• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.138-144
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• 2017

오늘날 전력수요 급증에 따른 전력소비량이 증가하고 있어 전력손실을 줄일 수 있는 에너지 저감을 위한 설계 또는 설비 대체로 전력의 고품질화가 필요하다. 배전반이란 한전의 발전설비로부터 전기를 공급받아 각 건물에 필요한 설비에 계통별 또는 용도별로 나누어 주는 기계장치이다. 배전반은 일반적으로 외함, 개폐기, 전력용 도체, 제어부분으로 구성된다. 본 연구는 배전반내의 메인 요소인 통전을 위한 전력용 도체에 관한 것이다. 실효교류저항 측정시험을 통해 기존방식 판상도체의 수직 배열구조가 비효율적 구조임을 입증해 본다. 실효교류저항이 많이 증가하면 표피효과로 인해 상대적으로 도체의 단면적이 커지게 된다. 본 연구는표피효과를 줄여 실효교류저항을 최소화시키는 애스터리스크(*) 배열구조를 기반으로 설계하여 에너지 절약과 원자재 절감을 연구하였다. 본 연구의 핵심기술 원리는 애스터리스크 배열구조를 적용하여 도체저항 감소기술 기반 에너지 절감 수배전반이다. 수배전반의 교류전력 공급용 판상도체 각각(rst 또는 abc)의 상에서 발생한 자기장이 상호작용으로 상쇄 소멸될 수 있도록 한 판상도체 배열구조에 관한 것으로 효과로는 판상도체에서 유도성 리액턴스의 발생량이 줄어들면서 유효단면적이 증가, 실효교류저항을 줄인다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.129-134
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• 2021

최근 급속한 산업 발달과 생활수준의 향상으로 인하여 전력 수요가 점차 증대되고 있고 이러한 전력수요 급증에 의해 화석연료 의존도가 높은 우리나라의 경우 국제환경 규제에 의한 온실가스 배출량의 감축 및 동결은 바로 산업 활동의 위축을 가져오게 된다. 이에 따라 환경을 국가의 산업생산 활동과 연계시키고자 하는 선진국과의 경쟁에서 많은 어려움이 발생하고 있고 이에 대한 대책으로 대체 에너지의 개발이 세계적으로 큰 관심거리가 되고 있다. 이러한 새로운 발전방식 중 비교적 용량이 작은 소규모의 발전설비는 태양광발전 (Photovoltaic generation), 풍력발전 (Wind power generation), 연료전지발전 (Fuel cell generation) 등이 있다. 그중 실용화에 있어서 중요한 요소인 연속운전 및 높은 발전효율, 장기적인 내구성을 고려할 때 가장 주목을 받는 것이 연료전지이다. 연료전지 기술은 화석연료 사용에 따른 공해요인의 제거 및 전력산업 구조조정에 따른 분산형 전원으로서 개발 및 보급 가능성이 큰 새로운 형태의 발전방식으로 주목받고 있다. 따라서 본 논문에서는 연료전지에서 발생하는 직류전원을 입력으로 하여 최종적으로 우리 일상생활에서 사용하는 교류전원을 얻는 데 필요한 전력변환 회로를 설계하여 연료전지 발전시스템을 연구 및 구성하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.179-184
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• 2019

전기가 부족한 개발도상국 같은 많은 나라에서는 Off Grid 형태의 소형풍력발전이 전력공급 문제를 해결하기 위한 효율적인 핵심 솔루션이다. 몇몇 국가에서는 전력계통의 확장과 전기가 부족한 지역의 감소로 소규모 풍력을 도시의 도로 조명, 모바일 통신 기지국, 양식업 및 해수 담수 등의 분야에 이용하기도 한다. 이런 변화에 따라 소형 풍력 산업 규모는 대규모 풍력보다 큰 잠재력이 기대되고 있다. 소형 풍력발전의 경우 발전기는 가변 속도로 제어되는 특성이 있으며 발전기에서 발생하는 전압 및 전류에는 많은 고조파 성분을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해서 본 논문에서는 소형 풍력발전시스템의 직류전원 적용을 위한 운전제어 및 AC/DC 변환 통합장치를 제안하며 기존 AC to DC 컨버터는 단일 스위치를 갖는 3상 승압형 방식의 컨버터로서 인덕터 전류가 불연속모드로 제어되며, 입력전류의 고조파를 제거하여 단위역률을 갖는 특성을 갖는다. 제안된 컨버터는 입력단에 LCL 필터 및 3상 정류 승압형 컨버터, 계통연계를 위한 단상 풀브릿지 형태로 구성되어 있으며 에너지저장시스템(ESS) 기능이 부가된 제어 시스템으로 풍력발전을 이동 평준화 방식에 의해 급변하는 전력에 대해 계통 안정화를 추구할 수 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.237.1-237.1
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• 2010

