• 提供配置文件
  • 欢迎来到可持续能源系统中心!

    克拉克森大学从事能源研究和教育已超过30年,我们的教师的广泛兴趣和活动涵盖从工程到商业的各个学科。该中心提供了一种工具,将这些努力结合在一起,相互交流思想,并为地方、国家和国际各级的创新、可持续、合作项目产生新的概念。该中心还支持可持续环境研究所(ISE)和先进材料加工中心(CAMP)的当前努力,并与希普利创新中心密切相关。

产品组合
  • 克拉克森大学能源研究中心

  • 克拉克森学院的研究兴趣涵盖了能源相关领域的广泛领域。
      • 生物能源

      • 将生物质和有机废物转化为生物燃料,包括燃料油和汽油,用于供热和发电,以及相关的环境影响和社会后果是本研究领域的中心。纽约北部丰富的生物质原料及其促进区域经济发展的潜力是巨大的。研究范围从利用热化学和生物手段(如生物催化微反应器)将生物质转化为燃料,到社会学研究,以调查农民不愿采用厌氧消化等新能源技术的原因,即使这些技术能带来经济效益。该研究领域的资金由NYSERDA、NY Ag & Markets、USDA和DOE提供。与当地农民和CoolBrands公司(一家当地乳制品加工厂)建立了合作关系,将研究成果转化为能源消费者/发电机。
          • 风能

              • 30多年前,克拉克森开始研究使用垂直轴风力涡轮机作为当地农村能源的来源。今天,研究人员继续研究从风中提取能量的有效策略。目前的研究重点是1-100kW范围内的小型涡轮机,适用于农村,住宅和商业应用。一些概念利用新颖的叶片概念来提高效率,降低噪音和增强低风速性能。克拉克森还在波茨坦的风力涡轮机试验场测试小型涡轮机原型。纽约的未来能源解决方案公司和康涅狄格州的Optiwind公司目前正在资助新的设计概念,包括用于商业用途的大型涡轮机。
              • 太阳能

                  • 虽然硅基光伏(PV)器件迄今为止已被广泛使用,但其成本导致人们对用于PV器件的有机和有机-无机混合材料产生了极大的兴趣。这些材料包括各种导电聚合物、量子点和半导体氧化物,它们在光电和电化学器件(如太阳能电池、传感器)中都有很大的应用潜力。特别是,基于具有有序纳米级特征的材料的光伏系统受到高度追捧,因为它们可以通过改善电荷分离和减少激发(正负电荷对)重组来提高效率。目前的工作重点是通过使用有序的聚合物纳米复合材料来制造潜在的低成本、大面积的光伏器件。这将提高效率,并使设备非常灵活,可以印刷到柔性基板上。克拉克森先进材料加工中心的工作,与RPI和康宁公司的合作以及NYSERDA的支持正在帮助促进这项工作。
                  • 燃料电池和氢技术

                  • 氢燃料电池的采用将需要在相对较短的时间内进行重大的基础设施投资。氢的极端反应性被认为是一个严重的危险因素。氢的气态特性使得氢的安全性与汽油的安全性有很大的不同,从而导致氢的传播模式不同。为了安全运输、分配和交付,必须对氢基础设施进行实时监控。克拉克森正在与康奈尔大学合作开发一个MEMS传感器平台,用于检测氢气浓度和压力,以满足安全和储存需求。

                    其他项目包括工业固体氧化物燃料电池的建模和优化,使用超级电容器改善燃料电池的瞬态响应,以及为固体氧化物燃料电池(SOFCs)和质子交换膜燃料电池(pemfc)结合新的纳米材料。
                      • 地热能源

                          • 地热能具有巨大的潜力,可以为我国社会的住宅和商业部门提供持续的清洁和可靠的能源,这些部门消耗了我国能源需求的主要部分。地热能的实现相当简单,因为热量可以从地球表面相对较浅的距离提取。地热能与结构桩基础相结合,可以作为建筑的替代能源解决方案。这种类型的地源热提取在欧洲和亚洲已经存在多年,是一种清洁能源技术,据报道二氧化碳排放量减少了50%,并且减少了对一次能源的需求[1]。它不仅适用于住宅,也适用于多层商业建筑。它们也是有益的,因为它们可以在一个系统内提供结构和加热/冷却需求,并且需要较少的土地使用和前期成本。地热能桩通常以适合支撑上述结构的模式布置,典型的横截面由混凝土、钢筋和高密度聚乙烯管组成。将油管和钢筋布置在一起,然后放入钻出的竖井或钻孔中,并填入混凝土。一旦所有的桩都到位,管道连接到一个地源热泵循环传热介质贯穿。当介质被泵送时,它通过传热过程被地面加热,然后被泵回建筑物并分布在整个建筑物中。 Energy pile foundations have the ability to use ground source heat and raise the relatively low temperature to a usable level.

