• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제38권4호
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• pp.55-66
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• 2018

nZEH (net-Zero Energy House) is defined as a self-sufficient energy building where the sum of energy output generated from new & renewable energy system and annual energy consumption is zero. The electricity generated by new & renewable energy system with the form of distributed generation is preferentially supplied to electrical demand, and surplus electricity is transmitted back to grid. Due to the recent expansion of houses with photovoltaic system and the nZEH mandatory by 2025, the rapid increase of distributed generation is expected. Which means, we must prepare for an electricity-power accident and stable electricity supply. Also electricity charges have to be reduce and the grid-connected should be operated efficiently. The introduction of ESS is suggested as a solution, so the analysis of the load matching and grid interaction is required to optimize ESS design. This study analyzed the load matching and grid interaction by expected consumption behavior using actual data measured in one-minute intervals. The experiment was conducted in three nZEH with photovoltaic system, called all-electric houses. LCF (Load Cover Factor), SCF (Supply Cover Factor) and $f_{grid}$ (Grid Interaction Index) were evaluated as an analysis indicator. As a result, LCF, SCF and $f_{grid}$ of A house were 0.25, 0.23 and 0.27 respectively; That of B house were 0.23, 0.23, 0.19, and that of C were 0.20, 0.19, 0.27 respectively.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제39권6호
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• pp.93-112
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• 2019

In this paper, a very new web-based software for renewable energy system (RES) design and economic evaluation was introduced. This solution would provide the precise RES estimation service including not only photovoltaic (PV), wind turbine (WT) and fuel cell (FC) individually but also energy storage system (ESS) as combined forms with PV or WT. The three reasons why we ought to develop it are: First, the standardized tool suitable to the domestic environment for estimating power generation from RES facilities and economic evaluation is required. Secondly, the standardized tool is needed to spread domestic RES supply policy and to promote the new industry in the micro-grid field. The last, the reliability of economic evaluation should be enhanced more for new facilities. To achieve those aims, the weather database of one hundred locations have established and the RES facility database has also constructed. For the energy management, mathematical models for PV, WT, ESS and FC were developed. As a final phase, the analytical process to evaluate economics has performed with field data verification.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.123-128
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• 2021

직류 배전시스템의 보급이 증가됨에 따라 이에 따른 고장 발생 및 화재 사고도 증가하고 있고 특히 스마트 그리드의 구성 요소인 ESS 화재 사고, 직류 시스템인 태양광 발전 시스템의 화재 사고는 신재생에너지의 보급이 급격하게 증가하고 동시에 사용 연수 10년 이상의 노후 시설이 많아짐에 따라, 시스템 구성 요소 간의 전기적인 접속의 문제들로 발생하고 있다. 이로 인해 유발된 빛과 열을 방출하여 직접적인 화재의 원인이 될 수 있는 아크가 화재의 한 원인으로 지적되고 있다. 따라서 이러한 아크 결함의 문제는 기존의 과전류차단기와 누전차단기로는 아크사고를 사전에 차단할 수 없는 실정이며 대규모 유틸리티 시스템뿐만 아니라 소규모 주거 시스템에서도 인간의 안전에 중대한 위협이 될 수 있기에 아크사고에 대한 대책이 필요하다. 본 논문에서는 국제표준화에 만족하는 시험장비 개발과 아크 발생에 따른 고장 및 화재를 보호하기 위한 직류 아크 Generator를 개발 하고자 한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.127-132
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• 2024

최근 이차전지는 다양한 산업 분야에서 사용되고 있다. 특히 소형 및 경량의 특성으로 스마트폰, 노트북, 태블릿 등 다양한 휴대용 전자기기에서 높은 에너지 밀도와 충·방전 효율을 토대로 전기자동차와 에너지저장시스템(Energy Storage System, ESS)의 핵심 부품으로 사용되고 있다. 하지만 이차전지의 과도한 충·방전에 따른 수명감소, 파열, 손상, 화재 등의 문제점이 발생하고 있다. 따라서 BMS(Battery Management System)를 통하여 과도한 충·방전을 보호하고 성능을 향상시킨다. 하지만 실제 리튬이온 배터리를 사용하여 BMS의 차단 및 보호범위 설정하는 데 있어서 이차전지의 수명감소, 파열, 손상, 화재의 문제점이 따른다. 따라서 본 논문에서는 배터리 충방전기와 시뮬레이터를 활용하여 이차전지 중 사용이 높은 리튬이온 배터리와 납축전지의 충전 및 방전 특성을 살펴본다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제30권1호
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• pp.113-126
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• 2021

미래 에너지 소비 패턴은 신재생 에너지 등의 분산 전원의 증가와 프로슈머의 탄생 등으로 현재와는 크게 다른 양상을 보일 것이다. 이에 따라서 전력망 전체의 안정성 및 소비 효율을 고려한 적절한 생산 및 공급 계획 수립의 방향성 역시 지금과는 상이할 것으로 예측할 수 있다. 본 논문은 앞으로 발생할 수 있는 여러 환경에 직면하였을 때 새로운 운영 전략을 시험할 수 있는 시뮬레이션 모델을 제안한다. 제안된 모델을 통해서 에너지 저장 장치, 에너지 분산자원과 같은 새로운 개념이 다량 추가될 미래 스마트 그리드(Smart Grid) 환경에서 소비되고 공급되는 전력을 모의하고 분석하는 기능을 수행할 수 있다. 특히, 그리드에 존재하는 각 요인(Agent)별 의사결정을 모델링할 수 있는 ABM(Agent-Based Model) 방법론 중 DEVS 형식론을 이용하여 복잡한 시스템을 구조적으로 모델링하고, 여러 요인들을 그리드에 쉽게 추가할 수 있도록 하였다. 본 시뮬레이션 모델은 현 상황에서 주어진 데이터셋을 이용하여 검증하였고, 추가로 스마트 그리드의 주요 요소 중 하나인 에너지 저장 장치(ESS)를 본 모델에 간단하게 추가함으로써 시나리오 분석을 시행하였다.

