대형 버스 및 트럭 등과 같이 하중이 무거운 차량 같은 경우, 제동 부담이 아주 크다. 잦은 제동과 부하가 크기 때문에 마찰을 이용한 기존 방식의 브레이크들은 브레이크 파열 및 페이드 현상이 일어날 수 있다. 이러한 과부하를 분담하기 위해 현재 보조브레이크(리타더)를 사용하며, 이때의 제동에너지를 전기에너지를 회생하여 에너지를 절감하는 연구가 현재 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 와전류를 이용한 전자기형 리타더의 해석 및 제어 방법을 다룰 것이며, 제동에너지를 전기에너지로 회생하기 위해 L-C 공진회로로 모델링하였다. 그리고 리타더에서 발생하는 전압을 간략히 다상변압기로 구현하였다. 제어장치의 구동펄스에 따라 바뀌는 공진회로의 전압을 분석하였으며, 이 전압을 제어하기 위한 제어기를 제안하였고 Matlab Simulink를 이용해 가상실험을 실행하였다.
본 논문에서는 마일드 하이브리드 자동차에 적용 가능한 복합형 에너지 저장 장치의 운용 효율 및 수명 개선이 가능한 스위치 제어 알고리즘을 제안하였다. 제안한 제어 알고리즘은 복합형 에너지 저장 장치를 구성하는 축전지와 울트라커패시터의 전압, 전류, 전력 및 SOC의 변화에 따라 스위치를 적절히 제어함으로써, 시스템 전체의 운용 효율을 개선하고, 또한 축전지에 대전류 충/방전 상황 발생을 제한시켜 축전지의 수명저하 현상을 둔화시킨다. 본 논문에서는 마일드 하이브리드 자동차의 운행 조건을 모사한 사이클 프로파일과 차량 시뮬레이터 장비를 활용하여, 단순병렬 구성의 에너지 저장장치와 스위치 제어 알고리즘이 적용된 에너지 저장장치의 운용효율을 비교함으로써 제안한 알고리즘의 유용성을 확인하였다.
전력대란으로 인해 에너지 절감이 많은 이슈가 되고 있으며, 이로 인해 다양한 부분에서 에너지절감방식이 개발되고 있다. 많은 방식 중에서 최근에는 IT기술을 융합한 조명제어시스템의 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 IT기술을 융합한 조명제어시스템을 설계하여 공용 주택부문에서 가장 많이 낭비되고 있는 지하주차장 조명을 효율적으로 제어하여 에너지를 절감할 뿐만 아니라 조명관리의 효율성까지 높일 수 있는 에너지절감형 조명제어시스템을 설계하고자 한다.
전기 에너지는 우리 생활에서 가장 사용하기 쉽고 가까이 있는 에너지이다. 그러나 전기 에너지를 생산하는 화석연료가 점점 고갈되어 가고 기후변화협약에 의해 에너지 절감이 필수인 시대이다. 그래서 본 논문에서는 건축물에서 사용하는 전기 에너지 중에서 많은 부분을 차지하고 있는 조명용 전기 에너지를 줄이기 위한 방안으로서 천연 에너지인 태양광을 이용하여 전기 에너지 사용을 줄이면서도 실내 조도를 기준조도 이상으로 유지할 수 있는 조명제어 알고리즘을 제안하다. 제안된 조명제어 알고리즘은 외부에서 실내로 유입되는 태양광을 최대한 활용하여 조명등 사용을 줄이고, 이를 통해 전기 에너지를 줄일 수 있게 해준다.
