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PEOPLE@HES-SO - Verzeichnis der Mitarbeitenden und Kompetenzen
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Moghaddam Fariba

Moghaddam Fariba

Professeur-e HES Ordinaire, Responsable de l'orientation Power & Control

Hauptkompetenzen

Mécatronique

Measurement Techn.& Instrumentation

Remote sensing applications

Process Optimization

Remote laboratories

Regulation automatique

Gestion de projets

  • Kontakt

  • Lehre

  • Forschung

  • Publikationen

  • Konferenzen

  • Portfolio

Hauptvertrag

Professeur-e HES Ordinaire, Responsable de l'orientation Power & Control

Büro: ENP.23.N412

HES-SO Valais-Wallis - Haute Ecole d'Ingénierie
Rue de l'Industrie 23, 1950 Sion, CH
HEI - VS
Bereich
Technique et IT
Hauptstudiengang
Systèmes industriels
Institut
Institut Systèmes industriels
BSc HES-SO en Ingénierie des sciences du vivant - HES-SO Valais-Wallis - Haute Ecole d'Ingénierie
  • Mesure-Commande-Régulation
BSc HES-SO en Energie et techniques environnementales - HES-SO Valais-Wallis - Haute Ecole d'Ingénierie
  • mécatronique
  • Systèmes dynamiques
  • Control Systems
  • Advanced control

Laufend

Solar Energy Optimization Via a Remote Research Platform

Rolle: Hauptgesuchsteller/in

Financement: Swiss National Science Foundation

Description du projet :

Solar energy is one of the most abundant energy resources on earth, but its potential is far from being exploited, according to industry experts. Advanced solar energy technologies are broadly characterized by active solar techniques including photovoltaic panels for electrical energy production, solar collectors for thermal energy production and hybrid systems for electrical and thermal energy production.

As the solar energy is not a continuous energy source, the technologies to harvest as much solar energy as possible are surging rapidly. Apart from innovative solar materials, original methods for obtaining maximum solar energy are emerging to compensate for the modest efficiency of the existing solar systems.

To enhance the power conversion efficiency, this project proposes different optimization methods based on sun tracking technologies. For electrical energy production, we suggest Photovoltaic panels (PV) with one-axis or two-axis sun tracking system as well as Concentrator Photovoltaic (CPV) using moveable lenses or mirrors as optical boosters to concentrate light beams. For thermal energy production, Concentrator Photovoltaic modules connected to a thermal system (CPV-T) as well as Solar Thermal Collector (STC) equipped with sun tracking reflectors will be initiated.

The main goal of this project is to demonstrate that optimal well-designed solar trackers are extremely interesting, especially for countries like Iran, with high solar radiation in the cold season at more than 1000 meters above sea level, as in Tehran and Sanandaj. This objective can be attained if the following challenges are overcome:

  • Reducing the investment and maintenance costs of sun trackers and thereby their payback period by proposing an optimal mechanical design. This is suitable for mass production at small size and will allow deployment as decentralized system by gaining cost reductions due to the economies of scale.
  • Boosting energy performance of solar systems by improving their sun tracking strategy, through reliable solar radiation modeling, real-time optimization methods and advanced control algorithms.

Based on the current state of research and the existing know-how and competences of all the partners, we address the following objectives:

  • Mechanical design optimization of solar tracking infrastructure by identifying the latest techniques in material and mechanical design of solar systems (PV, CPV, CPV-T, STC) to optimize their moving parts, minimize their costs and improve their efficiency by means of product optimization tools such as CAD-based engineering application as well as Digital Twin technology.
  • Sun tracking algorithm optimization by outlining the key challenges of solar radiation modeling and real-time optimization of sun tracking devices concerned with complex calculation, objective function formulation, hybridization, cost-effectiveness and efficiency. Innovative control algorithms such as Model Predictive Control (MPC), Artificial Neural Networks (ANN), Fuzzy Logic Controller (FLC) based on Maximum Power Point Tracking (MPPT) and adaptive Sliding Mode Controller (SMC) will be evaluated.
  • Development of a collaborative methodology through an online remote research platform for experimental activities by implementing innovative methodologies through an open, sustainable and remote infrastructure. The goal is to provide online access to the remote solar systems which will be placed in the 3 sites (Sion, Sanandaj and Tehran) for experimentation, side-by-side comparison and efficiency evaluation of the solar tracking systems, under different weather conditions.

The final objective is to deliver a proof of concept for robust optimal sun trackers (Hardware and Software) based on investment and maintenance costs, operation issues, size, efficiency and reliability, while keeping manufacturing and sales costs affordable for developing countries. The analysis, key findings and recommendations will contribute to the development of efficient and sustainable renewable energy production, to supply electrical or thermal off-grid energy at home or office with a commercial potential in the future.

Forschungsteam innerhalb von HES-SO: Moghaddam Fariba , Ellert Christoph

Partenaires académiques: Amir Suratgar, Amirkabir University of Technology - Iran; Qobad Shafiee, University of Kurdistan - Iran

Durée du projet: 01.07.2022 - 30.06.2026

Statut: Laufend

SUDAC 2 - Dear Mena (2021-2024)
AGP

Rolle: Hauptgesuchsteller/in

Financement: HES-SO Rectorat; Université de Genève; VS - Institut Systèmes industriels; Universität Zurich; Digitalisation des organisations; Swissuniversities; EPFL; Swisspeace; Zurich University of Teacher Education; Università della svizzera ita

Description du projet : The second phase of SUDAC (2021-24) consolidates the network of cooperation in Switzerland and accomplish its extension in the Global South. SUDAC-2 also enlarges the circle of potential beneficiaries of the infrastructure created by SUDAC both in Switzerland and in the Global South. The following objectives are targeted: 1) The consolidation of the CLOCs: CLOCs should develop into a "public good" open to other Swiss institutions interested in partnering up for research or education projects in the respective region. Local partners will be included in a proper way in these processes, particularly regarding the thematic agenda and to the exchanges between research, education and policy actors. 2) Secure structural funding for partners in the Global South: While the consolidation of the network in Switzerland will rely to a large extent on self-funding by the participating institutions, the contributions to the partners in the Global South and also the interactions between them and the Swiss partners will continue to need additional funding. CLOCs will work on attracting third-party co-funding to increase their sustainability. 3) Transfer the platform of SUDAC into a sustainable structure: At the end of SUDAC-2, the network in Switzerland and the CLOCs will work as "public goods" for further Swiss partners interested in developing education and/or research activities together with academic and non-academic partner institutions in the Global South. SUDAC will assure continued commitment of existing partners and a long-term involvement of Swiss institutions in the fields of research, education, and development.