Recent developments such as concern over global warming, depletion of fossil fuels and increase in energy demands by the increasing world population has eventually lead to mass production of electricity using renewable sources. Ocean contains energy in form of thermal energy and mechanical energy: thermal energy from solar radiation and mechanical energy from the waves and tides. The current paper looks at generating power using waves. The primary objective of the present study is to maximize the primary energy conversion (first stage conversion) of the base model by making some design changes. The model entire consisted of a numerical wave tank and the turbine section. The turbine section had three components; front guide nozzle, augmentation channel and the rear chamber. The augmentation channel further consisted of a front nozzle, rear nozzle and an internal fluid region representing the turbine housing. Different front guide nozzle configuration and rear chamber design were studied. As mentioned, a numerical wave tank was utilized to generate waves of desired properties and later the turbine section was integrated. The waves in the numerical wave tank were generated by a piston type wave maker which was located at the wave tank inlet. The inlet which was modeled as a plate wall which moved sinusoidally with the general function, $x=asin{\omega}t$. In addition to primary energy conversion, observation of flow characteristics, pressure and the velocity in the augmentation channel, rear chamber as well as the front guide nozzle are presented in the paper. The analysis was performed using the commercial code of the ANSYS-CFX. The base model recorded water power of 29.9 W. After making the changes, the best model obtained water power of 37.1 W which represents an increase of approximately 24% in water power and primary energy conversion.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.199-204
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• 2020

국내에서 사용 중인 실리콘 태양전지판의 경우 제작 사양이 -0.5에서 0.05℃ 한계에서 최대출력을 낼 수 있도록 설계되어있어 온도 1℃ 상승 시 0.45~0.55%의 출력이 감소한다. 결과적으로 태양광발전은 태양전지(CELL)의 특성상 태양광모듈의 표면 온도상승에 따라 출력이 떨어지게 된다. 출력 저하는 태양광발전의 효율을 떨어뜨리며 효율이 떨어지면 최종적으로 태양광발전의 발전량에 따른 전력판매 수익이 감소하는 결과를 낳는다. 따라서 본 논문에서는 온도검출 센서를 통해 설정된 온도 이상으로 식별 시 태양광모듈 하부(또는 주변)에 냉각 공기를 분사시키는 방식을 연구방안으로 제안한다. 추가로 손실된 태양에너지를 활용하여 발전량을 증가시키며 냉각 공기를 통한 냉각기능을 적용함으로써 발전량을 더욱 증대시킬 수 있도록 하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.84.1-84.1
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• 2015

Recent years in particular in Korea see intensive interests in a deep geothermal engineering and its application in different uses as far as from direct uses to power generation sectors, that are achieved by harnessing hot energy sources from the earth. For instance widespread interest has been generated because the geothermal energy is the source that one extracts it for more than 20 hours per day and for about 30 years of an operation of the plant, which enables to give base load as for heating as well as an electric generation. In retrospect, shallow geothermal energy using heat pumps is commonplace in Korea while the deep geothermal is in the early stage of the development. Geothermal energies in view of the way of extracting heat are mainly categorized into several types such as a single well system, a hydrothermal system, an enhanced geothermal system (EGS) etc. In this talk, this speaker focuses on the thermo-fluid engineering of the single well system by introducing the modeling in order to harness hot fluid that is thermally balanced with the fluid of an injection well, which provides a challenge to assess the life time of the well. To avoid the loss of the temperature in producing the hot fluid, a specialized pipe or a borehole heat exchanger has been designed, and its concept is introduced. On the other hand, a binary system or an organic Rankine cycle, which provides the methodology to convert the heat into an electricity, is briefly introduced. Some experimental results of the binary system which has been constructed in our lab will be presented. Lastly as for the future direction, some comments for the industrialization of the deep geothermal energy in this country will be discussed.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권3호
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• pp.293-299
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• 2012

