• Title/Summary/Keyword: New and Renewable energy

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A surface resistance effect on the fabrication of Dye-sensitized Solar Cell with various widths (셀 폭에 따른 염료 감응형 태양전지의 표면저항 효과)

  • Choi, Jin-Young;Kim, Yong-Cheol;Park, Sung-Jun;Sung, Youl-Moon;Kim, Whi-Young;Kim, Hee-Je
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2006.06a
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    • pp.187-191
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    • 2006
  • Sputter deposition followed by surface treatment was studied using reactive RF plasma as a method for preparing titanium oxide $(TiO_2)$ films on the FTO $(SnO_2: F)$ substrate for dye-sensitized solar cells (DSCs). Anatase structure $TiO_2$ films deposited by reactive RF magnetron sputtering under the conditions of $Ar/O_2(5%)$ mixtures, RF power of 600W and substrate temperature of $400^{\circ}C$ were surface-treated by inductive coupled plasma (ICP) with $Ar/O_2$ mixtures at substrate temperature of $400^{\circ}C$, and thus the films were applied to the DSCs. We have chosen a solar cell width as a variable of a large-scaled DSCs and confirmed electric characteristics of an individual cell. As a result, the higher the internal resistance of DSC becomes, the wider the width gets. Internal resistance makes it difficult to collect photoelectron generated from dye. Ultimately up sizing DSC causes the increase of internal resistance and then has a bad effect on the cell characteristics.

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Perception of amplitude-modulated noise from wind turbines (풍력발전기 소음의 진폭변조에 대한 예측 및 인지 가능성 고찰)

  • Lee, Seunghoon;Kim, Hogeon;Kim, Kyutae;Lee, Soogab
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.06a
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    • pp.180.1-180.1
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    • 2010
  • Wind turbine noise is generally lower than that from other environmental noise sources such as road and railway noise. Nevertheless, some residents living more than 1km away from wind turbines have claimed that they suffer sleep disturbance due to wind turbine noise. Several researchers have maintained that residents near a wind farm may perceive large amplitude modulation of wind turbine noise at night, and this amplitude modulation is the main cause of the noise annoyance. However, to date only few studies exist on the prediction of the amplitude modulation of wind turbine noise. Thus, this study predicts amplitude modulated noise generated from a generic 2.5MW wind turbine. Semi-empirical noise models are employed to predict the modulation depth and the overall sound pressure level of the wind turbine noise. The result shows that the amplitude modulation is observed regardless of atmospheric stability, but the modulation depth in a stable atmosphere is 1~3dB higher than that in an unstable atmosphere near the plane of rotation where the blades move downward. Moreover, using the result of the noise prediction, this study estimates the maximum perceptible distance of the wind turbine noise cause by amplitude modulation. The result indicates that the wind turbine noise can be perceived at a distance of up to 1600m in the range of about 30~60 degree from the on axis in a extremely low background noise environment.

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Engineering Status of Gasification Plant in 300MW IGCC and Performance Prediction of Gasification Block (300MW급 IGCC 가스화 플랜트의 엔지니어링 현황 및 가스화 블록 성능예측)

  • Kim, Youseok;Kim, Bongkeun;Paek, Minsu
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.11a
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    • pp.130.1-130.1
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    • 2010
  • 미국과 유럽에서는 이미 10여 년 전부터 250MW급 이상의 대용량 석탄IGCC 플랜트를 상업운전 하고 있으며, 일본과 중국을 비롯한 아시아에서도 대용량 플랜트를 시운전하고 있거나 건설 중에 있다. 한국에서는 제4차 전력수급계획에 의거 태안화력 부지 내에 300MW급 IGCC 플랜트 건설을 추진 중이며, 두산중공업은 '10년 상반기에 IGCC 가스화 플랜트에 대한 FEED 설계 (Front-Eng Engineering Design)를 완료하였다. 그 과정 중 설계조건에 의한 기본 엔지니어링 사항과 석탄 가스화 플랜트에 대한 성능예측 결과를 본 연구에서 소개한다. 가스화 플랜트의 엔지니어링은 가스화 블록과 가스정제 블록으로 구분하여 수행하였다. Process Data를 이용하여 PFD Development, P&ID Generation, Equipment Specification 개발, HAZOP 수행, Architecture Engineering 등의 순으로 FEED 설계를 진행하였다. BOD (Basis of Design)를 기준으로 운전조건별 Heat & Mass Balance와 Process Flow를 재검토하고 각 기기별 운전개념을 반영하여 P&ID를 개발하였다. 그리고 배관, 전기 및 제어에 대한 각종 Diagram 개발과 HSE (Health, Safety and Environment) 관련 설계를 수행하였다. IGCC 1호기의 엔지니어링 수행과 함께 Next 호기 자체설계 역량 확보를 위해 두산중공업은 'DIGITs'로 명명된 개념기본설계 Tool을 개발하고 있다. DIGITs는 공정모델링, 단위기기 개념설계, 공정구성 (Process Configuration) 및 종합 Database Package 형태로 구성된다. DIGITs에 의한 계산 결과 공정사 Process Data 기준시 가스화 블록 출구에서 Syngas HHV와 Syngas 현열은 각각 약 $636MW_{th}$와 약 $18MW_{th}$로, Plant 설계조건 $630MW_{th}$를 만족하는 것으로 예측되었다. 향후 DIGITs는 가스정제 블록 및 주변 BOP 설비 등과 연계한 종합 개념기본설계 Tool로써 개발 진행 중이다.