Forschungsteam innerhalb von HES-SO: Vaccari Aldo , Oswald Philippe , Moghaddam Fariba , Sokhn Maria , Pompili Valérie , Forestal Maël , Rouiller Maxime , Lenoir Cédric

Durée du projet: 01.07.2021 - 30.06.2025

Montant global du projet: 575'000 CHF

Statut: Laufend

Sustainable Laboratories - Plateforme collaborative de gestion de dons d’installations usagées de laboratoire et d’équipements informatiques vers les pays émergents

Rolle: Hauptgesuchsteller/in

Description du projet :

Dans de nombreux laboratoires des hautes écoles suisses, on se sépare des équipements usagés ou dépassés dans le cadre de l’enseignement et de la recherche. Certains équipements encore utilisables occupent un espace d’entreposage avant d’être recyclés, abandonnés ou supprimés.
On propose d’initier au moins une entreprise sociale autour d’une plateforme collaborative de gestion d’équipements usagés de laboratoire dont le but est de prolonger leur durée de vie en optimisant leur réutilisation par des institutions à faibles moyens dans les pays émergents.

  • Financement : Programme Entrepreneuriat & Technologies appropriées de la HES-SO
  • Partenaires : HES⁠-⁠SO Valais-Wallis, Université Saint-Joseph de Beyrouth, Berytech-Beyrouth, The Ark

Forschungsteam innerhalb von HES-SO: Moghaddam Fariba , Rieder Medard , Rudaz Patrice , Leite Michael , Forestal Maël

Partenaires académiques: Marc Ibrahim, Université Saint-Joseph de Beyrouth

Partenaires professionnels: Berytech; The Ark

Durée du projet: 01.09.2020 - 31.12.2021

Url des Projektstandortes: https://sustainablelabs.hevs.ch/

Statut: Laufend

DEAR MENA - Digital Education And Research for MENA

Rolle: Hauptgesuchsteller/in

Description du projet :

The Cluster of Cooperation “Digital Education And Research for MENA” aims at contributing to a research and education network between Institutions of Higher Education in Switzerland and the MENA region.

Access to digital education and research is crucial for the implementation of several Sustainable Development Goals, such as SDG4 (Quality Education), SDG9 (Industry, Innovation and Infrastructure) and SDG 10 (Reduced inequalities) and SDG16 (Peace, Justice and strong Institutions). New information and communication technologies allow delivering up-to-date digital methods with emerging forms of learning, teaching and technology transfer.

The goal of this cluster of cooperation is to bridge the digital gap between the Global North and South to ensure equal access to information, cutting edge tools and techniques, and therefore, to foster innovation, partnership and entrepreneurship.

The following thematic focuses are targeted:

A) Digital Education & Partnership

B) Engineering

C) Peacebuilding

D) Gender & Diversity

E) Better Public Governance

Relevant contributions of the CLOC DEAR MENA for development and cooperation between Swiss and MENA institutions within the different thematic focuses include:

  • Developing an institutional framework for education and research by providing methods and expertise in the MENA region,
  • Providing an attractive base for the future joint acquisition of teaching and research funding,
  • Offering the opportunity to learn about the latest developments, share insights, and get up to date with digital technologies in teaching and research.

Forschungsteam innerhalb von HES-SO: Moghaddam Fariba

Partenaires académiques: Denis Gillet, EPFL; Laurent Goetschel, Swisspeace; Bettina Dennerlein, University of Zurich; Jean-Patrick Villeneuve, Università della Svizzera italiana

Durée du projet: 01.07.2019 - 31.12.2024

Url des Projektstandortes: https://www.swissuniversities.ch/fr/themen/entwicklung-und-zusammenarbeit/p-6-swissuniversities-development-and-cooperation-network-sudac/cloc-dear-mena

Statut: Laufend

Drhône

Rolle: Mitgesuchsteller/in

Description du projet :

Développement et conception d’un prototype fonctionnel d’aéronef à "effet de sol" de petite taille capable de transporter une charge utile (de la taille d'un litre d'eau ou de sang) au-dessus d’une rivière, d'un fleuve, d'un lac ou d'un océan.

Forschungsteam innerhalb von HES-SO: Moghaddam Fariba , Noca Flavio , Cugnoni Joël , Forestal Maël , Panizza Claudio

Durée du projet: 01.03.2019 - 31.12.2021

Statut: Laufend

Abgeschlossen

Laboratoires durables ' Plateforme collaborative de gestion de dons d'installations usagées de laboratoire et d'équipements informatiques vers les pays émergents - Programme E&TA
AGP

