ERI: Hybrid Water Microgrid System for Simultaneous Achievement of Water Supply Sustainability and Resilience

ERI:同时实现供水可持续性和弹性的混合水微电网系统

基本信息

  • 批准号:
    2301663
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 20万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-07-01 至 2025-06-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

This Engineering Research Initiation (ERI) project will develop a novel hybrid centralized and decentralized water system (water microgrid system) to achieve both water supply sustainability and resilience. Current centralized water infrastructure faces enormous challenges from climate change, extreme drought, population growth, aging infrastructure, and energy security. Such challenges require a transformation of current water systems to be more sustainable and resilient. This project establishes benchmark models of a water microgrid system, which features decentralized water supply systems with local water sources nested within existing centralized systems. The water microgrid system will increase water use efficiency and conservation through water recycling and harvesting for distributed water sources. Furthermore, the system can change its operations between centralized and decentralized water supply against unexpected disruptions and thus will enhance system resilience. The project outcomes will advance scientific progress and contribute to national welfare and water services by suggesting engineering solutions to upgrade current water infrastructures to make them more sustainable and resilient. The project team will conduct integrated education and outreach activities through water forms, a project website, publications, course development, international partnership, and other outreach programs for the public and K-12 students. This project will encourage the participation of students from underrepresented groups in research activities. This project aims to advance the understanding of a hybrid microgrid approach for water systems and its sustainability and resilience outcomes. The project will contribute to knowledge on how to incorporate decentralized infrastructure in tandem with current centralized water systems for water supply sustainability and resilience. The project tasks include (1) building a lab-scale physical model of a water microgrid system; (2) testing the configuration and operations of a water microgrid system using a hydraulic model; (3) developing a framework to sectorize an existing water supply system into microgrids; and (4) evaluating the sustainability and resilience effects of water microgrid systems based on system size, decentralization levels, and failure scales. The project outcomes will provide insights and guidance to facilitate a transition from current urban water infrastructure to new ways of simultaneously improving water sustainability and system resilience. These outcomes will also lead to new planning, design, and tools for urban lifeline infrastructure to effectively incorporate microgrid and decentralized infrastructure.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
这一工程研究启动(ERI)项目将开发一种新型的集中式和分散式混合供水系统(水微电网系统),以实现供水的可持续性和弹性。目前的集中式水利基础设施面临着来自气候变化、极端干旱、人口增长、基础设施老化和能源安全的巨大挑战。这些挑战要求对现有的水系统进行改造,使之更具可持续性和弹性。该项目建立了水微电网系统的基准模型,该系统的特点是分散式供水系统,当地水源嵌套在现有的集中式系统中。水微电网系统将通过对分布式水源的水回收和收集来提高水的利用效率和节约用水。此外,该系统可以在集中式和分散式供水之间切换操作,以防意外中断,从而增强系统的复原力。项目成果将推动科学进步,并通过提出升级现有水利基础设施的工程解决方案来促进国家福利和水服务,使其更可持续和更具弹性。项目团队将通过水表、项目网站、出版物、课程开发、国际伙伴关系和其他面向公众和K-12学生的外联计划,开展综合教育和外联活动。该项目将鼓励来自代表性不足群体的学生参与研究活动。该项目旨在促进对水系统混合微电网方法及其可持续性和复原力成果的理解。该项目将有助于了解如何将分散的基础设施与现有的集中式供水系统结合起来,以实现供水的可持续性和复原力。该项目的任务包括(1)建立水微电网系统的实验室规模的物理模型;(2)使用水力模型测试水微电网系统的配置和运行;(3)开发将现有供水系统划分为微电网的框架;以及(4)基于系统规模、分散程度和故障规模来评估水微电网系统的可持续性和复原力影响。项目成果将提供洞察力和指导,以促进从目前的城市水基础设施向同时提高水可持续性和系统复原力的新方法的过渡。这些成果还将为城市生命线基础设施带来新的规划、设计和工具,以有效地整合微电网和分散的基础设施。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Sangmin Shin其他文献

