• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2010.07a
• /
• pp.414-415
• /
• 2010

하이브리드 자동차는 주 에너지원 외에 보조 에너지 저장 장치를 가지게 되는데 배터리와 슈퍼 캐패시터를 혼합하여 사용할 경우 주행 성능이 향상된다. 하지만 배터리의 경우 잦은 충방전이 일어날 경우 수명이 감소되고, 큰 전류에 의해 손상된다는 단점이 있다. 반면 슈퍼 캐패시터는 충방전 횟수가 많고, 수명이 길다는 장점이 있다. 따라서 배터리의 사용을 최소로 하고, 슈퍼 캐패시터를 주로 사용하여 제어 할 경우, 배터리의 수명 향상을 기대할 수 있다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2019.11a
• /
• pp.226-227
• /
• 2019

본 논문에서는 마이크로그리드 시스템의 기존 교류 배전망에서 전력 전송 손실을 개선하기 위해 직류 배전망으로 설계하면서 전력을 저장하는 배터리부와 상기 배터리부로부터 LVDC망 전압을 사용자가 설정 및 설계한 전압에 대응하며 유지하기 위한 양방향 DC/DC 컨버터에 대해서 연구하였다. 기존에 사용하던 방식과는 다르게 슈퍼캐패시터를 추가하여 고속, 고출력의 충방전을 할 수 있으며, 이러한 특징으로 인하여 전력품질 개선과 비상시 전력을 공급할 수 있는 장접을 갖게 되었다. 제어기는 PI 제어기를 적용하였으며, PWM 게이팅 신호를 만들어 스위칭 소자를 제어하였다. 매트랩 시뮬링크를 이용하여 양방향 DC/DC 컨버터의 회로를 설계하고 구동 알고리즘을 적용해서 시스템을 구성하여, 슈퍼캐패시터를 이용한 양방향 DC/DC 컨버터의 역할 가능성을 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2020.08a
• /
• pp.88-90
• /
• 2020

운송업의 시장 규모가 커짐에 따라 물건들을 분류하는 방식에 관한 연구들이 활발하게 이루어지고 있다. 그중 크로스벨트소터 방법이 많이 쓰이고 있다. 물건이 카트 위에서 이동하다가 원하는 위치에서 출하는 하는 방식이다. 현재 Bus bar와 collector의 접촉을 이용해 출하 시 전력을 공급하는 방법을 사용하고 있다. 이 방법은 유지와 관리에서 비용이 많이 든다는 단점이 있다. 본 논문에서는 Bus bar와 collector를 사용하지 않고, 카트에서 직접 물건 출하 시 필요한 전력을 만드는 방식에 대해 언급한다. 기존 배터리의 사용 대신, 온도와 수명, 전류방전에 이점을 가진 슈퍼캐패시터를 사용한다. 시뮬레이션을 통해 슈퍼캐패시터의 충전과 출력이 높은 상황에서 슈퍼캐패시터가 전력을 보상해주는 동작을 검증한다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
• /
• 2002.11a
• /
• pp.127-131
• /
• 2002

축전지에 기반을 둔 일반적인 에너지 저장시스템은 몇 가지 문제점들을 가지고 있으며, 수명, 크기, 응답시간, 파워, 에너지 용량 등의 이유로 다양하게 응용되기에는 충분하지 못하다. 최근에는 슈퍼 캐패시터나 연료전지 같은 에너지 저장/발생 시스템들이 개발되어 이들과 축전지를 함께 이용하는 시스템에 대한 관심이 증가되고 있다. 축전지는 에너지가 매우 큰 저장시스템이지만, 중간 정도의 전력을 발생하며, 슈퍼캐패시터는 에너지 저장 능력이 적지만 큰 전력을 발생시킬 수 있다.(중략)

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2009.11a
• /
• pp.161-163
• /
• 2009

본 논문은 차세대 에너지 저장장치로 각광받는 슈퍼커패시터를 이용한 양방향 DC-DC컨버터의 구성 및 빠른 동특성을 갖는 이중 루프 PI제어기 설계를 제시하였다. 제어기는 초기 슈퍼캐패시터의 충전을 위한 정전류 제어기와 초기 충전 이후에 동작을 개시하는 전력제어기를 구성하였다. 구성된 제어기는 PSIM을 이용한 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.11 no.5
• /
• pp.339-344
• /
• 2001