Rolle: Hauptgesuchsteller/in

Financement: HES-SO Rectorat

Description du projet : Dans de nombreux laboratoires des hautes écoles de la HES-SO, on se sépare de certains équipements car ils sont usés et dépassés dans le cadre de l'enseignement et de la recherche ou simplement parce que leur champ d'utilisation se modifie au fil du temps. Parfois ces équipements occupent un espace d'entreposage avant d'être recyclés, abandonnés ou supprimés, alors qu'ils pourraient faire le bonheur d'autres utilisateurs, par exemple dans les pays émergents. A titre d'exemple, voici une liste non exhaustive de matériels et d'équipements de laboratoire qui pourraient être considérés par notre projet : instruments de mesure, multimètres, régulateurs, appareils de surveillance, panneaux de contrôle et de commande, convertisseurs, amplificateurs de puissance, générateurs, alimentations de laboratoire, robots, réacteurs chimiques, bio-fermenteurs, fours électriques, distillateurs, pompes, électrovannes, machines électriques, servomoteurs, micro-turbines, machines à souder, systèmes de chauffage et de refroidissement, panneaux solaires, microscopes électroniques, analyseurs de spectre, automates programmables, ordinateurs industriels, oscilloscopes, écrans tactiles, etc. Le don est une solution pratique et écologique pour prolonger la durée de vie de matériels de laboratoire dont on n'a plus l'usage. En effet, les hautes écoles, les centres de recherche et d'autres institutions des pays émergents avec de faibles moyens pourraient exploiter les vieux équipements dont nous décidons de nous séparer. Pour les laboratoires donateurs, la remise de matériels usagés constitue une action responsable qui prolonge leur durée de vie utile en retardant leur mise au rebut et permet en plus de minimiser les coûts et les risques de gestion. Cette démarche répond aux objectifs du développement durable (ODD1, ODD4, ODD5, ODD8, ODD9, ODD10, ODD11, ODD12, ODD13, ODD17) permettant aux pays émergents d'acquérir des équipements encore utilisables dans le cadre de l'enseignement de la recherche, à un coût moindre. Si l'idée du don est relativement simple, les opérations de collecte, de tri, d'entreposage, de transfert ainsi que la planification et la coordination de toutes ces opérations, sans oublier les démarches financières et administratives concernant la mobilité des matériels usagés peuvent s'avérer relativement compliquées. En effet, bien que les dons soient généralement faits avec de bonnes intentions, des problèmes peuvent se poser lorsque les informations ne sont pas correctement communiquées ou les différentes démarches ne sont pas adéquatement planifiées et coordonnées. L'espace de collaboration que nous proposons de développer dans ce projet est une plateforme collaborative pour faciliter l'attribution et les demandes de dons d'équipements excédentaires des différents laboratoires de la HES-SO. Concrètement, ce projet permettrait de créer un lieu très dynamique de développement d'actions et de projets d'entreprises qui s'avère très intéressant lorsqu'ils prennent en charge la traçabilité des équipements de laboratoire et lorsqu'ils intègrent une vision de partenariat global et durable avec les pays émergents. Cette solidarité pourrait aussi devenir un espace de création institutionnelle à différents niveaux (local, national, international) sur les aspects globaux et collectifs de l'accès aux ressources.

Forschungsteam innerhalb von HES-SO: Rudaz Patrice , Moghaddam Fariba , Rieder Medard , Forestal Maël , Leite Michael

Partenaires académiques: VS - Institut Systèmes industriels; Moghaddam Fariba, VS - Institut Systèmes industriels

Partenaires professionnels: Université St-Joseph de Beyrouth, Liban; The Ark; Berytech Fab Lab - Beyrouth

Durée du projet: 01.09.2020 - 31.12.2021

Montant global du projet: 100'000 CHF

Statut: Abgeschlossen

MOOLs - Massive Open Online Laboratories

Rolle: Hauptgesuchsteller/in

Description du projet :

Projet collaboratif visant à partager l'expertise et les infrastructures de la HES-SO et de l'EPFL dans le domaine de l'éducation numérique. Il envisage en particulier de mettre des laboratoires en ligne à disposition de plusieurs institutions de l'hémisphère sud: Iran, Niger, Liban et Djibouti. Le projet est financé par le programme swissuniversities Development and Cooperation Network (SUDAC).

Forschungsteam innerhalb von HES-SO: Moghaddam Fariba , Vaccari Aldo , Moniquet Thomas

Partenaires académiques: Denis Gillet, EPFL

Durée du projet: 01.09.2018 - 30.06.2021

Url des Projektstandortes: https://www.swissuniversities.ch/themen/entwicklung-und-zusammenarbeit/p-6-swissuniversities-development-and-cooperation-network-sudac/cofer-mools

Statut: Abgeschlossen

Remote Labs : Plateforme digitale de laboratoires en ligne pour des travaux pratiques à distance

Rolle: Hauptgesuchsteller/in

Description du projet :

Ce projet inter-filière propose une infrastructure digitale composée de plusieurs laboratoires à distance offrant un environnement pédagogique complémentaire aux formations classiques.

Le but est le partage à distance des infrastructures et des ressources pédagogiques par la mise en ligne des laboratoires répartis sur les écoles de la HES-SO.

Les MOOC / MOOLs dévéloppés lors de ce projets :

https://moocs.hes-so.ch/#courseid=106

https://moocs.hes-so.ch/#courseid=134

https://moocs.hes-so.ch/#courseid=135

https://moocs.hes-so.ch/#courseid=136

 

  • Financement : Programme Innovation Pédagogique de la HES-SO
  • Partenaires : HES⁠-⁠SO Valais-Wallis, HEIA-FR

Forschungsteam innerhalb von HES-SO: Moghaddam Fariba , Dabros Michal , Crelier Simon , Vaccari Aldo , Moniquet Thomas , Vorlet Olivier , Forestal Maël

Durée du projet: 01.07.2020 - 30.06.2021

Url des Projektstandortes: https://moocs.hes-so.ch/

Statut: Abgeschlossen

Classroom via Webcam II
AGP

Rolle: Hauptgesuchsteller/in

Financement: HES-SO Rectorat; VS - Institut Systèmes industriels; VS - Institut Systèmes industriels

Description du projet : Concevoir et réaliser une structure Web articulée autour d'une architecture client-serveur, intégrée dans la plateforme Cyberlearn. Ce projet est une suite du projet « Classroom via webcam I » dont la faisabilité a été démontrée par un système de pilotage installé dans 2 salles de classes de la HES-SO Valais à Sion et à Sierre. Ce deuxième projet permet de réaliser un pool de Webcams installées dans des salles de classe ou des auditoires des différentes écoles de la HES-SO. Une ou deux Webcams motorisées et un microphone connectés à internet sont des dispositifs simples et peu coûteux permettant de reproduire les conditions réelles d'un cours, en proposant le tableau noir et les documents projetés, le tout avec le son et en temps réel ! La technologie `Podcasting' permet ensuite la rediffusion, le partage et le téléchargement de fichiers audio et vidéo enregistrés à l'aide des Webcams et sauvegardés dans un serveur. Les films intégrés dans la plateforme Cyberlearn sont ainsi une approche `offline' complémentaire à l'apprentissage. Ces outils à distance permettent d'expérimenter d'autres stratégies pédagogiques d'apprentissage et d'enseignement.

