseau, modelisation financiere, genre et acces a l'energie, utilisation productive de l'energie et adaptation au climat. La formation est destinee aux etudiants universitaires, aux partenaires gouvernementaux, aux ONG, aux bailleurs de fonds, aux partenaires de developpement, aux professionnels, etc. Aucune connaissance prealable du solaire hors reseau ou d'Haiti n'est requise pour beneficier de cette formation. See NREL/PR-7A40-89252 for the English translation of this document.

ENERGY PLANNING, POLICY, AND ECONOMY,SOLAR ENERGY↗
DOE OSTI2024

Guide de base pour l'energie solaire hors reseau en Haiti: 11. Adaptation et resilience au climat

Cette formation donne un apercu des informations et des concepts cles de l'energie solaire hors reseau en Haiti, renforcant ainsi les connaissances fondamentales et la capacite de catalyser l'interet pour l'energie solaire hors reseau pour l'electrification rurale en Haiti. Ce cours a rythme libre est offert en anglais et en francais et couvre une variete de sujets lies a l'acces a l'energie en Haiti, notamment les produits solaires hors reseau, le potentiel du marche en Haiti, les considerations liees a l'offre et a la demande, la conception, l'installation et la maintenance du systeme, -modeles commerciaux solaires en reseau, modelisation financiere, genre et acces a l'energie, utilisation productive de l'energie et adaptation au climat. La formation est destinee aux etudiants universitaires, aux partenaires gouvernementaux, aux ONG, aux bailleurs de fonds, aux partenaires de developpement, aux professionnels, etc. Aucune connaissance prealable du solaire hors reseau ou d'Haiti n'est requise pour beneficier de cette formation. See NREL/PR-7A40-89254 for the English translation of this document.

adaptation↗
DOE OSTI2024

Guide de base pour l'energie solaire hors reseau en Haiti: 4. Considerations relatives a la demande et a l'offre pour l'energie solaire hors reseau

Cette formation donne un apercu des informations et des concepts cles de l'energie solaire hors reseau en Haiti, renforcant ainsi les connaissances fondamentales et la capacite de catalyser l'interet pour l'energie solaire hors reseau pour l'electrification rurale en Haiti. Ce cours a rythme libre est offert en anglais et en francais et couvre une variete de sujets lies a l'acces a l'energie en Haiti, notamment les produits solaires hors reseau, le potentiel du marche en Haiti, les considerations liees a l'offre et a la demande, la conception, l'installation et la maintenance du systeme, -modeles commerciaux solaires en reseau, modelisation financiere, genre et acces a l'energie, utilisation productive de l'energie et adaptation au climat. La formation est destinee aux etudiants universitaires, aux partenaires gouvernementaux, aux ONG, aux bailleurs de fonds, aux partenaires de developpement, aux professionnels, etc. Aucune connaissance prealable du solaire hors reseau ou d'Haiti n'est requise pour beneficier de cette formation. See NREL/PR-7A40-89247 for the English translation of this document.

customers↗