The environmental impact assessment of organic fraction of municipal solid waste (OF/MSW)-to-biofuel structures is essential prior to scaling them up to identify worrisome impacts on ecosystems, resources, human health, and climate. The current article aims to address a sustainable and comprehensive guide for analyzing the environmental impacts (based on the life cycle analysis (LCA)) of different OF/MSW-to-biofuel structures. To analyze different structures, three pre-treatment procedures (namely, hot water/acetone organosolv/ acid), two different hydrolysis treatment ways (acidic/enzymatic), and different fermentation alternative methods (ethanolic/acetone-ethanol-butanol fermentations) were considered. The findings of the research indicated that scenarios based on acetone-ethanol-butanol fermentation cannot address a favorable environmental performance (due to the insufficiency of the avoided effects of the output products to compensate the environmental burdens caused by acetone pre-treatment). In contrast, scenarios based on ethanolic fermentation integrated with hot water or acid-based pre-treatment process can address superior environmental performances compared to scenarios based on acetone-ethanol-butanol fermentation and ethanolic (with acetone pre-treatment). Comprehensively, Scenario S-4 (as most eco-friendly Scenario) yielded the greatest net environmental savings with reductions of -857.16 potentially disappeared fraction/m2 per year, -214.3 kg CO2 equivalent per ton of OF/MSW, and -3.33 GJ per ton of OF/MSW processed.

This experimental study proposes a new approach to enhance heat transfer performance inside heat exchangers of engine by tandem utilization of bubble injection and a punched zigzag strip turbulator. The side edges of the zigzag turbulator underwent two distinct geometry modifications, involving V and U shape cuts. These cuts were made at varying zigzag angles, ranging from 60º to 150º and four diffirent surface area. The potential improvement in thermal efficiency of the heat exchanger was evaluated at different inlet Reynolds number ranging from 5390 to 10860. Based on survey results, it has been demonstrated that at a Reynolds number of 5390, the Nusselt number and friction factor increase by 48% and 154% for U-Cut with a bending angle of 150 º, and by 61% and 170% for V-Cut, respectively. Hence, V-cut boasts a TEF of 1.15, representing a 6.5% improvement over U-cut. Additionally, to assess further enhancement, air bubbles with flow rate ranging 2-6 LPM were introduced to the central tube while maintaining the superior geometry. The data suggests that incorporating air bubbles can enhance heat transfer up to 142%, achieving a TEF of 1.17 at an air flow rate of 6 LPM.

The susceptibility of a two-level atomic medium enclosed in a cavity is controlled and modified by a control driving field and cavity coupling. The susceptibility of the medium is related to the dielectric function, and reflection & transmission coefficients. The transmission and reflection coefficients are related to Goos–Hänchen Shifts in the reflection and transmission beam. Negative and positive lateral GH-shifts, and Giant shifts in the transmission and reflection beams are investigated under the effect of cavity coupling and Kerr nonlinearity. A giant shift of 2000λ in the reflection and 1000λ in the transmission beam is calculated. It is clear that both modified Giant shifts and lateral shifts are influenced by changes in the refractive index. So it will have potential applications in sensing and trapping of the optical data. The controlled and considerably enhanced GH shift show the importance of utilizing the proposed scheme for the construction of optical sensors and optical devices.

The integration of distributed generators (DGs), particularly renewable energy sources, into conventional distribution networks (DNs) presents significant protection challenges. This study introduces a novel digital twins‐based overcurrent relay (OCR) protection scheme with dynamic dual‐level characteristic curves for microgrids. By utilizing advanced technologies such as digital‐twin technology and hardware‐in‐the‐loop (HIL) testing, the proposed scheme enhances fault management and relay coordination. Key contributions of this work include the integration of advanced technologies and dynamic OCR settings, using digital‐twin technology and HIL testing to provide real‐time insights and robust validation under practical conditions. Additionally, the research thoroughly examines protection strategies for both grid‐connected and islanded modes, ensuring reliable operation during faults or grid failures. The study’s findings show substantial improvements over traditional OCR methods. The traditional OCR recorded a total tripping time of 14.87 s, while the dual‐level OCR reduced it to 8.97 s. The results highlight the proposed scheme’s enhanced sensitivity, faster fault isolation capability, and overall superior performance, providing a robust and reliable protection scheme for modern power distribution systems. Further testing results for the digital‐twin OCR, comparing both the digital simulation twin relay and the physical twin relay for the traditional single‐level OCR scheme and the proposed dual‐level scheme, provide valuable insights into the performance and reliability of these protection strategies. The close alignment between the simulation and physical results highlights the robustness and precision of the dual‐level scheme.

Microgrid protection and ground fault management are critical aspects of modern power distribution systems, especially with the increasing integration of Distributed Generators (DGs) such as renewable energy sources. Effective protection schemes are essential to ensure the reliability, safety, and resilience of microgrids under various fault conditions. This study addresses a new advancement in microgrid protection and ground fault management. Firstly, the research integrates zero sequence components into the time-inverse characteristics of phase Overcurrent Relays (OCR) and creates a dynamic scheme between two group settings for phase and ground faults. This enhancement improves ground fault detection and provides robust backup for ground OCR, thereby enhancing the overall reliability of microgrid protection schemes. Secondly, the study demonstrates the use of Configurable Function Blocks (CFCs) in digital relays to dynamically adjust relay settings based on zero sequence current detection. This functionality optimizes relay performance under varying fault conditions, addressing mis-coordination issues in low-value ground fault scenarios at traditional OCR scheme and improving fault detection and clearance times. The proposed strategy is extensively validated through Hardware-in-the-Loop (HIL) testing, ensuring its feasibility and effectiveness in real-world scenarios. HIL testing confirms the practical applicability and robustness of the proposed protection scheme, enhancing its reliability. Finally, the study provides a comprehensive framework for the implementation of the proposed protection strategy in real-case protective relays. It includes a detailed methodology and validation process, offering practical guidance for operators to implement and optimize microgrid protection systems.