• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.688-692
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• 2007

Solar thermal power generation allows additional benefits of cheap thermal storage and easy hybridization with other fossil fuel-driven power generation. KIER has been performing the project for solar thermal chemical reaction hybrid power generation. The project is to build and operate the first solar thermal chemical reaction hybrid power generation system in Korea. For concentrating solar thermal energy $m^2$ dish type concentrator was adapted and a heliostat is installed for reflecting horizontal insolation to the dish concentrator. At the moment building the dish concentrator including mirror and heliostat with sun tracking system was completed and it's performance are being closely evaluated. This paper will introduce some detailed designs and construction procedures which we have experienced so far.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권7호
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• pp.586-593
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• 2014

CNUSAIL-1은 태양돛을 탑재한 3U크기의 큐브위성이다. 주 임무는 저궤도에서 태양돛을 전개하는 것이며, 추가적으로 태양돛 전개와 태양돛 운용에 따른 위성의 자세/궤도변화를 확인하는 임무를 수행한다. 이를 위해, 위성의 각 시스템은 위성의 동적 데이터와 태양돛 작동 사진을 수집하고 지상국으로 전송한다. 본 논문에서는 이와 같은 임무를 수행하는 CNUSAIL-1의 태양돛 임무를 소개하고 시스템 개념설계 결과를 나타낸다. 탑재체인 태양돛의 구동 및 운용 원리를 구현하고, 버스시스템을 자세제어계, 통신계, 전력계, 명령 및 데이터 처리계, 구조 및 열 제어계로 나누어 개념 설계를 수행한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.403-410
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• 2020

본 논문은 포항지역 태양광 데이터를 기반으로 태양열을 적용시켜 12kW의 소형 초임계 이산화탄소(s-CO₂) 시험 루프의 설계와 실험 시설의 이론적 연구, 안정화 및 최적화를 통한 이산화탄소의 특성 연구에 초점을 맞추고 있다. 실험 시설의 열역학 사이클은 구성 요소의 한계로 인해 액체, 가스 및 초임계 CO₂가 모두 존재하는 랭킨 사이클(임계점 순환 주기)이며, 펌프, 히터, 레귤레이터, 열교환기, 가스 부스터, 에어 컴프레서 등으로 구성된다. 현재 본 연구에서 제작된 12kW 소형 발전 시스템은 최고압력 12MPa 최고 온도 70℃의 조건에서 6.98%의 효율이 나타나도록 설계되었다. 본 실험 장치를 소형 Brayton cycle과 비교했을 때 약 2% 높은 효율을 가진다는 것을 이론적으로 확인하였고, 사이클 효율을 높이기 위해 최적의 터빈 입구 온도와 압력을 얻었으며, 이 조건에서 IHX(내부 열교환기)의 도입시 18.75%의 최대 효율을 기대할 수 있다는 결론을 도출하였다. 마지막으로, 실험 설비의 태양광 시뮬레이션 결과 5월에는 6.7%, 6월에는 6.26%의 효율로 태양열을 이용할 수 있음을 확인하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권1호
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• pp.36-43
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• 2020

위성 열 설계의 시작은 운용궤도의 열 환경 분석을 통한 최악의 운용 환경을 예측하는 것이다. 위성은 주어진 임무에 맞는 다양한 형태의 운용궤도를 가지기 때문에 노출되는 열 환경 또한 다르다. 따라서, 위성의 궤도조건을 고려한 외부 열 환경 분석이 필수이며, 이를 통해 선정된 위성의 최악의 조건에 대해 열적 안정성을 보장하는 설계를 수행하게 된다. 궤도 열 환경 분석을 위해서는 궤도역학은 물론 우주 열 환경과 위성체 사이의 열 교환 관계에 대한 이해가 필요하다. 이에 본 논문에서는 지구궤도 내 우주 열 환경에 관한 기초자료를 제공하고, 위성체에 유입되는 우주 열 유입량을 계산하는 열 관계식을 서술함으로써 궤도 열 환경 분석의 이해를 돕고자 하였다. 또한, 가상의 위성 예제를 통해 임무기간 중 궤도 열 환경을 분석하는 전반적인 과정을 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권4호
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• pp.309-318
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• 2019

한국형 달 궤도선(Korea Pathfinder Lunar Orbiter, KPLO)에 탑재되는 달 표면지형 광학관측기(Lunar Terrian Imager, LUTI)의 열설계를 수행하고, 열해석을 통하여 열설계의 건전성을 검증하였다. 달 임무궤도의 열환경은 지구궤도와 달리 달 표면의 IR 복사가 중요하므로 이를 열설계에 반영하여야 한다. 위성 외부에 노출되는 부품이나 모듈은 가능한 MLI로 단열시키지만 경통이나 방열판은 기능상 노출되므로 복사형상계수의 개념을 이용한 thermal shield를 전면에 장착함으로써 IR 복사를 완화시킨다. 태양복사를 거의 받지 않는 방열판의 전면부는 IR 방사율이 중요하며, 경통과 같이 열변형에 취약한 부품은 복사히터를 사용하여 온도구배를 최소화시킨다. 열해석 결과분석을 통하여 LUTI의 열설계는 다양한 상황에서 안정적임을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.825-832
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• 2022

