Thesis (M.S.)--Rochester Institute of Technology, 2006. / Typescript. Includes bibliographical references (leaves 89-90).

Thesis (Ph. D.)--Ohio State University, 2005. / Title from first page of PDF file. Includes bibliographical references (p. 115-120).

Thesis (Ph. D.)--University of Texas at Austin, 2006. / Vita. Includes bibliographical references.

Στην εργασία αυτή μελετάται η ηλεκτρική απόκριση νανοσύνθετων υλικών πολυαιθυλενοξειδίου (poly(ethylene oxide)) – τροποποιημένων νανοσωλήνων άνθρακα πολλαπλού τοιχίου (MWCNT), ως συνάρτηση της περιεκτικότητας σε νανοσωλήνες άνθρακα. Συγκεκριμένα εξετάζεται η διηλεκτρική απόκριση και η ειδική αγωγιμότητα των νανοσύνθετων με παραμέτρους την περιεκτικότητα σε MWCNT, τη θερμοκρασία και τη συχνότητα του εφαρμοζόμενου ηλεκτρικού πεδίου. Από τη διηλεκτρική απόκριση εξάγονται πληροφορίες σχετικά με την μοριακή κινητικότητα του συστήματος και διεπιφανειακά φαινόμενα. Η εξάρτηση της ειδικής αγωγιμότητας από την περιεκτικότητα σε MWCNT δίνει τη δυνατότητα προσδιορισμού του κατωφλιού μετάβασης από τη μονωτική στην αγώγιμη συμπεριφορά, ενώ η εξάρτηση της ειδικής αγωγιμότητας από τη θερμοκρασία και τη συχνότητα προσφέρει τη δυνατότητα μελέτης των μηχανισμών μεταφοράς ηλεκτρικού φορτίου. Για τον καλύτερο προσδιορισμό των μηχανισμών ηλεκτρικής αγωγής εξετάζεται η δυνατότητα περιγραφής των πειραματικών αποτελεσμάτων μέσω των θεωρητικών προσεγγίσεων Variable Range Hopping model και Symmetric Hopping model. Για λόγους αναφοράς εξετάζεται και η ηλεκτρική απόκριση του καθαρού πολυμερούς και νανοσύνθετων, της ίδιας πολυμερικής μήτρας, που περιλαμβάνουν μη τροποποιημένους νανοσωλήνες άνθρακα. Τέλος, το σύνολο των αποτελεσμάτων γίνεται αντικείμενο εκτεταμένης συζήτησης. / In the present work the electric response of nanocomposites material consisted of poly (ethylene oxide) as matrix and modified multiwall carbon nanotubes (MWCNT) as reinforcing phase, is studied. Specifically, the dielectric response and the conductivity of nanocomposites is examined with parameters the content in MWCNT, the temperature and the frequency of the applied electric field. From the dielectric response valuable information concerning the molecular mobility of the systems and the interfacial phenomena can be extracted. The dependence of conductivity on the MWCNT content allows the determination of percolation threshold or critical concentration, which governs the transition from the insulating to the conductive behaviour. Moreover, the dependence of conductivity on temperature and frequency offers the possibility of studying the occurring charge transport mechanisms. Aiming to study further the type of the conduction mechanisms, the applicability of Variable Range Hopping model and Symmetric Hopping model is tested. For reasons of reference the electric response of pure polymer matrix and nanocomposites incorporating unmodified MWCNT is also examined. Finally, results become the object of an extensive discussion.

