SC
Siqi Chen
Author with expertise in Lithium-ion Battery Management in Electric Vehicles
Achievements
Cited Author
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
12
(8% Open Access)
Cited by:
254
h-index:
29
/
i10-index:
71
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

An Anti‐Swellable Hydrogel Strain Sensor for Underwater Motion Detection

Jiayuan Ren et al.Dec 7, 2021
Abstract Hydrogel‐based wearable electronic devices have received increasing attention. However, the construction of underwater strain sensors remains a significant challenge because of the swelling of hydrogels in an aquatic environment. This work presents the fabrication of an anti‐swellable hydrogel composed of polyvinyl alcohol (PVA), a copolymer of [2‐(methacryloyloxy) ethyl]dimethyl‐(3‐sulfopropyl) ammonium hydroxide (SBMA) and 2‐hydroxyethyl methacrylate. Interestingly, facile switch of the SBMA moiety from neutral to positively charged status at a low pH value leads to reduced osmotic pressure of the hydrogel for electrostatic repulsion‐driven elimination of water molecules and anti‐swelling. The resulting anti‐swellable hydrogel exhibits high toughness (518 kJ m −3 ) and compressive modulus (8.12 Mpa), ionic conductivity (up to 4.58 S m −1 ), and anti‐swelling behavior (equilibrium swelling ratio of 9% in water for 30 days). An underwater strain sensor based on this anti‐swellable hydrogel is further developed to monitor the movements of underwater sports. High sensitivity is achieved to identify multidirectional motions, including raising the head, swinging the arm, bending the elbow, knee and finger. Therefore, this study offers a facile strategy to generate hydrogel‐based sensors that can be adopted in an underwater environment as well as expands the potential applications of wearable electronic devices.
0
Paper
Citation254
0
Save
0

Novel Frequency Regulation Scheme of Grid-Forming MMC-HVDC with DC-ESS for Wind Farm Integration

Xiaotian Yuan et al.Apr 11, 2024
The energy storage system (ESS) is recognized as a promising approach to enable renewables to participate in frequency regulation. This paper proposed a novel DC-ESS topology in the modular multilevel converter-high voltage direct current (MMC-HVDC) system for the wind energy conversion. The DC-ESS consists of series-connected sub-modules, which are composed battery model and DC-DC module. The basic control strategy of DC-ESS is investigated. Based on the DC-ESS topology, the grid-forming control structure and the frequency regulation scheme are well designed by coordinating the coupling interactions among the wind farm, MMC-HVDC and DC-ESS. The proposed topology and frequency regulation scheme has merits of: 1) The DC-ESS is easy to implement and has compact structure, independent ESS configuration, which is suitable for high voltage level and large ESS capacity application. 2) The proposed scheme can provide strong frequency support for the weak AC system without losing maximum power point tracking (MPPT) and need of phase-locked loop (PLL). Simulations are carried out under various network disturbances to validate the proposed topology and the frequency regulation scheme.
0

Fully coupled dynamic analysis of novel floating dual-rotor wind turbines

Siqi Chen et al.Jan 1, 2025
This paper employs a fully coupled aero-hydro-servo-elastic approach to develop numerical models for the 10 MW floating single-rotor wind turbine (SRWT) and the 5 MW-5 MW floating dual-rotor wind turbine (DRWT). A series of numerical simulations was conducted to investigate the aerodynamic characteristics, wake characteristics, dynamic response, and tower base force characteristics of two types of wind turbines. The results under three conditions—wind only, wave only, and combined wind and wave were analyzed and compared. The results indicate that the rated wind speeds of the floating SRWT and DRWT are 11.4 and 14 m/s, respectively. Under wind-only conditions, the aerodynamic force of DRWT is greater than that of SRWT when the wind speed reaches the rated speed of DRWT. However, when the wind speed is below the rated speed of DRWT, the results are the opposite. Regarding aerodynamic wake recovery, the DRWT demonstrates greater advantages due to the mutual interaction and mixing of the wakes. In terms of platform motion and tower base forces, the DRWT not only exhibits greater stability in sway, heave, roll, and yaw degrees of freedom but also shows lower average values for both the force and bending moment at the tower base. Under combined wind and wave conditions, the DRWT exhibits more complex high-frequency response characteristics compared to the SRWT. This paper offers a comprehensive analysis of the floating DRWT in comparison with the floating SRWT and provides insight for future design optimizations of DRWTs.
Load More