• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.32 no.6A
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• pp.379-387
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• 2012

This study investigates free vibration characteristics of new energy harvesting multi-layer block structures with different geometrical shapes using solid and shell finite elements and evaluate their piezoelectric effect on experiments. The two and three-dimensional finite element (FE) delamination models for block structures described in this paper is attractive not only because it shows excellent accuracy in analysis but also it shows the entire vibration mode shape. The FE model using ABAQUS is used for studying free vibrations of multi-layer block structures for various tip mass and PZT. In particular, new results reported in this paper are focused on the significant effects of the global and local vibration modes for various parameters, such as size of block shape, existence of tip mass and hole, and location of tip mass and PZT. In addition, we evaluate the power generation capacity of developed energy block structures through a laboratory-scale experiment.

• Journal of IKEEE
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• v.19 no.2
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• pp.201-209
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• 2015

This paper describes a battery charger using photovoltaic energy harvesting with MPPT control. The proposed circuit harvests maximum power from a PV(photovoltaic) cell by employing MPPT(Maximum Power Point Tracking) control and charges an external battery with the harvested energy. The charging state of the battery is controlled according to the signals from a battery management circuit. The MPPT control is implemented using linear relationship between the open-circuit voltage of a PV cell and its MPP voltage such that a pilot PV cell can track the MPP of a main PV cell in real time. The proposed circuit is designed in a $0.35{\mu}m$ CMOS process technology and its functionality has been verified through extensive simulations. The maximum efficiency of the designed entire system is 86.2% and the chip area including pads is $1.35mm{\times}1.2mm$.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2014.10a
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• pp.577-580
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• 2014

In this paper an auto-switching dual-input energy harvesting circuit is proposed. Since the maximum power points of a thermoelectric generator(TEG) output and a vibration device(PEG) output is 1/2 of their open-circuit voltage, an identical MPPT controller can be used for both energy sources. The proposed circuit monitors the outputs of the TEG and PEG, and chooses the energy source generating a higher output using an auto-switching controller, and then harvests the maximum power from the selected device using a MPPT controller. The harvested energy is boosted through a charge pump and stored in a storage capacitor. The stored energy is provided to a load through a PMU(Power Management Unit). The proposed circuit is designed in a $0.35{\mu}m$ CMOS process and its functionality has been verified through extensive simulations. The designed chip occupies $1.4mm{\times}1.2mm$ including pads.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.61-61
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• 2017

노지 고추 수확작업은 100% 인력에 의존하고 있으며 7~9월에 걸쳐 5~6회의 다수의 작업이 수행되어 노동 강도가 크다. 또한 농촌의 고령화와 노동력 감소로 인하여 수확인력의 부족이 발생하고 있음에도 불구하고 시중에 유통되고 있는 고추 및 노지채소 수확작업 편이기기는 동력이 아닌 인력으로 이랑사이를 이동하며 작물을 수확하는 구조로 되어있다. 이는 노동 강도를 줄여주는 효과가 미미하기 때문에 동력이 수반된 편이장치가 필요하며 또한 적절한 모터 및 제어장치가 요구된다. 적절한 모터를 선정함에 있어서 영향을 주는 인자는 주행저항(RR)이며, 구성요소로는 구름마찰저항(Rr), 공기저항(RА), 등판저항(Rg), 가속저항(Ra)이 있으며, 다음과 같은 식으로 정의된다. 주행저항(RR)=구름마찰저항(Rr)+공기저항(RA)+등판저항(Rg)+가속저항(Ra) 구름마찰저항(Rr)=구름마찰저항계수(${\mu}$)${\times}$차량총중량(W) 등판저항(Rg)=차량총중량(W)${\times}Sin{\theta}$ 공기저항(RА), 및 가속저항(Ra)은 1m/s 미만의 속도가 요구되기 때문에 무시할 수 있다. 동력원에서 최종 구동축으로 전달된 동력은 주행장치를 통하여 지면에 전달되고 이 동력에 의해 작업차의 주행장치에 추진력이 발생하며 주행장치의 추진력이 주행저항 이상이 될 때 작업차는 전진하게 된다. 따라서 작업차의 주행속도를 V(m/s), 전동기의 효율을 ${\mu}_m$, 동력전달효율을 ${\mu}_{TD}$라고 하면 다음과 같은 식이 산출된다. 전동기의 소요출력(P)=주행저항(RR)${\times}$속도(V)/전동기의 효율(${\mu}_m$)${\times}$동력전달효율(${\mu}_{TD}$) 구름마찰계수를 0.3이라고 할 때 포장의 경사도와 작업차의 주행속도 변화에 따른 주행소요 동력을 비교하였다. 주행소요동력은 포장의 경사각과 주행속도의 증가와 더불어 증가한다. 고추 및 노지채소 수확작업 편이장치의 작업시 요구되는 주행속도는 일반적으로 0.25m/s, 등반각은 5도이다. 이때 구동 전동기의 출력은 안전율을 고려하여 식에 의해 계산한 결과 1ps으로 산출 되었다. 선정한 구동모터의 감속비는 7.18 : 1, 에너지의 효율은 78 %, 기동토크는14 N/m 이며, 축전지의 경우 구동모터에 기반 하여 구입이 간편하고 상용화 되어있는 연축전지를 사용하여 교체 및 수리가 간단하도록 하였다. 축전지는 12V 18Ah의 축전지 2개를 사용한다.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.23 no.6
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• pp.22-31
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• 2008