                            本研究项目的目的是了解地源热泵系统对结构桩基础的热-水-力学效应。为了确定混凝土基础的长期结构稳定性,了解加热和冷却循环对混凝土基础性能的影响是很重要的。由于桩在加热和冷却循环时会膨胀,在冷却时会收缩,因此对桩的结构完整性产生了问题。为了更好的设计实践和标准,必须了解土-桩界面的热-水-力学响应。

                            1.银行,大卫。热地质学导论:地源加热与冷却。牛津:Blackwell Ltd, 2008。打印。
                            2.Brandl, H。“能源基础和其他热电活跃的地面结构。”岩土工程56(2006):81-122。
                          • 能源效率

                          • 无论是在复印机还是运输车辆中,有效利用能源对降低成本和排放至关重要。能源效率是一种经济资源,可以被认为是一种替代的“燃料”。终端设备每节省一瓦电力,燃煤电厂就能节省大约6瓦电力,同时还能减少与发电相关的排放。目前的项目包括NYSERDA关于减少卡车阻力以提高燃油经济性和回收卡车废气以产生车辆使用动力的项目,以及NYSTAR-Xerox关于复印机热扩散辊效率的项目。
                              • 能量收集与储存

                                  • 随着器件尺寸的不断缩小,器件的功耗要求也在不断降低。近年来,一种从环境中获取能量而不是从发电机、电力线或电池中获取能量的趋势正在发展。几乎所有的系统都受到来自环境的各种类型的瞬态和振动激励。在许多情况下,振动水平足以产生足够的能量来驱动压电马达和无线通信设备。该研究小组的教师正在与康奈尔大学的教师合作,开发一系列使用MEMS技术制造的自调谐机械振荡器,并且由运输研究委员会资助的一个项目正在进行中,该项目旨在设计和开发利用桥梁振动为桥梁监测传感器供电的发电机。
                                  • 电力系统

                                      • 将间歇性可再生能源(如太阳能和风能)整合到现有电网中尤其具有挑战性。虽然一部分电力用于独立应用,但大部分电力被送入电网。人们正在努力确定分布式能源为电网运营提供的好处,例如减少损失和延迟容量。克拉克森高压实验室的加速寿命测试能力用于提高电网的可靠性。最近来自NYSERDA和GE能源系统的支持,用于开发加速寿命评估工具,用于测试复杂工业环境的可靠性和寿命评估。希望公用事业设计人员能够最大限度地提高其升级的可靠性,帮助确定需要特殊控制以防止或检测故障模式的关键或重要设计或过程特征。
                                      • 能源教育

                                          • 能源素养:使学生能够在日常生活中做出深思熟虑的能源相关决定、选择和行动

                                            提高公众对能源有关问题的认识,对促进节约和提高效率以及便于采用新能源技术至关重要。能源教育活动的范围从中学到博士。K-12的拓展包括能源系统(8年级)和氢/生物燃料经济(高中)单元的开发和实施。这些单元由我们自己的研究生与当地教师合作教授。还为教师设立了STEM讲习班,为课堂提供与能源有关的教育和想法。

                                            在大学一级,新开设了可持续能源系统工程本科辅修课程。这门辅修课程强调所有的工程学科都是开发和评估技术的必要条件,这些技术既可以提高我们的能源使用效率,又可以促进可再生能源和替代能源的发展。

                                            学术研究活动,如能源素养评估项目,包括持续努力衡量学生的能源素养,并评估各种K-12课程计划的有效性。已经开发了一份书面调查,根据能源素养定义的内容目标测量与能源相关的知识、态度和行为。目前的研究使用能源素养调查作为一种可靠、有效的方法来检查纽约州大量中学生和高中生的能源素养水平,并调查学生在能源素养方面的收获与他们在学校接受的能源教育之间的关系。这些项目是由NSF和nyed资助的。
                                          • 能源系统对环境的影响

                                              • 研究人员估计,全球80%以上的空气污染来自我们的能源系统。克拉克森的研究人员多年来一直在测量和模拟排放、下风浓度以及人类对交通和电力生产能源系统的暴露。其他研究人员正在努力估计各种能源系统对整个生命周期的环境影响。

                                                目前的合作者和资助伙伴
                                                美国能源部
                                                环境保护署
                                                NYSERDA
                                                美国农业部
                                              • 能源政策

                                              • 能源政策是政府(有时是另一个实体)决定指导能源发展的方式:生产、分配和消费。这可以包括立法、国际条约、投资激励、市场设计、纯粹的监管、预测和可再生能源的整合、节能和效率指导方针、税收、规划、能源安全和其他公共政策问题。

                                                在全球气候变化的背景下,围绕能源政策的问题与世界环境和经济决策的互动比以往任何时候都多。能源政策是整合可持续技术的关键,尤其是与我们目前的电网系统相结合。它直接影响着我们关于可再生能源的能源储存的决定,以及大量其他公共政策选择,这些政策决定了可持续性激励、财政政策、供需和能源供应的可靠性。

                                                在克拉克森大学,我们将能源政策研究与我们的几门课程结合起来,包括能源与社会、创建环境政策、生物燃料和农场政策、环境科学与政策概论、风险分析、环境领导、环境法和环境政策。例如,学生们正在研究能源政策与交通、能源系统的电力生产以及可能与健康影响或气候变化有关的替代燃料排放的污染物的影响。重点是综合科学和政策的整体方法。
                                                  • 交通系统

                                                  • 一个设计合理的交通系统可以提高交通的流动性和可达性,同时最大限度地减少对我们的物理、自然和社会环境的危害。总体目标是将工程师、科学家、社会科学家、生物学家、生态学家和经济学家聚集在一起,创造知识和技术,为交通能源系统带来更好的投资和更明智的政策。

                                                    一些专业知识和研究领域是:

                                                    桥梁荷载评定与结构健康监测
                                                    结构和机械状态评估的振动监测和模态分析
                                                    巷道与桥梁设计
                                                    传感器开发和部署
                                                    冬季保养方法