• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.31-34
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• 2018

본 논문에서는 다중 입력 에너지 하베스팅 시스템을 위한 저전력 벅-부스트 변환기를 설계하였다. 설계된 회로는 3개의 입력 채널로부터 수확되는 에너지를 실시간 병합한 후, 저장 커패시터에 저장하는 역할을 한다. 하나의 외부 인덕터를 사용하고 Arbiter를 이용한 시간분할 기법을 적용하여 벅-부스트 변환기의 구조를 간략히 하였다. 또한 시스템의 효율을 향상시키기 위해 변환기의 컨트롤러 회로들은 전류소모가 최소화 되도록 설계하였다. 제안된 회로는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계하였다. 모의실험 결과 설계된 회로는 3개의 입력 채널이 모두 활성화 되었을 때 최대 490nA의 전류를 소모하며, 최대 전력효율은 92%이다. 설계된 회로의 칩 면적은 $1310{\mu}m{\times}1100{\mu}m$이다.

• 전기학회논문지
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• 제66권10호
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• pp.1540-1546
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• 2017

In piezoelectric device applications, it is important to improve a system efficiency because of the low generated power. In this paper, an optimal driving method is proposed to improve a system efficiency for a piezoelectric energy harvesting system. The proposed method considers disappear energy in input capacitors and the converter efficiency according to the input voltage magnitude to minimize energy losses. Experimental results based on various energy generation cases verify that the proposed method significantly improves the system efficiency; the efficiency is approximately 9.97% higher than that of the conventional method.

• 감성과학
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• 제24권2호
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• pp.25-38
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• 2021

본 연구의 목적은 형광직물과 재귀반사 소재만으로 제작, 보급되고 있는 현 안전의복에, 광섬유 적용으로 시인성을 높여 야간이나 기상악화 시 안전사고로부터 작업자나 보행자를 보호하는데 있다. 이를 위하여 LED를 촉매로 한 광섬유와, 에너지 하베스팅 기술을 적용하여 설계·제작한 안전조끼를 개발하였다. 안전조끼는 필름에 일체화된 자동 점멸 광섬유에 의해 빛을 방출하도록 설계되었고 이 조끼를 착용한 작업자의 움직임으로, 버려지는 에너지를 수확하여 광섬유의 발광을 더 지속적으로 구동시키기 위해 에너지 하베스터를 제작하여 부착하였다. 그 결과, 첫째로 조끼 착용자의 신체는 광섬유(optical fiber)와 재귀반사 테이프를 통해 멀리서 인식 가능하도록 시인성이 높아져 사고예방에 도움이 된다. 즉 야간에 실시하는 도로변이나 고지대에서의 작업, 구조대원의 활동, 스포츠 활동 시 사고를 예방하거나, 비상상황이 발생할 경우 광섬유 발광을 변화시키는 신호로 사고 지점을 빨리 발견할 수 있어 인명구조에도 도움이 될 것이다. 둘째, 생활 속 버려지는 에너지를 활용하기 위하여 압전소자 발전 시스템을 개발하여 압전 에너지 하베스팅 장치를 탑재한 결과, 배터리부의 유효 충전량을 활성화하고 보조 충전을 함으로써 에너지를 소량일지라도 효율적으로 생산할 수 있었다. 동시에 안전조끼에 내장하여 제작함으로써 탈착이 용이하도록 하여 활용도를 높였다. 기존 안전 조끼의 경우 야간에 주변 조명이 없을 때는 조끼를 착용한 사람을 인식하는 것이 거의 불가능하지만, 본 연구에서는 안전조끼의 빛 신호로 주변 조명이 없을 때에도 100m 이내에서 착용자를 식별할 수 있었다. 또한 광섬유적용 안전조끼는 측면에서의 시인성 향상뿐만 아니라 가볍고 (물)세탁이 가능하여 실용적 측면에서 현존하는 LED적용 안전의류보다 우수하다. 그러므로 본 연구에서 개발한, 광섬유와 에너지 하베스터를 장착한 안전조끼는 실용도가 높고 안전사고 발생 예방과 감소, 나아가 인명구조에 이바지할 것으로 추정된다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제28권3호
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• pp.53-59
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• 2008