본 논문은 영농형 태양광 발전 시스템의 전력 생산량을 수집·저장하여 지능적인 예측 모델을 구현하기 위한 예측 및 진단 모델의 설계와 구현에 대해 논한다. 제안된 모델은 시계열 데이터에 특화된 순환신경망 기법인 RNN, LSTM, GRU 모델을 이용하여 태양광 발전량을 예측하고 각 모델의 하이퍼 파라미터를 다르게 주어 비교 분석하고, 성능을 평가했다. 그 결과 세 모델 모두 MSE, RMSE 지표는 0에 매우 가까우며, R2 지표는 1에 가까운 성능을 보였다. 이를 통해 제안하는 예측 모델은 태양광 발전량을 예측하기에 적합한 모델임을 알 수 있고, 이러한 예측을 이용하여 영농형 태양광 시스템에서 지능적인 운영관리 기능에 적용될 수 있음을 보였다.

• 태양에너지
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• 제10권3호
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• pp.35-45
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• 1990

주어진 열원에서 유기 랭킨 사이클 시스템을 통해 얻을 수 있는 최대 출력 조건에서의 최적 효율을 구하기 위한 이론식을 유도하였으며, 이것이 작동 유체의 열물성치에 의한 엔탈피를 기초로 하여 계산된 열효율과 비교하여 잘 일치되는 것을 확인하였다. 본 연구에서 유도된 결과식에 의해 최대 출력은 열원의 열용량과 초기 온도 그리고 핀치점 온도차만의 함수임을 알 수 있었으며, 이 때의 효율은 열원의 열용량과 관계없이 입열원과 방출열원 초기 온도와 핀치점 온도차의 함수임을 알 수 있었다. 여기서 구한 최대 출력시의 효율식은 실제 랭킨 사이클 시스템의 설계를 위한 최적 설계지표로 사용될 수 있으며 실제 발전소의 성능 예측을 위한 최적 효율로도 사용될 수 있을 것이다.

• 설비공학논문집
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• 제17권1호
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• pp.16-24
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• 2005

The goal of the present paper is to show the optimum design and operation conditions on 6 kW solar water heating system by using computer simulation with verified modelling. As the object functions, we took not only the amount of acquired and auxiliary heat but LCC, which has a relative importance and decisive role in economy. As expected, the maximum heat is acquired at the slope of collector with the equal degree to the latitude, facing the south. The capacity increase of the circulation pump and the storage tank lead to the increase of acquired heat and the decrease of auxiliary heat, but do not necessarily give economical advantages owing to additional electrical power consumption. In the present system, the minimum LCC can be obtained at the storage tank volume of 450 L and the mass flow rate of 0.344 kg/s.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제36권5호
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• pp.73-89
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• 2016

To assure maximum economic benefits and the energy performance of solar water heating systems, the proper sizing of components and operating conditions need to be optimized. In recent years, a number of studies to design optimally solar water heating systems have been tried. This paper presents a design method for optimizing the various capacity-related and installation-related design variables based on life cycle cost using a genetic algorithm. The design variables considered in this study included the types and numbers of solar collector and auxiliary heaters; the types of storage tanks and heat exchangers; the solar collector slope; mass flow rates of the fluid on the hot and cold sides. The suggested method was applied for optimizing a solar water heating system for an elementary school in Seoul, South Korea. In addition, the effectiveness of the proposed optimization method was assessed by analyzing the obtained optimal solutions of six case studies, each of which was simulated with different solar fractions. It is observed that a trade-off between the equipment cost and the energy cost results in an optimal design that yields the lowest life cycle cost. Therefore, it could be helpful to apply the optimal solar water heating system by comparing the various design solutions obtained by using the optimization method instead of the engineer's experience and intuition.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권1호
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• pp.1-10
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• 2024

선행연구에서는 위성체의 고기동 시 전개형 태양전지판으로부터 발생하는 잔여진동을 저감시키기 위해 초탄성 형상기억합금 (Shape Memory Alloy, SMA)을 적용한 적층형 태양전지판 요크를 제안하였다. 요크에는 SMA 양면에 구속층을 적층시키기 위해 점탄성 테이프가 적용되며, 점탄성 테이프는 온도 의존성이 높아 온도에 따라 댐핑 특성 변화로 요크의 진동저감 성능에 직접적인 영향을 미친다. 이에 따라, 온도별 요크의 댐핑 성능을 확인하기 위해 다양한 온도조건에서 자유감쇠시험을 수행하여 댐핑 성능이 가장 극대화되는 온도 구간을 식별하였다. 본 논문에서는 상기 온도시험 결과를 토대로, 요크가 궤도 열환경에 노출되더라도 효과적인 댐핑 성능을 유지할 수 있도록 궤도 열해석을 통해 요크의 열적 거동 및 온도를 예측하였으며, 요크가 최적의 진동저감 성능을 낼 수 있도록 열 설계안 도출 방안에 관해 기술하였다.