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη των υπερτάσεων οι οποίες εμφανίζονται σε φωτοβολταϊκές διατάξεις λόγω των κεραυνικών πληγμάτων, τα οποία σημειώνονται, είτε απευθείας στις διατάξεις αυτές, είτε σε παρακείμενα σημεία. Η διάρθρωση της διπλωματικής εργασίας έχει ως εξής: Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια θεωρητική ανάλυση του φωτοβολταϊκού φαινόμενου, καθώς επίσης και των ηλεκτρικών χαρακτηριστικών των φωτοβολταϊκών στοιχείων. Επίσης παρατίθενται μερικά εκ των πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων αυτής της τεχνολογίας. Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφονται συνοπτικά τα είδη των φωτοβολταϊκών πλαισίων τα οποία χρησιμοποιούνται ευρέως στην αγορά, τα μέρη τα οποία απαρτίζουν ένα φωτοβολταϊκό σύστημα, αυτόνομο ή διασυνδεδεμένο, καθώς επίσης παρουσιάζονται και κάποια οικονομικά δεδομένα τα οποία σχετίζονται με το συνολικό εκτιμώμενο κόστος μιας φωτοβολταϊκής εγκατάστασης ισχύος 100kWP. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζεται σε θεωρητικό επίπεδο ο ολοκληρωμένος τρόπος αντικεραυνικής προστασίας φωτοβολταϊκών διατάξεων, ο οποίος απαρτίζεται από δύο μέρη, την εξωτερική και την εσωτερική αντικεραυνική προστασία, όπως ορίζουν οι σχετικοί διεθνείς κανονισμοί. Στο τέταρτο κεφάλαιο πραγματοποιείται εργαστηριακή μελέτη, για να εκτιμηθεί η διηλεκτρική αντοχή ενός δοκιμαστικού φωτοβολταϊκού πλαισίου, σε κρουστική τάση τυποποιημένης μορφής 1.2/50 μsec, σύμφωνα με τον κανονισμό IEC 61730-2. Πριν και μετά τις καταπονήσεις, διεξάγονται μετρήσεις, για να διαπιστωθούν τυχόν επιπτώσεις, στις χαρακτηριστικές I-V και P-I, του δοκιμαστικού φωτοβολταϊκού πλαισίου, και, εξάγονται τα σχετικά συμπεράσματα. / The aim of this diplomatic report is the study of surges which appear in photovoltaic arrays because of the lightning’s strikes, which take place directly on these arrays or on nearby areas. The structure is as follows: In the first chapter there is a theoretical analysis of the photovoltaic phenomenon, as well as an analysis of the electrical characteristics of PV-modules. Some of the advantages and disadvantages of this technology are also mentioned. In the second chapter what are briefly described are the sorts of photovoltaic frames that are widely used in the market, the parts of which a photovoltaic system is comprised, autonomous or on grid, and some data relevant to the total estimated cost of a photovoltaic installation, of 100kWp power, are also presented. In the third chapter the completely method of lightning protection of photovoltaic arrays is presented on a theoretical basis. This method of lightning protection is divided in two parts, the outer and inner lightning protection, as the relevant international regulations demand. In the fourth chapter, a laboratory study is given, in order to evaluate the dielectric withstand of a test photovoltaic frame, in impulse voltage standard form 1.2/50 μsec, according to regulation IEC 61730-2. Measures are taken before and after the stresses for any consequences to be confirmed, in the characteristic I-V and P-I, of the test photovoltaic frame consequently the relevant conclusions are drawn.