This paper reports an experimental investigation to design a tree-shaped wind power system using piezo-electric materials. The proposed system is to produce power if wind is strong enough to produce any bending motions in the energy converting elements, i.e., piezo-electric materials. Two different kinds of piezoelectric materials are used in the present study to produce power by scavenging energy from the wind. The soft flexible one made the leaf element while the hard one was applied to the trunk portion of the tree requiring rather strong winds to generate any power. Although small, each leaf deems to play the role of a power producer and currents are continuously trickling down to the storage battery installed at the bottom of the system.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.62-63
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• 2013

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.200-202
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• 2013

• 상하수도학회지
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• 제23권2호
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• pp.223-230
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• 2009

Most urban water management systems are becoming vulnerable to flooding and drought due to the climate change (CC), urbanization and energy shortage. Despite of poor water management circumstances caused by extremely uneven annual rainfall and hilly terrain, traditionally we have made a sound and sustainable life based on our own philosophy and technologies which copes with our rigid environment. In this study a new paradigm of rainwater management is suggested and multipurpose and creative rainwater harvesting and management (RWHM) systems are introduced providing several case studies such as rainfall storage drainage (RSD) system, rainwater infiltration facilities and star city RWHM system. This new RWHM paradigm leads Seoul Metropolitan Government (SMG) in the Republic of Korea to change regulations and politics for the integrated RWHM. Finally, RWHM is expected to improve the safety, efficiency, energy consumption of urban water infrastructure, to reduce urban heat island phenomenon and, furthermore, to contribute in finding solutions for worldwide water issues and to adapt CC.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.777-784
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• 2017

일반적으로 열전발전 소자를 사용하여 에너지 하베스팅을 하는 경우, 시스템의 작동환경에 의해 주어지는 온도구배를 활용하게 된다. 따라서 열전소자의 특성상 큰 온도구배를 기대하기 어려운 작동환경에서는 원하는 출력을 얻을 수 없으며, 작동 온도가 높을 때 얻어지게 되는 최적의 발전효율을 기대하기 힘들다. 자연환경에서 얻을 수 있는 태양에너지를 활용한 신재생 에너지의 활용은 그 동안 태양광발전이나 태양열발전에 국한되어 왔다. 태양광발전은 태양광의 일정 파장대만 사용하고 빛의 산란에 의해 발전효율이 낮아지는 단점이 있으며, 태양열발전은 일반적으로 대규모 설비를 갖춰야 하는 공간상의 제약이 있다. 본 연구에서는 태양열을 집광하여 열전소자에 조사함으로서 큰 온도구배를 형성하여 상용 열전소자의 출력을 향상시킬 수 있는 간단한 소형 발전시스템을 설계 및 제작하였다. 장시간 태양열 집중을 위해 태양 추적 장치를 설치하였으며, 열전소자 하부에 고온의 태양열이 전달되어 온도 편차가 줄어드는 현상을 막기 위해 액체 순환식 냉각기를 설치하여 큰 온도구배를 유지할 수 있도록 설계한 후, 일련의 실험으로 시험하여 그 유용성과 타당성을 검증하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제39권1호
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• pp.51-58
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• 2019

This paper deals with the operation of a hybrid power generation system made with photovoltaic cells and piezoelectric materials. The system can produce power from the wind as well as from the sun subject to their availability. Irrespective of the largeness of their power production, the power developed by both generators (i.e., phtovoltaic cells and piezoelectric cells) were combined and stored before it was applied to a load. Especially, the AC power (current) developed from each piezoelectric generator was converted by a full wave bridge rectifier and then combined prior to its storage in a capacitor. It was observed that the system can produce a maximum output power of 6.49 mW at loading resistance of $100{\Omega}$.

• 한국생산제조학회지
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• 제24권6호
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• pp.619-624
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• 2015

Owing to miniaturization and low-power electronics, mobile, implanted, and wearable devices have become the main trends of electronics during the past decade. There has been much research regarding energy harvesting to achieve battery-free or self-powered devices. The optimal design problems of a double-pendulum kinetic-energy harvester from human motion are studied in this paper. For the given form factor, the weight of the harvester, and the known human excitation, the optimal design problem is solved using a dynamic non-linear double-pendulum model and an electric generator. The average electrical power was selected as the performance index for the given time period. A double-pendulum harvester was proven to be more efficient than a single-pendulum harvester when the appropriate parameters were used.