An all solid-state thin film supercapacitor (TFSC) with Co$_3$O$_4$/LiPON/Co$_3$O$_4$ structure was fabricated on Pt/Ti/Si substrate using Co$_3$O$_4$ thin film electrode. Each Co$_3$O$_4$ film was grown by reactive dc reactive magnetron sputtering with increasing $O_2$/[Ar+O$_2$] ratio. Amorphous LiPON electrolyte film was deposited on Co$_3$O$_4$/Pt/Ti/Si in pure nitrogen ambient by using reactive rf magnetron sputtering. The electrochemical behavior of the Co$_3$O$_4$/LiPON/Co$_3$O$_4$ multi-layer structures exhibits a behavior of a bulk-type supercapacitor, even though much lower capacity (from 5 to 25 mF/$\textrm{cm}^2$-$\mu\textrm{m}$) than that of the bulk one. It was found that the TFSC showed a fairly constant discharge capacity with a constant current of 50 $\mu\textrm{A}/\textrm{cm}^2$ at the cut-off voltage 0-2V during 400 cycles. It is shown that the electrochemical behavior of the Co$_3$O$_4$/LiPON/Co$_3$O$_4$ TFSC is dependent upon the sputtering gas ratio. The capacity dependency of electrode films on different gas ratios was explained by different structural, electrical, and surfacical properties.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.02a
• /
• pp.697-698
• /
• 2013

