• Journal of Energy Engineering
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• v.26 no.2
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• pp.99-120
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• 2017

In SS branch of Korea District Heating Corporation, Combined Heat & Power power plant with 99MW capacity and 98Gcal / h capacity is operated as a district electricity business. In this region, it is difficult to operate the generator due to the problem of surplus heat treatment between June and September due to the economic recession and the decrease in demand, so it is urgent to develop an economical energy new business model. In this study, we will develop an optimized operation model by introducing a renewable energy hybrid system based on actual operation data of this site. In particular, among renewable energy sources, fuel cell (Fuel Cell) power generation which can generate heat and electricity at the same time with limited location constraints, photovoltaic power generation which is representative renewable energy, ESS (Energy Storage System). HOMER (Hybrid Optimization of Multiple Energy Resources) program was used to select the optimal model. As a result of the economic analysis, 99MW CHP combined cycle power generation is the most economical in terms of net present cost (NPC), but 99MW CHP in terms of carbon emission trading and renewable energy certificate And 5MW fuel cells, and 521kW of solar power to supply electricity and heat than the supply of electricity and heat by 99MW CHP cogeneration power, it was shown that it is economically up to 247.5 billion won. we confirmed the results of the improvement of the zone electricity business condition by introducing the fuel cell and the renewable energy hybrid system as the optimization process model.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.28 no.10
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• pp.381-386
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• 2016

An optimization algorithm is developed based on a simulation case of a single family house model equipped with PV arrays. To increase the nationwide use of PV power generation facilities, a market-competitive electricity price needs to be introduced, which is determined based on the time of use. In this study, quadratic programming optimization was applied to minimize the electricity bill while maintaining the indoor temperature within allowable error bounds. For optimization, it is assumed that the weather and electricity demand are predicted. An EnergyPlus-based house model was approximated by using an equivalent RC circuit model for application as a linear constraint to the optimization. Based on the RC model, model predictive control was applied to the management of the cooling load and electricity for the first week of August. The result shows that more than 25% of electricity consumed for cooling can be saved by allowing excursions of temperature error within an affordable range. In addition, profit can be made by reselling electricity to the main grid energy supplier during peak hours.

• Journal of the Korean Solar Energy Society
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• v.32 no.5
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• pp.118-123
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• 2012

Water balance has a significant impact on the overall fuel cell performance. Maintenance of proper water management should provide an adequate membrane hydration and avoidance of water flooding in the catalyst layer and gas diffusion layer. Considering the important of advanced water management in PEM fuel cell, this study proposes a simple one dimensional water transportation model of PEM fuel cell for use in a dynamic condition. The model has been created by assumption that the output is the water liquid saturation difference. The liquid saturation change is the total difference between the additional water and the removal water on the system. The water addition is obtained from fuel cell reaction and the electro osmotic drag. The water removal is obtained from capillary transport and evaporation process. The result shows that the capillary water transport of low temperature fuel cell is high because the evaporation rate is low.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.68-68
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• 2011

본 연구에서는 PV cell이 직달 일사에 노출되는 경우와 집광된 태양광에 조사되는 경우의 성능을 비교하는 한편 집광기의 형태에 따른 열적 성능을 검토하고자 하였다. PV cell은 본질적으로 반도체의 특성을 가지므로 작동온도의 상승에 따라 성능이 저하된다는 사실이 알려져 있으며, 태양조사의 강도 및 밀도 등 특성에 따라서도 성능의 변화를 예상할 수 있다. 그러나 이러한 성능변화에 관련된 인자들과 그 영향의 크기에 대한 정량적인 기술자료가 부족하므로 설치와 이용에 한계가 있는 것이 현실이다. 인공태양 장치(solar simulator)를 이용하여 0.7에서 1.2 sun 범위의 태양 조사 환경에서 결정질 실리콘계 PV cell과 집광형 PV cell의 성능을 검토하였다. 집광에 사용한 PTC는 집광면적의 폭이 500 mm이며, 집광 조사면적이 최소 10 mm인 경우 이론적 최대 집광비가 50이었다. PTC의 축방향으로는 균일한 태양조사가 있게된다는 것을 가정하여 모델의 길이는 간편한 실험을 위해 150에서 500 mm의 범위에서 제작하였다. 수평으로 놓인 PTC의 상부 초점 위치로부터 집광면이 아래 쪽에 위치할수록 집광 조사 면적이 증가하므로 PV cell의 크기에 따라 PTC 초점의 위치로부터 거리를 결정하였다. 한편, PTC 자체의 성능도 촛점거리와 집광면 폭의 비에 따라 달라질 수 있다는 가정 하에, 포물면의 최저 위치로부터 촛점거리는 각각 300, 400 및 500 mm가 되도록 세가지 형태를 제작하여 사용하였다. 동일한 형태의 PTC에서 PV cell의 동일한 설치 위치에서도 최고 $110^{\circ}C$ 범위의 PV cell의 작동 (표면) 온도에 따른 성능의 차이를 관찰하기 위해 셀의 후면을 냉각시키는 경우와 그렇지 않은 경우를 비교하였다. PV cell의 표면 온도 측정을 위해서, 후면의 온도와 같이 광선 차단 효과의 우려가 없는 경우에는 열전대를 설치하였으며, 셀의 전면 온도 측정을 위해서는 비접촉식 적외선 온도계를 사용하였다. 냉각 방법으로는 공기를 이용한 자연대류와 액체를 사용하는 강제대류의 경우를 고려하였으며, 필요에 따라 적절히 설계된 히트싱크를 설치하여 비교 실험을 진행하였다. 강제대류 냉각의 경우는 항온조를 사용하여 순환하는 냉각수의 유량과 공급온도를 변화시킴으로써 PV cell의 작동온도를 조절하고, 이에 따른 발전 성능의 변화를 관찰하였다. 본 연구에서 도출한 실험 및 분석 결과는 PV cell의 설치 환경과 작동온도의 변화에 따라 그 성능 변화를 예측할 수 있는 기술적 자료를 제공함으로써 에너지 이용의 합리화를 도모하는데 기여할 수 있을 것이다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.27 no.3
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• pp.1-9
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• 2018