• 전기학회논문지
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• 제67권5호
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• pp.617-625
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• 2018

Since FERC order 755 was published, each frequency regulation market rules of the North American ISO/RTO have been revised in many parts. In 2016, the domestic CBP market has also changed its market rules to allow ESS to participate in the frequency regulation reserve services(Governor Free and Automatic Generation Control). This paper compares and analyzes the changed North American ISP/RTO market and domestic CBP market rules. In particular, we compare PJM and CAISO frequency regulation market pricing mechanism and settlement rules with the settlement rules of the domestic CBP market and compare the factors of each market used to compensate the participating resources in terms of resource dependency and accuracy.

• 전력전자학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.124-132
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• 2014

In this paper, we implement a non-time-varying transfer function of the duty ratio to improve the control characteristics in a control system that Input voltage and the output voltage is varied, DC / DC converters for bi-directional charging. When control is performed with using controller gain of conventional design, characteristics of the control is varied to fluctuations of the input voltage. The proposed method is the equivalently removing method for duty ratio in entire control block, by voltage controller gain is changed for inverse of the duty ratio. The proposed non-time-varying duty ratio transfer function is applied to DC / DC converter for bi-directional charging. In this paper, feasibility and superiority is verified through PSIM simulations and experiments.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.228-231
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• 2019

'계시별 요금제'는 하계·동계·춘추계의 계절별과 경부하·중간 부하·최대부하의 시간대별로 구분하여 전기요금을 차등 적용하는 것을 말한다. 수요관리 및 소비자 선택권 확대 목적으로 미국·영국·프랑스 등 주요국에서 주택용 전기요금의 하나로 시행 주이다. 그러나 국내에서는 산업용, 일반용 소비자에게는 계시별 요금제를 적용 중이지만, 아직까지 주택용 전기요금에는 계시제가 도입되지 않은 상태이다. 하지만 정부가 현재 시행중인 전기요금 누진제도의 대안으로 계절과 시간대에 따라 요금을 부과하는 '계시별 요금제' 도입을 추진할 예정이다. 이는 소비자의 합리적인 전기 소비를 유도해 각 가정의 전기료 부담을 줄이고, 누진제 완화로 악하된 한국전력공사의 재정 부담도 줄이겠다는 취지이다. 그러나 신 요금제 도입에 따른 전기료 인상 논란 여기 이어질 전망이다. 따라서 본 연구에서는 첫째 현행 '누진제 요금제'와 새로 도입될 '계시별 요금제'에 따른 소비자 전기요금의 변화에 대해 살펴보고, 둘째 가정용 ESS 도입에 따른 전기료 절감에 대하여 검토한 후, 마지막으로 계시별 요금제 도입에 따른 효율적인 ESS 도입 및 운영과 시범 적용 예정인 계시별 요금제에 대한 개선 방향에 대하여 간략히 살펴보고자 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.236-238
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• 2019

국내 마이크로그리드는 실증단지, 도서지역, 캠퍼스, 산업단지등에 구축되고 있다. 특히 산업단지는 수용가의 전기에너지 이용 효율화와 신재생에너지 전원을 활용한 전력거래를 위해 마이크로그리드를 구축하는 추세이다. 본 논문에서는 ESS(Energy Storage System) 복합운영을 통한 비용절감과 전력거래 수익창출 실증을 위하여 나주혁신도시 동수산업단지 내계통과 연계된 제조업체(태산, 범한, 하이옥스)에 구축되는 마이크로그리드 경제성을 분석한다. 경제성 분석 툴인 HOMER를 이용하여 각 업체별 PV(PhotoVoltaic) 및 ESS용량에 따른 순 현재비용과 1[kWh]당 발전단가를 산출한다. 경제성 분석을 위해 각 제조업체의 최근 1년간 부하량과 산업용 전기요금기준, 기업체 소재지의 기후조건에 따른 태양광발전량, 각 기업체 마이크로그리드 실제구축비용을 입력하고, 공인할인율 5.5[%]와 유류비 1500[원/ℓ]를 기준으로 경제성을 분석한다. 분석을 바탕으로 개별 제조업체 부하 특성에 부합한 마이크로그리드 분산전원 및 설비 용량 선정과 운영방안을 제안한다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제14권1호
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• pp.31-37
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• 2023

Owing to the rapid climate change, a high-performance energy storage system (ESS) for efficient energy consumption has been receiving considerable attention. ESS, such as capacitors, usually has issues with the ion diffusion of electrode materials, resulting in a decrease in their capacitance. Notably, appropriate pore diameter and large specific surface area (SSA) may result in an effective ion diffusion. Therefore, graphene and multi-walled carbon nanotube (graphene@MWCNT) hybrid nanomaterials, with covalent bonds between the graphene and MWCNT, were prepared via an edge-chemistry reaction. The properties of these materials, such as high porosity, large SSA, and high electroconductivity, make them suitable to be used as electrode materials for capacitors. The optimal ratio of graphene to MWCNT can affect the electrochemical performance of the electrode material based on its physical and electrochemical properties. The supercapacitor using optimal graphene-based hybrid electrode material exhibited highest specific capacitance value as 158 F/g and excellent cycle stability.