• Advances in Energy Research
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• 제8권4호
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• pp.203-211
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• 2022

The aim of this paper is to analyze the performance of commercial fuel cell (rated capacity 1000W) with the help of resistive load and output power variation with change in H₂ flow rate and calculate the maximum power point (MPP) of the proton exchange membrane (PEM) while changing AC and DC load respectively. The factors influencing the output power of a fuel cell are hydrogen flow rate, cell temperature, and membrane water content. The results show that when the H₂ flow rate is changed from 11, 13, and 15 Lpm, MPP is increased from lower to higher flow rate. The power of the fuel cell is increased at the rate of 29% by increasing the flow rate from 11 to 15 lpm. This study will allow small-scale industries and residential buildings (in remote or inaccessible areas) to characterize the performance of PEMFC. Furthermore, fuel cell helps in reducing emission in the environment compared to fossil fuels. Also, fuel cells are ecofriendly as well as cost effective and can be the best alternative way to convert energy.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권8호
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• pp.25-35
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• 2021

현재 국내에서는 비탈면 및 구조물 안정성 확보를 목적으로 네일, 록볼트 등과 함께 그라운드 앵커 공법을 사용하고 있다. 이 중 장기목적으로 사용되는 영구앵커의 경우 사용기간 중 지지력과 내구성이 확보되어야 하나, 최근 연구 결과에 따르면 장기거동에 따른 잔존 긴장력 감소와 비탈면 변형 등의 현상이 보고되고 있다. 이와 같은 잔존 긴장력 감소 문제는 앞으로 지속적으로 증가될 것으로 전망되며, 이로 인한 유지관리 비용 증가 등의 문제가 불가피할 것으로 보인다. 이에 본 연구에서는 국내·외 문헌연구를 통해 영구앵커의 긴장력에 영향을 미치는 요인들을 파악하였으며, 과거 수행된 하중계 모니터링 자료를 분석한 선행연구들을 조사하였다. 이후, 이를 기초자료로 활용하여 실제 현장에서 수집한 하중계 계측자료를 분석하여 앵커의 긴장력 감소현황을 파악하였고, 그 장기하중감소특성을 분석하였다. 마지막으로 앞의 내용을 종합하여, 설치 직후 100일 부근의 단기 데이터를 통해 영구앵커의 장기하중감소특성을 예측하는 기법을 제안하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권9호
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• pp.749-755
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• 2016

본 연구에서는 고가의 3-D 로드셀을 대체하기 위해 1축 압축 로드셀 배열을 사용한 새로운 픽 커터 3축 절삭력 측정방법을 제안하였다. 제안한 절삭력 측정방법은 4개의 1축 압축 로드셀과 숄더 볼트를 통해 기계적 구속을 만들어 3축 절삭력을 측정할 수 있다. 유한요소해석을 통해 제안한 새로운 절삭력 측정방법을 타당성을 확인하였으며, 최종적으로 실제 선형 암반절삭 시험을 통해 제안한 새로운 측정방법의 3축 힘 측정 정확도를 확인하였다. 시험 결과 새로운 절삭력 측정방법은 상대오차가 약 6% 이내이므로, 기존의 3-D 로드셀을 대체할 수 있음을 확인하였다. 더불어, 기존 고가의 3-D 로드셀 대비 약 20-30%의 비용만으로 구축 가능하므로 절삭력 측정에 사용되는 비용을 크게 줄일 수 있다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제34권4호
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• pp.17-22
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• 2014

The design of a fuel cells stack is important to get optimal output power. This study focuses on the evaluation of fuel cell system for unmaned aerial vehicles (UAVs). Low temperature proton exchange membrane (LTPEM) fuel cells are the most promising energy source for the robot applications because of their unique advantages such as high energy density, cold startup, and quick response during operation. In this paper, a 600 W open cathode LTPEM fuel cell was tested to evaluate the performance and to determine optimal operating conditions. The open cathode design reduces the overall size of the system to meet the requirement for robotic application. The cruise power requirement of 600 W was supported entirely by the fuel cell while the additional power requirements during takeoff was extended using a battery. A peak of power of 900 W is possible for 10 mins with a lithium polymer (LiPo) battery. The system was evaluated under various load cycles as well as start-stop cycles. The system response from no load to full load meets the robot platform requirement. The total weigh of the stack was 2 kg, while the overall system, including the fuel processing system and battery, was 4 kg.

• KSBB Journal
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• 제29권4호
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• pp.225-231
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• 2014

A microbial fuel cell (MFC) and bioelectrochemical systems are novel bioprocesses which employ exoelectrogenic biofilm on electrode as a biocatalyst for electricity generation and various useful chemical production. Previous reports show that electrogenic biofilms of MFCs are time varying systems and dynamically interactive with the electrically conductive media (carbon paper as terminal electron acceptor). It has been reported that maximum power point tracking (MPPT) method can automatically control load by algorithm so that increase power generation and columbic efficiency. In this study, we developed logic based control strategy for external load resistance by using $LabVIEW^{TM}$ which increases the power production with using flat-plate MFCs and MPPT circuit board. The flat-plate MFCs inoculated with anaerobic digester sludge were stabilized with fixed external resistance from $1000{\Omega}$ to $100{\Omega}$. Automatic load control with MPPT started load from $52{\Omega}$ during 120 hours of operation. MPPT control strategy increased approximately 2.7 times of power production and power density (1.95 mW and $13.02mW/m^3$) compared to the initial values before application of MPPT (0.72 mW and $4.79mW/m^3$).