Η μόνωση του εξοπλισμού και των εγκαταστάσεων υψηλής τάσης επιβάλλεται για την διατήρηση της διαφοράς δυναμικού ανάμεσα στα υπό υψηλή τάση αγώγιμα μέρη. Μια ευρέως χρησιμοποιούμενη κατηγορία μονωτικών υλικών είναι τα μονωτικά υγρά. Χρήση των μονωτικών ελαίων έχουμε σε μετασχηματιστές, πυκνωτές, καλώδια, μονωτήρες διέλευσης και μετασχηματιστές οργάνων. Η παρούσα εργασία εκπονήθηκε στο πλαίσιο του γενικότερου ερευνητικού αντικειμένου της μεταβολής της διηλεκτρικής αντοχής των μονώσεων σε συνάρτηση με το σύνολο των παραγόντων που την επηρεάζουν. Η μόνωση γενικότερα, αποτελεί συστατικό στοιχείο κάθε συστήματος και εξοπλισμού υψηλής τάσης, με την αντοχή της οποίας εξασφαλίζεται η εύρυθμη λειτουργία του τελευταίου. Μία μόνωση υπόκειται σε διάφορες καταπονήσεις, οι οποίες οφείλονται σε υπερτάσεις που εμφανίζονται για ποικίλους λόγους. Οι κυριότερες εξ’ αυτών είναι οι εξωτερικές υπερτάσεις, που προκαλούνται από πτώση κεραυνού σε γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, οι εσωτερικές, οι οποίες προκαλούνται από σφάλματα ή χειρισμούς που λαμβάνουν χώρα σε δίκτυα μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, και οι υπερτάσεις από υπερπηδήσεις, που εμφανίζονται κατά τη διάσπαση άλλων μονώσεων μεταξύ κυκλωμάτων διαφορετικών τάσεων. Υπό την επίδραση καταπονήσεων η μόνωση μπορεί να υποστεί μεταβολές (μόνιμες ή παροδικές) διαφόρων ιδιοτήτων της. Η ορθή σχεδίαση της μονώσεως προϋποθέτει τη γνώση των υπερτάσεων που αναμένεται να αναπτυχθούν σε αυτή. Η μορφή της υπέρτασης που εξετάζεται στην παρούσα εργασία είναι η κεραυνική κρουστική τάση. Για τις ατμοσφαιρικές υπερτάσεις (κεραυνού) έχει οριστεί ως τάση δοκιμής η κρούση 1.2/50 μs γιατί η μέση τιμή πολλών καταγραφέντων ρευμάτων κεραυνού κατέληξε σε αυτή περίπου τη μορφή. Η παραγωγή των συγκεκριμένων τάσεων πραγματοποιήθηκε από τη πολυβάθμια κρουστική γεννήτρια του εργαστηρίου Υψηλών Τάσεων, τα λειτουργικά χαρακτηριστικά της οποίας αναλύονται στο τρίτο κεφάλαιο. Σκοπός της παρούσης εργασίας είναι να καθορίσει την επίδραση διαφόρων παραγόντων στην πιθανότητα μία κρούση να προκαλέσει ηλεκτρική διάσπαση στο μονωτικό έλαιο, καθώς και να μελετήσει την επίδραση των παραγόντων αυτών στα χαρακτηριστικά της διάσπασης, από τα οποία σημαντικότερη είναι η τιμή της τάσης διάσπασης. Τα δεδομένα που προέκυψαν από τη πειραματική διαδικασία αναλύθηκαν στατιστικά και εξάχθηκαν συγκεκριμένα συμπεράσματα όσον αφορά τη φύση της εξάρτησης της διηλεκτρικής αντοχής του μονωτικού ελαίου με τους διάφορους παράγοντες που μελετήθηκαν κατά τη διεξαγωγή του πειράματος. Συγκεκριμένα αναλύθηκε η ένταση και το εύρος της εξάρτησης εξωτερικών παραγόντων, όπως οι ατμοσφαιρικές συνθήκες και τα χαρακτηριστικά του διακένου στο οποίο εφαρμόσθηκε η τάση, αλλά και εσωτερικών όπως είναι η ποιότητα του χρησιμοποιηθέντος μονωτικού ελαίου, δηλαδή ο βαθμός καταπόνησης που το χαρακτηρίζει τη στιγμή που του ασκούμε κρουστική διέγερση. / In order to retain the potential difference between under high voltage conductible particles, insulation of high voltage equipment and facilities is necessary. A commonly used group of insulating materials are insulating liquids. Most popular among them are fossil oils, which are made of oil, because of their easy provision and relatively low cost. Insulating oils are used in transformers, oil disruptors, condensers, cables, transit insulators, and tool transformers. The current essay was developed within the general research topic of the study of dielectric liquids behavior under the influence of strain. Insulation in general is an important component of all high voltage systems and equipment, and through its resistance their proper operation is ensured. An insulation subjects a variety of strains that are caused by variable reasons. The main are caused by external overvoltage, which is caused due to lightning strike on electric power transition lines, internal overvoltage, which is caused by errors and manipulations that take place in the electric power transition field, and flashover overvoltage, caused during the disruption of other insulations among circuits of different voltages. Under the influence of strains an insulation can subject changes (permanent or transient) on various of its qualities. The correct design of an insulation requires a strong knowledge of the overvoltages expecting to take place. The form of hyper voltage that is examined in this essay is lightning impact voltage. As to the