Forschungsteam innerhalb von HES-SO: Vaccari Aldo , Moghaddam Fariba

Durée du projet: 11.04.2011 - 30.10.2011

Montant global du projet: 12'000 CHF

Statut: Abgeschlossen

Smart Stores

Rolle: Hauptgesuchsteller/in

Description du projet :

Plus de 40% de la consommation d’énergie primaire revient à la construction et l’utilisation de bâtiments. Le contrôle des stores selon des critères énergétiques permet d’importantes économies d’énergie, en particulier pour les locaux bien orientés. Les études scientifiques prouvent l’importance des systèmes de protection solaire modernes pour réduire le besoin en énergie de l’ordre de 20% à 30%.

On propose la conception et la réalisation d’un système intelligent de gestion des stores électriques d’une pièce habitable en fonction du rayonnement solaire et de la présence de personnes dans la pièce. Le système proposé est modulaire, simple à mettre en œuvre (Plug & Play) et polyvalent car il s’applique aussi bien aux maisons d’excellente qualité en matière de protection thermique qu’aux vieux bâtiments avec des coefficients d’isolation peu performants. Il n’engendre que de faibles coûts à l’implantation et à l’exploitation.

Le système proposé est composé de plusieurs modules électroniques de faible consommation transmettant par la voie sans fil (Radio Frequency) les signaux provenant des capteurs de présence et de rayonnement solaire, ainsi que d’un module de réception des signaux RF agissant sur le moteur électrique des stores. En plus, une interface IHM permet aux utilisateurs d’introduire ses besoins et ses souhaits.

Cette solution ‘Stand Alone’ vise une économie non négligeable d’énergie et offre en plus les avantages suivants :

  • Le système est exploitable toute l’année. En saisons froides, l’ouverture des stores en fonction du rayonnement solaire et la fermeture des stores pendant la nuit permettent d’utiliser la pièce habitable en tant que système de stockage d’énergie solaire. En saisons chaudes, l’opération inverse améliore le confort des habitants !
  • Une gestion ‘pièce par pièce’ permet de situer correctement les différents capteurs, afin d’effectuer diverses fonctions d’optimisation comme l’adaptation à l’occupation, l’anticipation des apports gratuits et l’optimisation du confort.

Forschungsteam innerhalb von HES-SO: Moghaddam Fariba , Truffer Frédéric

Partenaires professionnels: OFEN

Durée du projet: 01.10.2009 - 01.04.2011

Statut: Abgeschlossen

SYSTEME MINIATURISE MULTI-BIOREACTEURS POUR REGALGE EN PARALLELE
AGP

Rolle: Hauptgesuchsteller/in

Financement: HES-SO Valais-Wallis; HES-SO Rectorat

Description du projet : Le développement et l'industrialisation de procédés biotechnologiques demandent un grand nombre d'essais, d'abord pour établir une recette et optimiser la croissance de l'organisme, ensuite pour l'adapter à des réacteurs plus grands. Ces expérimentations de nature coûteuse et longue sont souvent à renouveler. C'est pourquoi, le développement des recettes de croissance se fait le plus souvent avec des réacteurs de laboratoire allant d'une fraction à quelques litres de contenu. Il existe cependant une demande des chercheurs en biotechnologie de développer des unités plus petites, pouvant fonctionner en parallèle. Un système à plusieurs réacteurs fonctionnant en parallèle, permet une multiplication des objectifs. Les bioréacteurs pilotés par le même logiciel peuvent être mis à l'épreuve de différentes conditions de fonctionnement. Un tel système se prête également bien à évaluer en temps réel la qualité de différentes stratégies de régulation (classique, état, adaptatif).

Forschungsteam innerhalb von HES-SO: Pott Julien , Steiner Amandus , Vaccari Aldo , Moghaddam Fariba , Knupfer Pierre-André , Mabillard Eric , Seppey Pierre-André

Durée du projet: 01.04.2004 - 30.09.2005

Montant global du projet: 155'850 CHF

Statut: Abgeschlossen

Optimisation energétique d'un système d'entraînement électrique
AGP

Rolle: Hauptgesuchsteller/in

Financement: HES-SO Valais-Wallis; VD - Ra&D

Description du projet : Amélioration des connaissances et de l'expérience liées à la commande de systèmes électromécaniques. Définir quelles sont les limites du rendement liées à la technologie et être capable de les chiffrer.

Forschungsteam innerhalb von HES-SO: Truffer Christophe , Walpen Olivier , Moghaddam Fariba

Durée du projet: 01.02.2003 - 01.08.2004

Montant global du projet: 70'019 CHF

Statut: Abgeschlossen

Moteur brushless sensorless
AGP

Rolle: Hauptgesuchsteller/in

Financement: HES-SO Rectorat; FR - Ecole d'ingénieurs de Fribourg

Description du projet : L'augmentation de la fiabilité pour le contrôle de moteurs sans collecteur passe par la suppression des capteurs de position. La suppression des capteurs réduit les coûts liés aux capteurs eux-mêmes, ainsi que l'électronique de mise en forme des signaux et la main d''uvre nécessaire à leur positionnement précis. L'idée de base de ce projet est d'utiliser un DSP non seulement comme organe de commande et de contrôle mais également pour détecter la position de moteurs.