대형 선박의 추진용 디젤엔진에서 버려지는 배기가스의 열을 회수하기 위한 랭킨사이클이 적용된 발전시스템에 대하여 R245fa 및 water 의 작동유체들에 따른 열역학적 효율 특성을 분석하였다. 그 이론적인 계산 결과로, 고정된 질량유량의 R245fa 에 대하여 터빈입구의 압력이 증가할수록 사이클, 시스템, 및 전체적 효율이 증가하였고, 사이클에 의해 발생되는 순동력도 증가하는 특성을 보였다. 반면, water 의 경우에는 R245fa 에 비하여 더 낮은 질량유량 및 터빈입구 압력의 비율에서 최대의 시스템 효율을 보였다. 또한 water 에 대하여 최적화된 사이클의 순출력, 시스템 효율, 및 전체적 효율의 값들은 R245fa 의 경우보다 더 크게 나타났다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제2권4호
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• pp.631-638
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• 2016

해상풍력발전은 경관 및 소음 등의 문제 및 풍황자원 고갈로 인한 사업부지 확보가 어려운 육상풍력발전의 대안으로 주목받고 있다. 해상풍력은 해상에 풍력터빈을 세우기 때문에 경관 훼손이나 소음으로 인한 민원발생이 적고 상대적으로 풍황자원이 풍부하기 때문에 발전생산성이 높다. 그러나 육상풍력에 비해 해상풍력은 설치비가 높아 경제성이 떨어뜨리는 요인으로 작용한다. 이러한 높은 설치비는 해상작업에 필요한 대형장비의 대여기간과 높은 대여료에서 기인하는데, 본 논문에서는 대형 해상장비의 사용을 최소화하여 설치할 수 있는 해상풍력 지지구조의 개념설계를 수행하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권1호
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• pp.49-56
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• 2014

본 연구는 집광장치와 태양추적장치를 이용함으로서 제한된 면적을 가지는 집광형 태양전지의 발전효율을 증가시키는 연구를 진행하였다. 태양전지에서 발생된 열은 온수나 난방에 사용되도록 흡열기를 이용하여 회수하였다. 이로서 집광형 태양전지를 이용한 시스템은 전기와 열을 동시에 공급할 수 있다. 태양위치에 따른 실시간 추적, 일몰 이후 난방장치의 동쪽방향 원상복귀, 원상복귀후 자동종료는 조도센서와 Simulink 프로그램으로 구현하였다. 흡열기 입구 속도, 핀설치 유무, 입구위치에 따른 흡열기 온도를 해석하였으며 실험결과와 일치하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제47권4호
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• pp.621-629
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• 2019

In this study we attempted to screen bacteria and fungi that generate electricity while treating wastewater using optimized double-chamber microbial fuel cell (MFC) system parameters. Optimization was carried out for five best exoelectrogenic isolates (two bacteria and three fungi) at pH values of 6.0, 7.5, 8.5, and 9.5, and temperatures of 30, 35, 40, and 45℃; the generated power densities were measured using a digital multimeter (DT9205A). The isolates were identified using molecular characterization, followed by the phylogenetic analysis of isolates with known exoelectrogenic microorganisms. The bacterium, Proteus species, N6 (KX548358.1) and fungus, Candida parapsilosis, S10 (KX548360) produced the highest power densities of 1.59 and 1.55 W/m² (at a pH of 8.5 and temperatures of 35 and 40℃) within 24 h, respectively. Other fungi-Clavispora lusitaniae, S9 (KX548359.1) at 40℃, Clavispora lusitaniae, S14 (KX548361.1) at 35℃-and bacterium-Providencia species, N4 (KX548357.1) at 40℃-produced power densities of 1.51, 1.46, and 1.44 W/m², respectively within 24 h. The MFCs achieved higher power densities at a pH of 8.5, temperature of 40℃ within 24 h. The bacterial isolates have a close evolutionary relationship with other known exoelectrogenic microorganisms. These findings helped us determine the optimal pH, temperature, evolutionary relationship, and exoelectrogenic fungal species other than bacteria that enhance MFC performance.