atmospheric hyper voltages (lightning), it has been set as test voltage the shock 1.2/50μs, because that was more or less the form in which the average rate of many recorded currents has concluded. The production of specific voltages took place at the multi stage impact generator of the High Voltage laboratory, whose function is described in Chapter III. The purpose of this essay is to examine the influence of a variety of factors in the probability of a shock to cause electric disruption in the insulating liquid, and to study the effect of these factors on the characteristics of the disruption. The data that the experimental process revealed were statistically analyzed and certain conclusion were extracted as regards the nature of the dependence between the dielectric endurance of the insulating oil and the diverse factors studied during the conduction of this experiment. More specifically the study of both external – such as the atmospheric conditions, and internal – such as the quality of the used insulating oil, were a major part of the current essay.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-02-11Bitstream added on 2014-06-13T20:30:15Z : No. of bitstreams: 1 bellucci_fs_me_bauru.pdf: 1672549 bytes, checksum: 747a54cb81f0feea1d7b6de7d89f3600 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo deste trabalho foi estudar efeitos de escala e tamanho através de medidas de permissividade dielétrica de partículas nanométricas e/ou nanoestruturadas do óxido policátion niobato de potássio dopado com estrôncio (K'Sr IND. 2' N'b IND. 5' 'O IND. 15'), um óxido ferroelétrico da família tetragonal tungstênio bronze (TTB). A determinação da constante dielétrica de nanopartículas foi realizada através da técnica de mistura. Nesta técnica, nanopartículas de permissividade dielétrica desconhecidas são dispersas em um meio de permissividade dielétrica conhecida. A partir da resposta dielétrica da mistura a permissividade dielétrica das nanopartículas foram calculadas utilizando modelagem numérica via circuitos elétricos equivalentes. A fase K'Sr IND. 2' N'b IND. 5' 'O IND. 15, foi preparada por rota química (método poliol modificado), a temperatura de calcinação necessária à obtenção de nanopartículas foi otimizada e partículas nanoestruturadas de K'Sr IND. 2' N'b IND. 5' 'O IND. 15' monofásico foram avaliadas. A caracterização estrutural foi realizada utilizando as técnicas de difratometrica de raiox x (DRX), espectroscopia vibracional de absorção na região do infravermelho (FTIR) e ultravioleta visível (UV/vis) a partir das quais se avaliaram os parâmetros de rede, cristalinidade relativa, tamanho médio de cristalito, volume da cela unitária e energia de gap. Utilizando a técnica de espectroscopia de impedância entre 5 Hz e 3 MHz foram estudadas as propriedades dielétricas das amostras através de medidas de permissividade confirmando a existência de ferroeletricidade nas amostras e foi identificado o efeito de tamanho nas propriedades dielétricas das nanopartículas. / This work aimed the study of size effect through permittivity measurements of nanometric particles and/or nanostructured of niobate oxide K'Sr IND. 2' N'b IND. 5' 'O IND. 15', a ferroelectric oxide belonging to the tetragonal tungsten bronze family (TTB). Determination of nanoparticles dielectric constant was done using the mixture technique. In this technique, nanoparticles of unknown dielectric permittivity are dispersed in a medium of know dielectric permittivity. From the dielectric response of the mixture, the dielectric permittivity of the nanoparticles is calculated using numerical modeling by means of equivalent circuits. The K'Sr IND. 2' N'b IND. 5' 'O IND. 15' phase was prepared using a chemical route (polyol modified method) and the optmization of the temperature calcination was performed aiming to obtain nanoparticles and the resulting nanostructured particles were evaluated. The structural characterization was carried out by X-ray diffraction (XRD), infrared absorption spectroscopy (FTIR) and UV-Vis spectroscopy allowing the evaluation of cell parameters, relative crystallinity and crystallite size, unitary cell volume and gap energy. The impedance spectroscopy technique in the range from 5 Hz to 3 MHz to study dielectric properties of samples was used. The presence of ferroelectric phase in samples was confirmed and the size effect was identified on nanoparticles.