Thermal Prestress Losses in Normal and High-Early-Strength Concrete
普通和高早强混凝土的热预应力损失
  • DOI:
    10.14359/51736114
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Songhee Lee;Sangmin Shin;Chadon Lee
  • 通讯作者:
    Chadon Lee
Assessing the viability of microhydropower generation from the stormwater flow of the detention outlet in an urban area
评估利用城区蓄水口雨水流进行微型水力发电的可行性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    N. Kamal;Heekyung Park;Sangmin Shin
  • 通讯作者:
    Sangmin Shin
Using a Micro-Test-Bed Water Network to Investigate Smart Meter Data Connections to Hydraulic Models
使用微型试验台水网络研究智能仪表数据与水力模型的连接
Unlocking the potential of micro-hydropower in water distribution networks: a comprehensive systematic review for Malaysia’s sustainable energy future
  • DOI:
    10.1007/s43621-025-00818-5
  • 发表时间:
    2025-01-26
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.000
  • 作者:
    Muhammad Fazrulilahi Abdul Rahman;Norashikin Ahmad Kamal;Jazuri Abdullah;Emanuele Quaranta;Sangmin Shin
  • 通讯作者:
    Sangmin Shin
Influence of purge gas on the characteristics of lead-zirconium-titanate thin films prepared by metalorganic chemical vapor deposition
吹扫气体对金属有机化学气相沉积制备锆钛酸铅薄膜特性的影响
  • DOI:
    10.1016/j.ceramint.2007.09.067
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    J. Koo;Suk;Sangmin Shin;Young;J. Lee
  • 通讯作者:
    J. Lee

Sangmin Shin的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

相似国自然基金

一种经心房覆膜血管支架植入 Hybrid Fontan 手术的 临床新技术研究
  • 批准号:
    20Y11910600
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于深度压缩技术的Hybrid像素探测器读出系统原型机研制
  • 批准号:
    11875146
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    62.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
模拟胰岛“hybrid”修饰抗原诱导tolDC免疫保护1型糖尿病β细胞研究
  • 批准号:
    81770777
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    56.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
PSMA靶向Hybrid-SiO2基纳米诊疗剂用于前列腺癌HIFU治疗及增效机制研究
  • 批准号:
    81601499
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    17.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
穿戴式步行辅助的Hybrid控制体系及其据需辅助效应研究
  • 批准号:
    51505048
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    19.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于Hybrid数据的复杂系统辨识与优化设计及在低渗透油井中的应用
  • 批准号:
    61572084
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    67.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
波-流-植被耦合环境下射流Hybrid RANS/LES数值模拟研究
  • 批准号:
    51509075
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Hybrid加速结构的理论及预制研究
  • 批准号:
    11475201
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    100.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于BGM法结合Hybrid同化开展暴雨短期集合预报方法研究
  • 批准号:
    41205073
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于Hybrid方法的大型冗余驱动机构控制策略研究
  • 批准号:
    51205392
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Sustainable Water-Injecting Turbofan Comprising Hybrid-electrics (SWITCH)
包含混合电力的可持续注水涡轮风扇发动机 (SWITCH)
  • 批准号:
    10067970
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    EU-Funded
Collaborative Research: New Anodic Catalysts for Water Oxygen Evolution Using Hybrid Solid-State Materials
合作研究:使用混合固态材料用于水析氧的新型阳极催化剂
  • 批准号:
    2311116
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: New Anodic Catalysts for Water Oxygen Evolution Using Hybrid Solid-State Materials
合作研究:使用混合固态材料用于水析氧的新型阳极催化剂
  • 批准号:
    2311117
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Hybrid governance configurations, co-production and unequal water outcomes in the Mathare informal settlement, Nairobi
内罗毕马萨雷非正式住区的混合治理配置、联合生产和不平等的水成果
  • 批准号:
    2886065
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Studentship
Hybrid 1D/2D Nanostructures for Solar-Powered Water Splitting
用于太阳能水分解的混合一维/二维纳米结构
  • 批准号:
    567645-2022
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Postdoctoral Fellowships
SRS-RN: Hybrid Water Infrastructure and Regional Sustainability - Planning a Convergence Science Approach in Greater New Orleans
SRS-RN:混合水基础设施和区域可持续性 - 在大新奥尔良规划融合科学方法
  • 批准号:
    2115450
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Reshaping the urban water management paradigm: towards a new decision-support framework for the sustainable design of hybrid systems
重塑城市水管理范式:建立混合系统可持续设计的新决策支持框架
  • 批准号:
    571422-2021
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Alliance Grants
Towards digital twin based control of water resource recovery facilities - Methods supporting the use of adaptive hybrid digital twins
基于数字孪生的水资源回收设施控制 - 支持使用自适应混合数字孪生的方法
  • 批准号:
    RGPIN-2021-04347
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Towards digital twin based control of water resource recovery facilities - Methods supporting the use of adaptive hybrid digital twins
基于数字孪生的水资源回收设施控制 - 支持使用自适应混合数字孪生的方法
  • 批准号:
    RGPIN-2021-04347
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Collaborative Research: Visible-Light-Augmented Reverse Water Gas Shift Reaction on Hybrid Plasmonic Photocatalysts
合作研究:混合等离子体光催化剂上的可见光增强反向水煤气变换反应
  • 批准号:
    2102239
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了