Forschungsteam innerhalb von HES-SO: Truffer Christophe , Moghaddam Fariba

Partenaires académiques: HES-SO Valais-Wallis; Moghaddam Bützberger Fariba, HES-SO Valais-Wallis

Durée du projet: 15.06.2002 - 30.06.2003

Montant global du projet: 91'000 CHF

Statut: Abgeschlossen

Identification et optimisation d'une fermentation
AGP

Rolle: Mitarbeiter

Requérant(e)s: HES-SO Valais-Wallis, Moerschell Joseph, HES-SO Valais-Wallis

Financement: HES-SO Rectorat

Description du projet : Identification et optimisation d'une fermentation

Forschungsteam innerhalb von HES-SO: Vaccari Aldo , Moghaddam Fariba , Moerschell Joseph , Schmid Sergio

Partenaires académiques: Partenaire indéfini; HES-SO Valais-Wallis; FR - Ecole d'ingénieurs de Fribourg; Moerschell Joseph, HES-SO Valais-Wallis

Durée du projet: 21.06.2000 - 31.05.2001

Montant global du projet: 202'000 CHF

Statut: Abgeschlossen

2025

Data-Driven Modeling of Photovoltaic Panels Using Neural Networks
Wissenschaftlicher Artikel

Jafari Fereshteh, Kamran Moradi, Moghaddam Fariba, Qobad Shafiee

IEEE, 2025 , pp.  326-333

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Zusammenfassung:

Photovoltaic (PV) systems are essential for the shift towards sustainable energy. Accurate performance modeling of these systems is vital for optimizing their efficiency and adapting to changing environmental conditions. Traditional analytical models often struggle with real-world complexities. This paper uses a neural networks (NNs) method to model PV system performance, offering superior accuracy and adaptability. By leveraging NNs, the model adopts a black-box methodology, bypassing the need for detailed knowledge of PV system complexities. The study utilizes historical performance data from two panels located in Sion, Switzerland, and Eugene, Oregon, in the United States. This approach captures the interdependencies between input parameters such as solar irradiance, temperature, and applied load and output variables such as voltage and current. Additionally, it accounts for key PV metrics including open circuit voltage, short circuit current, maximum power point current, and maximum power point voltage. The NN model is trained with a comprehensive dataset featuring high persistent excitation along with real measurements. Performance metrics such as root mean square error demonstrate that the data-driven NN model surpasses traditional methods, offering a more practical solution for PV system performance modeling.

2024

Modeling of photovoltaic-thermal systems using multivariate polynomial regression
Wissenschaftlicher Artikel ArODES

Kamran Moradi, Fereshteh Jafari, Fariba Moghaddam, Qobad Shafiee

IFAC-PapersOnLine,  2024, 58, 2, 136-143

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Zusammenfassung:

A challenge prevalent in the photovoltaic (PV) system applications in the domain of control engineering lies in the formulation and refinement of their models. Among the esteemed configurations in this domain, the photovoltaic-thermal (PVT) system emerges as particularly noteworthy. Furthermore, the appeal of employing a modeling approach with minimal complexity is noteworthy in this context. To achieve this objective, there is a growing trend in utilizing machine learning (ML) approaches, known for their data-driven modeling capabilities and minimal complexity. In this paper, the application of the multivariate polynomial regression, a straightforward ML method, has been employed to model the PVT system. This choice aims to address the challenge of model complexity inherent in conventional mathematical method, enabling its utility for control purposes. The proposed method is implemented using empirical data derived from laboratory PVT setups, incorporating geographic inputs situated in Sion, Switzerland. A comprehensive comparison with the conventional method has been undertaken for evaluation purposes. The results, encompassing electrical and thermal powers of the PVT system, indicate that the proposed method achieves significantly greater accuracy compared to the conventional.

Modeling of Photovoltaic-Thermal Systems Using Multivariate Polynomial Regression
Wissenschaftlicher Artikel

Kamran Moradi, Jafari Fereshteh, Moghaddam Fariba, Qobad Shafiee

3rd IFAC Workshop on Integrated Assessment Modeling for Environmental Systems IAMES 2024: Savona, Italy, May 29 – May 31, 2024, 2024

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Zusammenfassung:

A challenge prevalent in the photovoltaic (PV) system applications in the domain of control engineering lies in the formulation and refinement of their models. Among the esteemed configurations in this domain, the photovoltaic-thermal (PVT) system emerges as particularly noteworthy. Furthermore, the appeal of employing a modeling approach with minimal complexity is noteworthy in this context. To achieve this objective, there is a growing trend in utilizing machine learning (ML) approaches, known for their data-driven modeling capabilities and minimal complexity. In this paper, the application of the multivariate polynomial regression, a straightforward ML method, has been employed to model the PVT system. This choice aims to address the challenge of model complexity inherent in conventional mathematical method, enabling its utility for control purposes. The proposed method is implemented using empirical data derived from laboratory PVT setups, incorporating geographic inputs situated in Sion, Switzerland. A comprehensive comparison with the conventional method has been undertaken for evaluation purposes. The results, encompassing electrical and thermal powers of the PVT system, indicate that the proposed method achieves significantly greater accuracy compared to the conventional.

Data-Driven Performance Modeling of Solar Panels Using Polynomial Regression
Wissenschaftlicher Artikel

Jafari Fereshteh, Kamran Moradi, Qobad Shafiee, Moghaddam Fariba

2024 International Conference on Control, Automation and Diagnosis (ICCAD), 2024

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Zusammenfassung:

Photovoltaic (PV) systems are integral to renewable energy, demanding accurate performance modeling for optimal functionality. This paper presents a pragmatic, data-driven approach employing Polynomial Regression (PR) for solar panel modeling to boost accuracy and adaptability to environmental variables. By emphasizing the advantages of data-driven models in attaining predictive precision, this study aims to reconcile theoretical concepts with practical solar panel performance. PR is employed as a black-box machine learning (ML) algorithm to transcend the limitations of traditional modeling methods, revealing ML's ability to grasp intricate relationships and ensure precise predictions. Utilizing real and simulated datasets encompassing solar irradiance, ambient temperature, and applied load through hardware in the loop (HIL), the model is trained to forecast the electrical outputs of solar panels in two approaches to estimate output voltage and current as well as key points on the panels' I-V curve. Assessment of model accuracy using Root Mean Square Error (RMSE) showcases the PR model’s capacity to accurately depict solar panel performance by capturing non-linear relationships between environmental variable conditions and electrical outputs. Experimentation validates the method's effectiveness, focusing on accuracy, generalization to testing, and on-site data validation in two approaches. This research endeavors to bridge the gap between theory and practice, propelling advancements in the field of solar PV systems and facilitating more efficient solar energy utilization.

