Use of Grasses and Mixtures of Grasses for Energy Purposes

As levels of agricultural productivity increase, there is also an increase in land area not utilized for food production. This area can be used for growing energy crops, including grasses. When land is set aside for grassing, or when the potential of perennial grasses is not utilized due to reductions in cattle herds, there is also an increased amount of grass that can be utilized for energy purposes. Experiments were carried out on the principle of single-stage anaerobic digestion within the mezophyle range. During the experiments, we measured the cumulative production of biogas and its composition. The processed grass was disintegrated by pressing and cutting. This adaptation of the material resulted in increased biogas production. The optimum proportion of grass dry matter is from 35 to 50 % in the total d.m. The results of the experiments proved the suitability of grass phytomass as a material for biogas production

Deep Learning based Model Predictive Control for Compression Ignition Engines

Machine learning (ML) and a nonlinear model predictive controller (NMPC) are used in this paper to minimize the emissions and fuel consumption of a compression ignition engine. In this work machine learning is applied in two methods. In the first application, ML is used to identify a model for implementation in model predictive control optimization problems. In the second application, ML is used as a replacement of the NMPC where the ML controller learns the optimal control action by imitating or mimicking the behavior of the model predictive controller. In this study, a deep recurrent neural network including long-short term memory (LSTM) layers are used to model the emissions and performance of an industrial 4.5 liter 4-cylinder Cummins diesel engine. This model is then used for model predictive controller implementation. Then, a deep learning scheme is deployed to clone the behavior of the developed controller. In the LSTM integration, a novel scheme is used by augmenting hidden and cell states of the network in an NMPC optimization problem. The developed LSTM-NMPC and the imitative NMPC are compared with the Cummins calibrated Engine Control Unit (ECU) model in an experimentally validated engine simulation platform. Results show a significant reduction in Nitrogen Oxides (\nox) emissions and a slight decrease in the injected fuel quantity while maintaining the same load. In addition, the imitative NMPC has a similar performance as the NMPC but with a two orders of magnitude reduction of the computation time.Comment: Submitted to Control engineering Practice (Submission date: March 9, 2022) Revised version (Submission date: June 18, 2022) Accepted on July 30, 202

Machine Learning Integrated with Model Predictive Control for Imitative Optimal Control of Compression Ignition Engines

The high thermal efficiency and reliability of the compression-ignition engine makes it the first choice for many applications. For this to continue, a reduction of the pollutant emissions is needed. One solution is the use of machine learning (ML) and model predictive control (MPC) to minimize emissions and fuel consumption, without adding substantial computational cost to the engine controller. ML is developed in this paper for both modeling engine performance and emissions and for imitating the behaviour of an Linear Parameter Varying (LPV) MPC. Using a support vector machine-based linear parameter varying model of the engine performance and emissions, a model predictive controller is implemented for a 4.5 Cummins diesel engine. This online optimized MPC solution offers advantages in minimizing the \nox~emissions and fuel consumption compared to the baseline feedforward production controller. To reduce the computational cost of this MPC, a deep learning scheme is designed to mimic the behavior of the developed controller. The performance in reducing NOx emissions at a constant load by the imitative controller is similar to that of the online optimized MPC compared to the Cummins production controller. In addition, the imitative controller requires 50 times less computation time compared to that of the online MPC optimization.Comment: Submitted to Advances in Automotive Control - 10th AAC 202

CMS physics technical design report : Addendum on high density QCD with heavy ions

Peer reviewe

Use of Grasses and Mixtures of Grasses for Energy Purposes

As levels of agricultural productivity increase, there is also an increase in land area not utilized for food production. This area can be used for growing energy crops, including grasses. When land is set aside for grassing, or when the potential of perennial grasses is not utilized due to reductions in cattle herds, there is also an increased amount of grass that can be utilized for energy purposes. Experiments were carried out on the principle of single-stage anaerobic digestion within the mezophyle range. During the experiments, we measured the cumulative production of biogas and its composition. The processed grass was disintegrated by pressing and cutting. This adaptation of the material resulted in increased biogas production. The optimum proportion of grass dry matter is from 35 to 50 % in the total d.m. The results of the experiments proved the suitability of grass phytomass as a material for biogas production