In this study, the outdoor evaluation test was performed to characterize the highly-reflective artificial grass to be used for bifacial photovoltaic (PV) power generation system. The 60-cell n-type Si monofacial and bifacial PV modules were employed, where two types of bifacial modules were equipped with split-type and box-type junction boxes, respectively. The results showed that the split-type junction box improved the rear-side power production and thus energy yield of bifacial module compared to the box-type junction box causing the shadow effect. Highly-reflective artificial grass achieved relatively high albedo of 0.18, and excellent bifacial gain of 33%, compared to conventional artificial grass with an albedo of 0.14-0.15, and bifacial gain of 29-30%.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.363-363
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• 2011

열분해 반응기 내에서 실리콘 필름을 성장시키는 것은 반도체/디스플레이, 태양전지, 신소재 등 다양한 분야에서 중요한 공정이다. 더욱이 반도체 소자 선폭이 줄어들면서 나노입자의 오염 제어가 더불어 중요해지고 있다. 생산 공정 기술의 집적화에 따라 패턴 사이 거리가 작아지고, 이에 불과 수 십 나노미터크기의 오염입자에 의해서 패턴불량이 발생하고 생산수율을 감소시킨다. 일반적으로 반도체 공정 중 발생한 오염입자는 반응기 내의 가스가 물리/화학적 공정에 의해 핵생성(nucleation)이 일어나 핵(nuclei)이 생성되고, 이 때 표면반응 및 응집(coagulation)에 의해 성장하게 된다. 이에 본 연구에서는 열분해 반응기 내에서 사일렌(SiH4) 가스를 열분해하여 발생되는 실리콘 오염입자의 핵생성과 성장 모델을 정립하고, 생성된 오염입자의 거동과 전달 현상을 이론적으로 고찰하였다. 열분해 반응기와 같은 기상공정(Gas to particle conversion)에서 오염입자가 생성될 때, 그 성질과 크기 등에 물리/화학적 영향을 주는 요소는 전구체/이송기체의 농도 및 유량, 작동 압력, 작동 온도와 반응기 고유 특성 등이 있다. 수치해석의 정당성과 빠른 계산을 위해 단순화시킨 0D 모델인 Batch 반응기와 1D모델인 plug flow 반응기 등에서 SiH4 가스의 열분해 과정시 생성되는 Si cluster를 상용코드인 CHEMKIN 4.1.1을 이용하여 계산하였으며, 2D모델인 Shear flow 반응기로 확장시켜 Si 오염입자가 생성특성을 연구하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.525-526
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• 2015

친환경 에너지 발전에 대한 관심이 높아지고 고유가 상황이 길어지면서 에너지 자립섬에 대한 많은 연구와 투자가 집중되고 있다. 본 논문에서는 에너지 자립섬 실증을 위한 준비 단계로 서해안에 위치한 Y섬의 실제 데이터 정보를 분석하여 전력 계통을 구성해 보았다. 이를 위하여 신재생에너지원 중 태양광 발전, 풍력 발전, 연료 전지 및 에너지 저장 장치에 대한 특성을 고려하였으며 최근 친환경 에너지 자립섬 조성 사업을 시작한 울릉도 사업 모델을 기초로 하였다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.37 no.7
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• pp.709-716
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• 2009

Thermal condition according to the operation attitude of a satellite in orbit would be essential to be known because the orbit attitude is a dominant factor to affect satellite thermal design. In this paper, the change in space thermal environment and the thermal effect in thermal design are studied for a low earth orbit satellite according to the yaw motion. The present satellite retains sun-pointing attitude during daylight due to the fixed type solar arrays. And it also moves along the orbit with constant yaw motion in a longitudinal axis so that a star tracker which is a star sensor for satellite's attitude control always looks into the deep space. This attitude is considered in its better visibility to the stars for a successful mission operation. Also, it is required to access the corresponding thermal effects due to the yaw motion. Therefore, we try to verify these by the thermal analysis for the satellite thermal model with the yaw motion.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.13 no.2 s.29
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• pp.169-172
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• 2007

This paper presents circuit models and control algorithms of distributed generation system(DGS) which consists of Z-type converter and PWM inverter. Z-type converter which employs both the L and C passive components and shoot-through zero vectors instead qf the conventional DC/DC converter in order to step up DC-link voltage. Discrete time sliding mode control with the asymptotic observer is used for current control. This system am be used for power conversion of DC renewable energy.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.29 no.12
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• pp.638-644
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• 2017

Optimal cooling operation algorithm was developed based on a simulation case of a single family house model equipped with renewable energy facility. EnergyPlus simulation results were used as virtual test data. The model contained three energy storage elements: thermal heat capacity of the living room, chilled water storage tank, and battery. Their charging and discharging schedules were optimized so that daily electricity bill became minimal. As an optimization tool, linear programming was considered because it was possible to obtain results in real time. For its adoption, EnergyPlus-based house model had to be linearly approximated. Results of this study revealed that dynamic cooling load of the living room could be approximated by a linear RC model. Scheduling based on the linear programming was then compared to that by a nonlinear optimization algorithm which was made using GenOpt developed by a national lab in USA. They showed quite similar performances. Therefore, linear programming can be a practical solution to optimal operation scheduling if linear dynamic models are tuned to simulate their real equivalents with reasonable accuracy.