Modeling of Photovoltaic-Thermal Systems Using Multivariate Polynomial Regression
Wissenschaftlicher Artikel

Moghaddam Fariba

3rd IFAC Workshop on Integrated Assessment Modeling for Environmental Systems https://iames.unige.it/, 2024

Zusammenfassung:

A challenge prevalent in the photovoltaic (PV) system applications in the domain of
control engineering lies in the formulation and refinement of their models. Among the esteemed
configurations in this domain, the photovoltaic-thermal (PVT) system emerges as particularly
noteworthy. Furthermore, the appeal of employing a modeling approach with minimal complexity
is noteworthy in this context. To achieve this objective, there is a growing trend in
utilizing machine learning (ML) approaches, known for their data-driven modeling capabilities
and minimal complexity. In this paper, the application of the multivariate polynomial regression,
a straightforward ML method, has been employed to model the PVT system. This choice aims
to address the challenge of model complexity inherent in conventional mathematical method,
enabling its utility for control purposes. The proposed method is implemented using empirical
data derived from laboratory PVT setups, incorporating geographic inputs situated in Sion,
Switzerland. A comprehensive comparison with the conventional method has been undertaken
for evaluation purposes. The results, encompassing electrical and thermal powers of the PVT
system, indicate that the proposed method achieves significantly greater accuracy compared to
the conventional.

Data-Driven Performance Modeling of Solar Panels Using Polynomial Regression
Wissenschaftlicher Artikel

Moghaddam Fariba

The 2024 International Conference on Control, Automation and Diagnosis (ICCAD’24) https://www.iccad-conf.com/, 2024

Zusammenfassung:

Photovoltaic (PV) systems are integral to renewable
energy, demanding accurate performance modeling for optimal
functionality. This paper presents a pragmatic, data-driven
approach employing Polynomial Regression (PR) for solar panel
modeling to boost accuracy and adaptability to environmental
variables. By emphasizing the advantages of data-driven models
in attaining predictive precision, this study aims to reconcile
theoretical concepts with practical solar panel performance. PR is
employed as a black-box machine learning (ML) algorithm to
transcend the limitations of traditional modeling methods,
revealing ML's ability to grasp intricate relationships and ensure
precise predictions. Utilizing real and simulated datasets
encompassing solar irradiance, ambient temperature, and applied
load through hardware in the loop (HIL), the model is trained to
forecast the electrical outputs of solar panels in two approaches to
estimate output voltage and current as well as key points on the
panels' I-V curve. Assessment of model accuracy using Root Mean
Square Error (RMSE) showcases the PR model’s capacity to
accurately depict solar panel performance by capturing non-linear
relationships between environmental variable conditions and
electrical outputs. Experimentation validates the method's
effectiveness, focusing on accuracy, generalization to testing, and
on-site data validation in two approaches. This research endeavors
to bridge the gap between theory and practice, propelling
advancements in the field of solar PV systems and facilitating more
efficient solar energy utilization.

2023

A comparison of photovoltaic sun tracking methods
Wissenschaftlicher Artikel

Moghaddam Fariba

SET 2023, 2023

Zusammenfassung:

Solar energy is one of the cleanest and most sustainable sources of energy that many countries are investing in. Photovoltaic panels are becoming increasingly popular due to their renewable energy perspective and low environmental impact. However, their efficiency is limited by the fixed position of the panels, which results in a reduced amount of solar radiation being captured during the day. Solar tracking systems are gaining ground as they propose to optimize the angle of incidence of the sun's rays on photovoltaic panels to address the low efficiency issue of fixed PV panels.
This study compares different methods of solar tracking systems with single-axis PV panels to quantify the increase in energy production versus fixed PV panels. A simple sun tracking method based on the sun-path diagram is compared with more advanced approaches using the incident angle of the sun ray, measured by a sun position sensor. The electric output power produced by the photovoltaic system can also be used to track the sun's position with a high degree of accuracy. Other hybrid strategies combining different sun tracking algorithms are also proposed to improve the low PV efficiency during cloudy days.
The performance of the solar tracking system is evaluated by measuring the power output of the PV panels in both static and dynamic positions. A test bench of several PV panels is used to compare the performance of the different sun trackers simultaneously, under the same weather conditions. Key parameters such as solar radiation, sun position in the sky and generated output voltage and current are considered to evaluate the effectiveness of the various sun tracking methods.

Remote Laboratories for Engineering Education
Wissenschaftlicher Artikel

Moghaddam Fariba

The Learning Ideas Conference 2023, 2023

Zusammenfassung:

In engineering education, laboratories are important academic resources as they provide practical training in addition to the fundamental theories. However, advanced tools, costly equipment and machinery imply a large investment that only a limited number of institutions can afford. The rapid Internet development and the advent of IoT (Internet of Things) have provided new possibilities and challenges for designing and deploying remote collaborative learning systems. Web-based online experimentation turns to be a key feature in deploying digital solutions in engineering education.
This work proposes a collaborative digital platform to perform remote activities such as data visualization, control, monitoring, algorithm implementation and real-time programing of the remote machinery and equipment. An open architecture encompassing the embedded hardware, the intermediate data broker and the Front-End remote access allows new possibilities for applied research and education. Thereby, the remote students and researchers may have access to control and monitor the real research equipment and laboratories, not locally available. The idea to expand and improve education and research in engineering fields by providing remote access to infrastructure, equipment, resources and data leads to substantial benefits for science and economy.