Vývoj kompozitního fytopaliva na bázi energetických rostlin

Hlavním předpokladem pro dodržení závazku České republiky produkovat 6 % energie z obnovitelných zdrojů je dostatek zdrojů energie a na druhé straně i dostatek spotřebičů. Projekt se zabývá zajištěním zdrojů energie. Cílem projektu je vybrat a navrhnout využití vhodných druhů a odrůd kulturních rostlin pro výrobu pevných biopaliv, optimalizovat složení za účelem snížení emisí a zlepšení palivářských vlastností. Určit vhodné rostlinné materiály pro výrobu pevných biopaliv. Určit technologický postup výroby pevných směsných biopaliv. Získat informace o mechanických vlastnostech směsných pevných biopaliv na bázi kombinace dřevních a stébelnatých materiálů, tj. odrol, otěr, pevnost, trvanlivost, aj

Vývoj kompozitního fytopaliva na bázi energetických rostlin

Hlavním předpokladem pro dodržení závazku České republiky produkovat 6 % energie z obnovitelných zdrojů, je dostatek zdrojů energie a na druhé straně i dostatek spotřebičů. Projekt se zabývá zajištěním zdrojů energie. Základním a nejpoužívanějším zdrojem je dřevní hmota, ale je třeba hledat jiné zdroje rostlinné fytomasy a její zpracování do formy použitelné v zařízeních určených pro spalování dřevní hmoty. Cílem projektu vybrat a navrhnout využití vhodných druhů a odrůd kulturních rostlin pro výrobu pevných biopaliv, optimalizovat složení za účelem snížení emisí a zlepšení palivářských vlastností. Určit vhodné rostlinné materiály pro výrobu pevných biopaliv. Určit technologický postup výroby pevných směsných biopaliv. Získat informace o mechanických vlastnostech směsných pevných biopaliv na bázi kombinace dřevních a stébelnatých materiálů, tj. odrol, otěr, pevnost, trvanlivost, aj. V roce 2007 byla zpracována literární rešerše, proveden byl prvotní výběr perspektivních energetických travin a jiných energetických plodin, byly provedeny chemické a fázové rozbory a stanoveny směsné poměry, vyrobeny brikety dle navržených složení

Vývoj kompozitního fytopaliva na bázi energetických rostlin

Hlavním předpokladem pro dodržení závazku České republiky produkovat 6 % energie z obnovitelných zdrojů, je dostatek zdrojů energie a na druhé straně i dostatek spotřebičů. Projekt se zabývá zajištěním zdrojů energie. Základním a nejpoužívanějším zdrojem je dřevní hmota, ale je třeba hledat jiné zdroje rostlinné fytomasy a její zpracování do formy použitelné v zařízeních určených pro spalování dřevní hmoty. Cílem projektu je vybrat a navrhnout využití vhodných druhů a odrůd kulturních rostlin pro výrobu pevných biopaliv, optimalizovat složení za účelem snížení emisí a zlepšení palivářských vlastností. Určit vhodné rostlinné materiály pro výrobu pevných biopaliv. Určit technologický postup výroby pevných směsných biopaliv. Získat informace o mechanických vlastnostech směsných pevných biopaliv na bázi kombinace dřevních a stébelnatých materiálů, tj. odrol, otěr, pevnost, trvanlivost, aj. V roce 2009 byly vyhodnoceny polní pokusy zaměřené na pěstování energetických trav, byly stanoveny výnosové charakteristiky v závislosti na termínu sklizně. Proběhly chemické rozbory fytomasy a spalovací zkoušky včetně měření plynných emisí

Importance of denitrifiers lacking the genes encoding the nitrous oxide reductase for N2O emissions from soil

International audienc

Stanoveni moznosti vyuziti odpadni biomasy ze zemedelske a potravinarske vyroby pro vyrobu tepla ekologicky setrnym zpusobem

An important part of the report were analysis of the biofuel samples and coal samples being used for common combustion. In case, the combined biomass with coal will be used, the process should be realized carefully. The fertilizing value of the brown coal ash is comparable with biomass. The heavy metals content and other trace elements, barium and strontium in particular cause in total 6x higher weight content of trace elements in brown coal in comparison with biomass. If using combined biomass combustion with brown coal the heavy metals content in ash small weight percentage of coal (10-20%) could not be significant. Basically, it will be necessary at ash application as fertilizer to make its chemical analysis and to be oriented by content of these elements in the soil. In frame of problems regarding combustion of different types and form of biomass we have performed trials on small and medium-size devicesAvailable from STL Prague, CZ / NTK - National Technical LibrarySIGLECZCzech Republi