Since the development of the understanding that the electron distribution within a molecule is chiefly responsible for its properties and behavior, factors influencing this charge distribution have been of interest to scientists. The chemical reactivity of a molecule, the physical properties, and to a large extent, structure and geometry, are all functions of the electron distribution. This study examines the issue of electronic structure from two points of view, each of them focussing on a specific component within the molecules studied. In the present work, the effects of the highly polar carbonyl group on spectroscopic parameters and physical behavior are investigated. An additional area of study is the effect of fluorine substitution on the energy levels of some halogenated ethylenes. The specific parameters examined are the ionization potentials, the absorption frequencies, and the energies of a class of excited states known as molecular Rydberg states. It was during the study of these halogenated ethylenes that the observations leading to the carbonyl compound investigations were made, so that the two areas examined are connected both experimentally and chemically.

abstract: The photosynthetic reaction center is a type of pigment-protein complex found widely in photosynthetic bacteria, algae and higher plants. Its function is to convert the energy of sunlight into a chemical form that can be used to support other life processes. The high efficiency and structural simplicity make the bacterial reaction center a paradigm for studying electron transfer in biomolecules. This thesis starts with a comparison of the primary electron transfer process in the reaction centers from the Rhodobacter shperoides bacterium and those from its thermophilic homolog, Chloroflexus aurantiacus. Different temperature dependences in the primary electron transfer were found in these two type of reaction centers. Analyses of the structural differences between these two proteins suggested that the excess surface charged amino acids as well as a larger solvent exposure area in the Chloroflexus aurantiacus reaction center could explain the different temperature depenence. The conclusion from this work is that the electrostatic interaction potentially has a major effect on the electron transfer. Inspired by these results, a single point mutant was designed for Rhodobacter shperoides reaction centers by placing an ionizable amino acid in the protein interior to perturb the dielectrics. The ionizable group in the mutation site largely deprotonated in the ground state judging from the cofactor absorption spectra as a function of pH. By contrast, a fast charge recombination assoicated with protein dielectric relaxation was observed in this mutant, suggesting the possibility that dynamic protonation/deprotonation may be taking place during the electron transfer. The fast protein dielectric relaxation occuring in this mutant complicates the electron transfer pathway and reduces the yield of electron transfer to QA. Considering the importance of the protein dielectric environment, efforts have been made in quantifying variations of the internal field during charge separation. An analysis protocol based on the Stark effect of reaction center cofactor spectra during charge separation has been developed to characterize the charge-separated radical field acting on probe chromophores. The field change, monitored by the dynamic Stark shift, correlates with, but is not identical to, the electron transfer kinetics. The dynamic Stark shift results have lead to a dynamic model for the time-dependent dielectric that is complementary to the static dielectric asymmetry observed in past steady state experiments. Taken together, the work in this thesis emphasizes the importance of protein electrostatics and its dielectric response to electron transfer. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Physics 2012

Kyoto University (京都大学) / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第14161号 / 工博第2995号 / 新制||工||1444(附属図書館) / 26467 / UT51-2008-N478 / 京都大学大学院工学研究科マイクロエンジニアリング専攻 / (主査)教授 立花 明知, 教授 榊 茂好, 教授 木村 健二 / 学位規則第4条第1項該当