Remote real-time research platform for control engineering
Wissenschaftlicher Artikel

Moghaddam Fariba

REV2023 20th International Conference on Remote Engineering and Virtual Instrumentation, 2023

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Zusammenfassung:

A classical remote labs platform is upgraded to develop and implement advanced remote real-time tools for research activities. The proposed collaborative network deploys distant equipment in electrical, mechanical and control engineering. The Web-based collaborative digital platform offers different issues such as secure Web access and data transfer with no required third-party software or licenses. The platform provides remote access for controlling and monitoring of research equipment, user-friendly Web interface with live video and data acquisition as well as fluid data visualization allowing time plots with logging features. It proposes digital data security technologies for data sharing, data processing and data saving. In addition, the present Web interface proposes a textual programming environment and code sharing tools for distance programming of research equipment, not locally available. The remote platform helps to build less infrastructure and to share more of the existing equipment between students, researchers and engineers. Thereby, it allows to concentrate on developing rich collaborative applications and to offer further synergies between universities and industrial partners.

2021

Interactive lab experimentation and simulation tools for remote laboratories
Buchkapitel ArODES

Fariba Moghaddam, Denis Gillet, Aldo Vaccari, Christophe Salzmann, Yves Piguet

Dans Auer, Michael E., Bhimavaram, Kalyan Ram, Yue, Xiao-Guang, Proceedings of the 18th International Conference on Remote Engineering and Virtual Instrumentation REV 2021: Online Engineering and Society 4.0, 24-26 February 2021, Hongkong, China  (pp. 66-77). 2021,  Cham : Springer Hongkong, China : 24-26 February 2021

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Zusammenfassung:

New extensions and features to the remote laboratories currently used for undergraduate courses in automatic control laboratory at the School of Engineering of University of Applied Sciences and Arts Western Switzerland are presented. This paper shows how lab experimentation and lab simulation can be linked in a complementary way. In fact, their adequate combination offers the students the opportunity to apply classroom theoretical knowledge while conducting a real experiment. Besides, the lab-based simulation tools can be used for experiment modeling and controller design. Simulation tools also facilitate analyzing and interpreting data and finally validating the results. We discuss different technical implementing trends as well as several pedagogical approaches in the way remote lab exercises are performed including real-time data acquisition, experimentation environment within user friendly interface and simulation tools.

Interactive Lab Experimentation and Simulation Tools for Remote Laboratories
Wissenschaftlicher Artikel

Moghaddam Fariba

REV2021 18th International Conference on Remote Engineering and Virtual Instrumentation, 2021

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2019

Massive open online Labs (MOOLs) :
Wissenschaftlicher Artikel ArODES
an innovative solution to achieving SDGs in the global south

Fariba Moghaddam, Alco Vaccari, Thomas Moniquet, Christophe Salzmann, Yves Piguet, Samer Saab, Rayana Jaafar, Amir Abolfazl Suratgar, Qobad Shafiee, Nomaou Dan Lamso, Hasane Alzouma Mayaki, Hassan Ali Barkad, Hamadou Saliah Hassane, Denis Gillet

Proceedings of 2019 5th Experiment International Conference , 12-14 June 2019, Funchal, Portugal,

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Zusammenfassung:

In engineering education, laboratories represent an important academic resource as they provide practical training in addition to the fundamental theories. However, the acquisition of new machinery and the maintenance of the equipment imply a large investment that only a limited number of universities can afford. This paper represents innovative online education activities through a collaborative widespread network with the global south countries, deploying remote laboratories in electrical, mechanical and control engineering at a large scale within MOOC infrastructures.

Massive Open Online Labs (MOOLs): An Innovative Solution to Achieving SDGs in the Global South
Wissenschaftlicher Artikel

Moghaddam Fariba

Proceedings of the 2019 - 5th Experiment@ International Conference (exp.at'19) 12-14 June 2019, Funchal, Madeira, Portugal, 2019

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2006

Biochemical process optimization with closed-loop identification approach and adaptive controller
Wissenschaftlicher Artikel

Moghaddam Fariba

Proceedings of 13th IFAC Workshop on Control Applications of Optimisation, 26-28 April 2006, Paris, France, 2006

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Zusammenfassung:

The optimization of biochemical processes has drawn attention in recent years. The main objectives are production efficiency, cost reduction, improved product quality and time saving. This paper discusses an iterative closed-loop system identification algorithm to adjust a PID adaptive controller. The experiments on a fed-batch fermentation confirm that the model identification and the adaptive controller fit the biochemical reactors even under extremely variable conditions. On-line measurement of the relevant parameters, appropriate identification tools and intelligent adaptive controller appear to be efficient tools to control the non-linear dynamic bioreactors.

2004

Commande sensorless de moteurs brushless
Wissenschaftlicher Artikel

Moghaddam Fariba

Workshop national IPLnet 2004, Morat, Suisse, 2004

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Zusammenfassung:

Les moteurs brushless (sans collecteur) sont des moteurs à aimant permanent utilisant souvent des capteurs de position (à effet Hall) pour la commutation des phases. La grande vitesse de ces moteurs, par rapport à des moteurs à collecteur DC, ouvre de nombreuses nouvelles possibilités pour des applications industrielles. L’augmentation de la fiabilité pour le contrôle de moteurs sans collecteur passe par la suppression des capteurs de position. La suppression des capteurs réduit les coûts liés aux capteurs eux-mêmes, ainsi que l’électronique de mise en forme des signaux et la main d’oeuvre nécessaire à son positionnement précis. La suppression des capteurs implique une commande beaucoup plus sophistiquée et performante, surtout aux basses vitesses. La tendance actuelle est d’utiliser des processeurs de signal (DSP) non seulement comme organe de mesure, de commande et de contrôle de moteurs mais également dans le rôle de l’interface utilisateur et des communications à travers l’Internet. Parmi les différentes méthodes de détection de la position sans capteur direct de position, on se propose la conception et la réalisation des méthodes suivantes : - la détection par reconstruction de la tension induite - la détection par passage par zéro - la détection par extinction des courants de phase Les différentes méthodes sont comparées qualitativement et quantitativement sur le même banc de test avec un nombre réduit de composants.