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.2563-2568
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• 2013

최근 옥외용 이동통신시스템과 동일 주파수를 사용하면서 추가적으로 용량을 확보할 수 있는 옥내용 모바일 통신 시스템을 위한 초소형 기지국에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 옥내용 모바일 통신 시스템에서 초소형 기지국의 특성을 고려한 시스템 레벨 시뮬레이터를 개발하였고 초소형 기지국 환경에서 혼잡한(Congested) 기지국의 아웃티지 확률(Outage Probability)을 줄이는 적응적 Load-Balancing 방안을 제안하였다. 본 시뮬레이터에서는 초소형 기지국 특성을 고려한 링크 레벨 시뮬레이션 결과를 반영하였으며, 본 시뮬레이터를 이용하여 옥내용 모바일 통신 시스템에서 Load-Balancing 방안을 적용하였을 때와 적용하지 않았을 때의 아웃티지 확률을 비교해 보았다. 제안한 Load-Balancing 방안의 사용을 통해 혼잡한 기지국의 아웃티지 확률을 줄이고 전체 시스템의 성능을 향상시킬 수 있음을 보였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.129.1-129.1
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• 2010

Since the commencement of the fuel cell business in 2007, POSCO POWER has been the major supplier of the MCFC (Molten Carbonate Fuel Cell), which is the most commercialized stationary fuel cell system in the world. With its quite, yet active movement, more than 20MW MCFC systems have been installed and are operating in Korea. While trying to localize the components and set up a firm supply chain in Korea to provide more reliable and cost-competitive products to its customers, POSCO POWER is also devoting itself to developing new MCFC application products. One such product is a back-up power system, in which a back-up algorithm is embedded to the present system so that the product can work as a back-up generator in case of grid failure. The technology to enhance load following capability of a stack module is also being developed with the back-up algorithm. Another example is a building application, the goal being to make the present Sub-MW product suitable for urban area. For this, downsizing and modularization are the main R&D scope. The project for developing ship service fuel cell for APU application will launch soon as well. In the project, a system which can operate in marine environment, and reforming technology for liquid logistic fuel will be developed.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.75.1-75.1
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• 2010

This research presents a fuel cell simulator for control logic verification and operator training. Nowadays, power industries are focusing on clean energy as a response to new policy. The fuel cell can be the solution for clean energy, but operating technology is not well developed compared to other conventional power plans because of its short history. Therefore we need a simulator to verify the new control strategy and train operators, because the price of a real fuel cell system is too high and mechanically weak to be used for these kind of purposes. To develop the simulator, a 300 KW MCFC(Molten Carbonate Fuel Cell) system was modeled with stack, BOPs(pre-reformer, steam generator, etc) and mechanical components(valves, pipes, pumps, blowers, etc). The process model was integrated to emulated control system and HMI(Human Machine Interface). A static load and open loop tests were conducted for verifying the accuracy of the process model, since it is the most important part in the simulation. After verifying the process model, an automatic load change and start-up tests were conducted to verify the performance of a new control strategy(logic and functional loops).

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권12호
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• pp.1395-1401
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• 2014

중력이 거의 작용하지 않는 마이크로중력환경에서 소동물의 질량이 측정 가능한 고성능 관성저울을 개발하기 위해, 약 100g의 측정시료를 이용하여 관성저울의 핵심 디자인 파라미터인 로드셀의 응답특성을 평가하였다. 정확한 성능평가를 위해서 1.5초의 마이크로중력환경을 제공할 수 있는 15m 자유 낙하탑을 활용하였으며, 살아 있는 동물의 질량을 측정해야 하는 점을 고려하여 측정시료의 감속 크기 변화에 따른 로드셀의 응답특성를 파악하였다. 동일한 가속도로 가 감속되는 표준시료와 측정시료의 관성력 비의 분석결과 로드셀이 장착된 가속판이 평균 이동속도 0.5 m/s 이상으로 운동하는 경우에 한하여 설계 기준에 부합하는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.1660-1671
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• 2013

본 논문에서는 빛 에너지 하베스팅 자가발전 시스템을 위한 두 가지 구조의 전력관리 회로를 제안한다. 첫 번째는, 솔라셀이 부하가 동작할 수 있는 충분한 전압을 출력하는 경우, 전력관리회로를 통해 직접 솔라셀의 에너지를 부하로 공급하는 구조이다. 두 번째는 초소형 솔라셀이나 집적화된 솔라셀에서처럼 출력전압이 0.5V 이하로 매우 작아서 부하를 직접 구동할 수 없는 경우, 전압부스터를 사용하여 충분한 전압까지 승압한 후, 이를 전력관리회로를 통해 부하로 공급하는 구조이다. 이 두 가지 구조의 전력관리 회로는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계 및 제작되었으며, 측정을 통해 성능을 비교 분석하였다.