화석연료를 개발함에 따라 인류는 과거보다 풍요한 물질문명을 누리게 되었으나 그 부작용으로 지구 온난화라는 현실적 재난에 직면해 있다. 점점 뜨거워지는 지구를 식히기 위해 세계적으로 당장 시급한 대책은 화석연료의 생산, 수송 및 소비에 있어서 효율을 높이고, 에너지를 절약함으로써 온실가스를 감축하는 것이다. 하지만 궁극적으로는 신재생 에너지와 같이 온실가스를 배출하지 않는 지속 가능한 에너지원을 사용함으로써 청정한 미래형 산업 시스템이 이루어야 한다. 에너지의 해외의존도가 97%에 육박하고 있는 우리나라의 입장에서 세계적으로 연평균 전력발전량의 약 20%를 담당하고있는 수력, 풍력, 조력 발전은 에너지 자급에 의한 수급 안정성 확보 측면에서 중요한 의미를 가진다. 특히, 화력 및 원자력과 비교할 때 환경에 대한 영향이 거의 없는 청정한 에너지로서 개발이 유망한 에너지이다. 대규모 수력발전은 대형 댐의 건설로 인한 환경.생태적 문제점이 있을 수 있으나, 풍력과 조력발전은 상대적으로 환경에 미치는 영향이 작은 편이다. 본 보고서에서는 최근 연구되고 있는 신재생 에너지 중 전기활성 고분자(EAP)를 이용하여 조력이나 유력, 풍력을 이용하여 청정 에너지를 생산할 수 있는 방법에 대하여 논하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Crop Science Conference
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• 2019.09a
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• pp.213-213
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• 2019

• IT SoC Magazine
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• s.22
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• pp.12-21
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• 2007

2008년도 정보통신부에서 추진할 IT부품소재 부문의 기술개발 후보 중 일부를 소개한다. 반도체 45nm technology 기반 회로설계기술로 차기 SoC의 요소 IP를 확보하고, 차세대 플렉시블 소자구현을 위하여 유연성 기판위에 디스플레이 기능을 기본으로 전자소자 등을 집적화하는 기술개발을 추진할 계획이다. 또한 모바일기기에서 항상 중요한 에너지원 확보차원에서 '에너지- 하베스트'라고 하는 주변의 다양한 진동에너지를 수확하여 전기에너지로 변환 저장하는 기술을 개발할 계획이며, 산업체에 바로 적용할 단기프로젝트로 LCD의 화상신호에 따라 후면 광의 휘도를 시간 및 위치적으로 변화시켜 구동하는 면 광원 기반의 백 라이트 유닛 기술 등의 주제를 기획 발굴하였다. 본 기획 중 일부는 1월에 기술개발 신규사업으로 공고되고, 1개월간의 접수과정 후 2월 선정평가를 거쳐 3월부터 사업이 시작될 예정이다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.233-235
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• 2019