1996

Etude et comparaison de différentes stratégies de réglage et de commande de servomoteurs asynchrones
Doktorarbeit

Moghaddam Fariba

1996,  Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne : EPFL

Hansruedi Bühler

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2024

Data-driven performance modeling of solar panels using polynomial regression
Konferenz ArODES

Fereshteh Jafari, Kamran Moradi, Qobad Shafiee, Fariba Moghaddam

Proceedings of the International Conference on Control, Automation and Diagnosis (ICCAD 2024), 15-17 May 2024, Paris, France

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Zusammenfassung:

Photovoltaic (PV) systems are integral to renewable energy, demanding accurate performance modeling for optimal functionality. This paper presents a pragmatic, data-driven approach employing Polynomial Regression (PR) for solar panel modeling to boost accuracy and adaptability to environmental variables. By emphasizing the advantages of data-driven models in attaining predictive precision, this study aims to reconcile theoretical concepts with practical solar panel performance. PR is employed as a black-box machine learning (ML) algorithm to transcend the limitations of traditional modeling methods, revealing ML's ability to grasp intricate relationships and ensure precise predictions. Utilizing real and simulated datasets encompassing solar irradiance, ambient temperature, and applied load through hardware in the loop (HIL), the model is trained to forecast the electrical outputs of solar panels in two approaches to estimate output voltage and current as well as key points on the panels' I-V curve. Assessment of model accuracy using Root Mean Square Error (RMSE) showcases the PR model’s capacity to accurately depict solar panel performance by capturing non-linear relationships between environmental variable conditions and electrical outputs. Experimentation validates the method's effectiveness, focusing on accuracy, generalization to testing, and on-site data validation in two approaches. This research endeavors to bridge the gap between theory and practice, propelling advancements in the field of solar PV systems and facilitating more efficient solar energy utilization.

2023

Remote real-time research platform for control engineering
Konferenz ArODES

Fariba Moghaddam, Maël Forestal

Proceedings of the 20th International Conference on Remote Engineering and Virtual Instrumentation (REV2023), International Edunet World Conference (IEWC 2023), 1-3 March 2023, Thessaloniki, Greece

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Zusammenfassung:

A classical remote labs platform is upgraded to develop and implement advanced remote real-time tools for research activities. The proposed collaborative network deploys distant equipment in electrical, mechanical and control engineering. The Web-based collaborative digital platform offers different issues such as secure Web access and data transfer with no required third-party software or licenses. The platform provides remote access for controlling and monitoring of research equipment, user-friendly Web interface with live video and data acquisition as well as fluid data visualization allowing time plots with logging features. It proposes digital data security technologies for data sharing, data processing and data saving. In addition, the present Web interface proposes a textual programming environment and code sharing tools for distance programming of research equipment, not locally available. The remote platform helps to build less infrastructure and to share more of the existing equipment between students, researchers and engineers. Thereby, it allows to concentrate on developing rich collaborative applications and to offer further synergies between universities and industrial partners.

2006

Biochemical process optimization with closed-loop identification approach and adaptive controller
Konferenz ArODES

Fariba Moghaddam, Franck Dessimoz, Aldo Vaccari

Proceedings of 13th IFAC Workshop on Control Applications of Optimisation, 26-28 April 2006, Paris, France

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Zusammenfassung:

The optimization of biochemical processes has drawn attention in recent years. The main objectives are production efficiency, cost reduction, improved product quality and time saving. This paper discusses an iterative closed-loop system identification algorithm to adjust a PID adaptive controller. The experiments on a fed-batch fermentation confirm that the model identification and the adaptive controller fit the biochemical reactors even under extremely variable conditions. On-line measurement of the relevant parameters, appropriate identification tools and intelligent adaptive controller appear to be efficient tools to control the non-linear dynamic bioreactors.

2004

Commande sensorless de moteurs brushless
Konferenz ArODES

Martin Bochud, Fariba Moghaddam, André Rotzetta, Simon Torrent

Actes du Workshop national IPLnet 2004, 6-8 septembre 2004, Morat, Suisse

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Zusammenfassung:

Les moteurs brushless (sans collecteur) sont des moteurs à aimant permanent utilisant souvent des capteurs de position (à effet Hall) pour la commutation des phases. La grande vitesse de ces moteurs, par rapport à des moteurs à collecteur DC, ouvre de nombreuses nouvelles possibilités pour des applications industrielles. L’augmentation de la fiabilité pour le contrôle de moteurs sans collecteur passe par la suppression des capteurs de position. La suppression des capteurs réduit les coûts liés aux capteurs eux-mêmes, ainsi que l’électronique de mise en forme des signaux et la main d’oeuvre nécessaire à son positionnement précis. La suppression des capteurs implique une commande beaucoup plus sophistiquée et performante, surtout aux basses vitesses. La tendance actuelle est d’utiliser des processeurs de signal (DSP) non seulement comme organe de mesure, de commande et de contrôle de moteurs mais également dans le rôle de l’interface utilisateur et des communications à travers l’Internet. Parmi les différentes méthodes de détection de la position sans capteur direct de position, on se propose la conception et la réalisation des méthodes suivantes : - la détection par reconstruction de la tension induite - la détection par passage par zéro - la détection par extinction des courants de phase Les différentes méthodes sont comparées qualitativement et quantitativement sur le même banc de test avec un nombre réduit de composants.

Errungenschaften

2019

Membre du Conseil suisse de la science (CSS)

 2019 ; De 2013 à 2019

Collaborateurs: Moghaddam Fariba

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Conseil suisse de la science CSS conseille le conseil fédéral et oeuvre à l’amélioration constante du système suisse de formation, de recherche et d’innovation.

Anciens membres du CSS :

https://www.swir.ch/fr/le-css/le-conseil/anciens-membres-du-css

2017

Responsable de la filière Master of Science HES-SO en Engineering

 2017 ; De septembre 2011 à septembre 2017

Collaborateurs: Moghaddam Fariba

Link zur Errungenschaft

Le but du Master of Science en Engineering (MSE)  est de former de futurs ingénieures et ingénieurs capables de prendre la responsabilité de projets d'envergure dans les domaines technologiques et de l'ingénierie civile.

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