시중의 대형 버스 및 트럭 등 같은 경우, 부하가 아주 크다. 또한 내리막길이나 장거리 운행 시에 잦은 제동으로 인하여 마찰을 이용한 기존 방식의 브레이크들은 브레이크 파열 및 페이드 현상 때문에 제동 안전성에 문제가 있다. 이러한 제동 부담을 분담하기 위해 현재 보조브레이크(리타더)가 필수적이며, 엔진 계통의 보조브레이크가 아닌 비접촉식 브레이크 같은 친환경 보조브레이크가 요구되고 있다. 그리고 차량 제동 시 발생하는 기계에너지를 전기에너지로 회생하여 에너지효율을 향상시키려는 연구가 현재 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 와전류를 이용한 전자기형 리타더에서 발생되는 전기에너지를 회수하기 위한 전압 제어 방법을 다룰 것이다. 제동에너지를 전기에너지로 회생하기 위해 L-C 공진회로로 구성하였다. 그리고 기존에 리타더에서 발생하는 전압을 간략히 다상변압기로 구현하였다. 또한 좀 더 실제 리타더와 가깝게 재현하기 위하여 유도발전기 모델로 변경하여 시뮬레이션을 진행하였다. 제어장치의 구동펄스에 따라 바뀌는 공진회로의 전압을 분석하였으며, 이 전압을 제어하기 위하여 PI 제어기를 이용한 알고리즘을 제안하였다. 끝으로 Matlab Simulink를 이용하여 리타더의 모델과 그 제어기의 타당성을 보였다.
본 논문에서는 직류 마이크로그리드 시스템에서의 분산 에너지 저장장치 시스템을 위한 제어 알고리즘을 제안한다. 각 에너지 저장장치의 전력 분배를 위해 state of charge (SOC)와 배터리 노화에 따른 용량 변화를 고려한 적응 드룹 제어 방식을 제안한다. 각 에너지 저장장치의 SOC에 따라 오프셋 전압을 변화시킴으로써 각 에너지 저장장치 간의 SOC 밸런싱을 유지한다. 또한, 에너지 저장장치의 용량 변화에 따라 드룹 기울기 변수를 변화시켜, 노화에 따른 전력 분배를 유지하도록 한다. 48V 직류배전 시스템의 시뮬레이션을 통해 제안된 제어방법을 검증한다.
본지는 자동제어설비협의회(위원장 최전남) 제공으로 지난 6월호부터 자동제어시리즈를 게재하고 있다. 이번 호에는 중앙난방 제어 방식으로 김영일 서울산업대학교 교수의 '중앙난방에서 시간표와 On/Off 제어 방식의 비교'를 게재한다. 중앙난방 제어 방식에 대해 기존 시간표에 의한 간헐 난방과 제어 방식 중 가장 간단한 on/off 제어를 실내 온도 변화와 에너지 소비량 실험 및 시뮬레이션 기법을 통한 분석한 결과 간단한 제어 방식이라도 적용할 경우 비적용시보다 쾌적성과 에너지 절약 측면에서 유리한 것으로 나타났다.
본 논문은 외부에서 공급받는 에너지 대신에 현가 시스템 자체에서 전기에너지를 발생시켜 전기우동(electro-rheological, 이후ER)유체를 제어하는 새로운 형태의 ER 진동 제어장치를 제안한다. 이를 위하여 에너지 재생 메커니즘을 개발하고 진동에너지를 재생 전기에너지로 환원하여 축적시켰으며, 상기에서 얻어진 저전압을 ER제어 할 수 있는 고전압(1KV-6KV)으로 승압시켜 ER 현가 장치에 적용하였다. 한편 제안된 장치의 성능 향상을 목적으로 재생 에너지의 충전장치, 고전압 발생장치, 전기제어장치, 신호감지장치를 설계하여 ER 현가 장치의 동특성 시험을 행하고 충격제어 능력을 평가하여 실용화 할 수 있는 기반을 구축하였다.
본 논문에서는 다양한 공장과 빌딩에서 조명제어시스템을 대상으로 계측 및 검증(M&V) 방법을 사용하여 효율적인 에너지 절약 방법을 제시한다. 에너지 가격을 줄이기 위해서는 전력피크시간에 제어가능한 다양한 수요자원을 고려하는 필요하지만, 일반적으로 빌딩에서 고려되는 수요자원은 피크전력이다. 본 논문에서는 M&V 방법을 사용하여 전력소비량을 줄일 수 있는 새로운 에너지절약방법을 제안하고 현장계측시스템을 구성하고 시뮬레이션 방법을 통해 제안된 방법이 효과적임을 확인한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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