에너지 하베스팅은 주변의 에너지를 수확하여 활용하는 기술로 이에 관련한 연구가 여러 분야에서 활발히 진행되고 있다. 마찰전기 나노발전기는 물리적인 움직임이나 마찰을 통해 발생되는 정전기를 이용하여 센서나 웨어러블 디바이스에 활용하는 에너지 하베스팅 기술 중 하나이다. 마찰전기 나노발전기는 ${\mu}W$(마이크로와트) 단위의 미소 전력을 생산함에도 불구하고, 다른 에너지 하베스팅 발전기들과 비교하여 큰 임피던스를 가지고 있어서 전력을 전달하기에 어려움이 있다. 또한 마찰전기 나노 발전기의 출력 전력은 Spike성 Pulse Train의 형태여서 다이오드 정류기가 필요하기 때문에, 정류기의 입력 임피던스와 마찰전기 나노 발전기의 출력 임피던스에 대한 분석을 이용한 임피던스 매칭 설계가 필요하다. 본 연구에서는 다이오드 정류기의 임피던스 모델을 유도하여 마찰전기 나노 발전기의 내부 임피던스와의 매칭을 통해 최대 전력을 전달하는 커패시터와 출력 부하 설계를 목표로 한다. 유도한 임피던스 모델에 대하여 실제 전력 실험을 통해 모델의 유효성과 정확성을 검증하고자 한다.

• Journal of Bio-Environment Control
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• v.30 no.4
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• pp.271-277
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• 2021

In this study, experiments of local heating on crown and supplying warm nutrient for energy saving and improving growth of 'Seolhyang' strawberry were conducted. The temperature of inside and crown in greenhouses which were control (space heating 8℃) and test (space heating 5℃+crown heating) was measured. In the control greenhouse, the average of temperature and humidity in December was 7.1℃, 87.2%, respectively. In the test greenhouse, the average of temperature and humidity in December was 5.7℃, 88.7%. The temperature of crown and inside the bed were 7.9℃, 10.8℃ in control, 9.3℃, 12.7℃ in test. During the test period, the total 16,847×10³ kcal of energy was consumed in control greenhouse including space heating. In test greenhouse including space heating, crown heating and warm water supplying, total 9,475.7×10³ kcal of energy was consumed. So, energy consumption in test was 43.8% less than in the control. The total yields of strawberry during test period were 412.7g/plant for test greenhouse and 393.3g/plant for control greenhouse respectively.

• Journal of Mushroom
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• v.10 no.3
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• pp.136-142
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• 2012

This study was carried out to determine the supplemental level of spent mushroom (Flammulina velutipes) substrates as an energy source in manufacturing of high moisture sorghum whole crop silage. Whole crop sorghum was harvested at heading stage and ensiled with spent mushroom substrates of 20% (S-20), 40% (S-40) and 60% (S-60) as fresh matter basis. Each silage was manufactured in plastic buckets included vinyl bag by three replications and stored for 0, 3, 6 and 9 weeks, respectively. Fermentation characteristics and quality of sorghum silages manufactured by supplemental level of spent mushroom substrates were as follows. Moisture contents of whole crop sorghum and spent mushroom substrates were 83.85% and 54.3%, respectively, and that of silages was 78% for S-20, 71% for S-40 and 68% for S-60. Ether extracts content of silages was significantly (P<0.05) increased during the fermentation periods. The pH in silages fermented for 3 weeks and above ranged from 4.24 to 4.42, and the decrease of pH by fermentation was relatively greater in S-40 compare to the other treatments. The lactic acid content of silage inclined that the S-40 was higher compared to the other treatments and decreased with elongation of fermentation period of silage. The contents of acetic acid and propionic acid of silages were not influenced by treatments and fermentation period. Flieg's score for estimation of silage quality ranged from 60 to 83, and was relatively high quality in the S-40 fermented for 9 week, and was relatively low quality in the S-60 fermented for 9 week. From above results, we suggest that 40% supplementation of spent Flammulina velutipes mushroom substrates as an energy source is resonable level in manufacturing of high moisture sorghum whole crop silage.