최근에 유연한 성질을 갖는 전자기기들의 수요가 증가하면서, 그에 따라서 유연 전자기기를 뒷받침 해줄 수 있는 에너지 저장체의 유연한 성질도 중요성이 점점 부각되고 있으며 많은 연구가 진행되고 있다. 유연한 에너지 저장체의 많은 연구들이 유연한 금속 박막이나 특수 공정처리가 필요한 고분자를 이용하고 있으나, 대부분의 유연 에너지 소자들은 에너지 저장체의 성능에 비해 고온과 산 약품과 같은 환경이 필요하며, 비용과 시간이 많이 소모되고 있다. 그에 반해 섬유는 앞에서와 같이 특수 공정 처리가 따로 필요하지 않으며 상온에서도 손 쉽게 이용 가능하며, 신축성이 뛰어난 장점이 있기 때문에 효율적, 비용적으로 유연한 에너지 저장체에 유리한 소재이다. 몸에 해로운 산과 같은 약품처리의 필요도 없으며, 용매를 흡수하는 능력이 뛰어나기 때문에 용매를 이용한 도포 방법을 사용하면 다양한 물질을 폭넓게 적용 가능하다. 그리고 적용 분야에 맞춰서 섬유의 종류를 조절하면 다양한 성질을 갖는 천 기반의 에너지 저장체가 형성되며, 면 섬유가 수소 결합과 높은 반데르 발스 결합에 의해 탄소나노튜브와 결합하여 높은 에너지 밀도를 갖는 에너지 저장체를 형성하는 것을 분석한 논문들도 보고되고 있다. 면 섬유의 특수한 성질을 이용하여 에너지 저장체를 제작하고 이를 확인하기 위해서 일반 합성 섬유인 polyester와 면 섬유를 비교 제작하였으며, 용매의 형태로 손쉽게 도포 가능한 물질은 탄소 계열의 활물질들이며, 탄소 나노 튜브나 그래핀 등이 분산된 용액을 이용해 천에 도포 가능하다. 탄소 계열의 활물질들은 대표적인 슈퍼캐패시터 물질이며, 천에 도포를 함으로써 천 기반의 슈퍼캐패시터를 제작하였다. 일반 합성 섬유 polyester와 CNT를 결합한 형태의 전극은 최대 에너지 축전 용량(Maximum specific capacitance)이 53.6 F/g으로 나타났으며, 면 섬유와 CNT를 결합한 형태의 전극은 최대 에너지 축전 용량이 122.1 F/g으로 나타났다. 따라서 면 섬유에서 높은 에너지 저장 능력을 보이는 것을 실험적으로 확인하였으며, 에너지 저장 능력이 뛰어난 면 섬유를 다음 전극 디자인에서도 일률적으로 적용하였다. 슈도캐패시터의 대표적 물질인 금속 산화물인 망간 산화물(MnO2)을 3전극 도금 시스템을 이용하여 에너지 축전 용량과 에너지 밀도를 올리는 전극을 제작하였다. 특히 망간 산화물의 형태는 표면적을 극대화하기 위해서 평균 지름은 200~300 nm 정도 되는 나노 입자의 형태로 제작하였다. 그 결과, 확연하게 에너지 축전 용량이 향상되었으며, 최대 에너지 축전 용량은 282.0 F/g, 에너지전력 밀도는 14.2 Wh/kg으로 나타나서 금속 산화물의 형태가 주는 효과를 확인할 수 있었다. 하지만 나노 입자의 형태로 제작된 금속 산화물은 문제점이 발생하였다. 금속 산화물의 전기 전도성이 매우 낮기 때문에, 전기 전도성에 비례해서 전력 밀도의 값이 표현되는데, 전기 전도성이 급격히 감소하기 때문에 전력 밀도도 급격한 감소가 나타난다. 다음과 같이 전기 전도성 물질을 첨가하는 방법은 추가의 공정이 필요한 단점이 있지만 오직 기계적인 인장응력만을 가해서 에너지 밀도와 전력 밀도를 증가시키는 전극을 제작하였다. 인장응력을 섬유 기반의 전극에 가했을 시에 가닥들간의 접촉 증가와 CNT가 정렬되면서 특정 변형률(strain) 이전에서는 전기 전도성이 최대 50% 이상 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 선행 연구에서 보고되었다. 이를 이용해서 전기 전도성과 직결되는 전력 밀도의 양도 증가시키고 에너지 밀도의 증가 여부까지 확인한 결과 인장을 가하기 전 면 섬유의 전력 밀도와 에너지 밀도는 6.4 kW/kg and 6.1 Wh/kg으로 나타났으나 30% 변형 인장 후에는11.4 kW/kg과 7.1 Wh/kg으로 나타났다. 그리고 망간 산화물을 첨가한 전극 역시 4.9 kW/kg과 14.2 Wh/kg으로 나타났었으나 인장 이후 전력 밀도는 14.2 kW/kg, 에너지 밀도는 17.6 Wh/kg으로 확연하게 증가한 것을 확인하였다.

• Electrical & Electronic Materials
• /
• v.30 no.7
• /
• pp.10-19
• /
• 2017

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2008.04c
• /
• pp.227-229
• /
• 2008

태양광/풍력 복합발전시스템은 친환경적인 에너지원의 대표적인 복합발전시스템이다. 본 논문에서는 독립형 태양광/풍력 발전시스템을 이용한 가로등 시스템을 구성하여 출력특성을 고찰하였다. 풍력에서 발전된 교류전력을 DC로 변환하여 태양광발전에서 출력된 DC 전력과 공통 DC버스로 전달되도록 하였으며, 공통 직류단 병렬운전을 위해 출력전압을 일치시켰다. 또한 슈퍼캐패시터를 적용하여 발전된 전력의 배터리 충전매체로 활용하여 시스템의 안정성을 높이고 충방전 효율을 증가시키고자 하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.30 no.8 s.251
• /
• pp.756-763
• /
• 2006

PEMFC has several technical problems such as water management, long term stability and performance degradation as. PEMFC has been studied not only to solve water management, but also to generate power in stable manner to system by using a hybrid system with auxiliary energy storage device. The purpose of this study is to couple PEMFC with supercapacitor to make a hybrid system and to design and test control strategies for stable power generation in case of changing output power. The polarization curve and dynamic behaviors while changing power were investigated to find out characteristics of PEMFC stack. A DC/DC converter was fabricated in order to increase fuel cell and supercapacitor voltage and to charge supercapacitor. We found that the operation strategy 2 was recommended to the system because of solving water management problem and increasing the dynamic behavior.