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A Study on the Evaluation of Power Performance according to Temperature Characteristics of Amorphous Transparent Thin-Film (비정질 박막 투과형 태양전지모듈의 온도특성에 따른 발전성능 평가 연구)

  • An, Young-Sub;Song, Jong-hwa;Lee, Sung-jin;Yoon, Jong-ho
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2009.06a
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    • pp.45-48
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    • 2009
  • This study evaluated the influence of temperature on the PV module surface on power output characteristics, especially for an amorphous transparent thin-film PV module which was applied to a full-scale mock-up model as building integrated photovoltaic system. The tested mock-up consisted of various slopes of PV module, facing to the south. The annual average temperature of the module installed with the slope of $30^{\circ}$ revealed $43.1^{\circ}C$, resulting in $7^{\circ}C$ higher than that measured in PV modules with the slope of $0^{\circ}$and $90^{\circ}$ did. This $30^{\circ}$ inclined PV module also showed the highest power output of 28.5W (measured at 2 PM) than other two modules having the power output of 20.4W and 14.9W in the same time for $0^{\circ}$ and $90^{\circ}$ in the slope, respectively. In case of the $30^{\circ}$ inclined PV module, it exhibited very uniform distribution of power output generation even under the higher temperature on the module surface. Consequently, the surface temperature of the PV module analyzed in this study resulted in 0.22% reduction in power output in every $1^{\circ}C$ increase of the module surface temperature.

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A New Prediction Model for Power Consumption with Local Weather Information (지역 기상 정보를 활용한 단기 전력 수요 예측 모델)

  • Tak, Haesung;Kim, Taeyong;Cho, Hwan-Gue;Kim, Heeje
    • The Journal of the Korea Contents Association
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    • v.16 no.11
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    • pp.488-498
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    • 2016
  • Much of the information is stored as data, research has been activated for analyzing the data and predicting the special circumstances. In the case of power data, the studies, such as research of renewable energy utilization, power prediction depending on site characteristics, smart grid, and micro-grid, is actively in progress. In this paper, we propose a power prediction model using the substation environment data. In this case, we try to verify the power prediction result to reflect the multiple arguments on the power and weather data, rather than a simple power data. The validation process is the effect of multiple factors compared to other two methods, one of power prediction result considering power data and the other result using power pattern data that have been made in the similar weather data. Our system shows that it can achieve max prediction error of less than 15%.

Non-linear optical properties of PECVD nanocrystal-Si nanosecond excitation (PECVD로 제조된 나노결정실리콘 비선형 광학적특성)

  • Yang, Hyeon-Hun;Kim, Han-Wool;Kim, Joo Hoe;Kim, Chul Joong;Lee, Chang Gwon
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2011.11a
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    • pp.60.2-60.2
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    • 2011
  • A study of the non-linear optical properties of nanocrystal-Si embedded in SiO2 has been performed by using the z-scan method in the nanosecond and femtosecond ranges. Substoichiometric SiOx films were grown by plasma-enhanced chemical-vapor deposition(PECVD) on silica substrates for Si excesses up to 24 at/%. An annealing at $1250^{\circ}C$ for 1 hour was performed in order to precipitate nanocrystal-Si, as shown by EFTEM images. Z-scan results have shown that, by using 5-ns pulses, the non-linear process is ruled by thermal effects and only a negative contribution can be observed in the non-linear refractive index, with typical values around $-10-10cm^2/W$. On the other hand, femtosecond excitation has revealed a pure electronic contribution to the nonlinear refractive index, obtaining values in the order of 10-12 cm2/W. Simulations of heat propagation have shown that the onset of the temperature rise is delayed more than half pulse-width respect to the starting edge of the excitation. A maximum temperature increase of ${\Delta}T=123.1^{\circ}C$ has been found after 3.5ns of the laser pulse maximum. In order to minimize the thermal contribution to the z-scan transmittance and extract the electronic part, the sample response has been analyzed during the first few nanoseconds. By this method we found a reduction of 20% in the thermal effects. So that, shorter pulses have to be used obtain just pure electronic nonlinearities.

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Electroanalytical Applications Based on Carbon Nanotube/Prussian Blue Screen-printable Composite

  • Shim, Jun-Ho;Lee, Jae-Seon;Cha, Geun-Sig;Nam, Hak-Hyun
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • v.31 no.6
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    • pp.1583-1588
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    • 2010
  • A single step fabrication process of carbon nanotube/Prussian Blue (CNT/PB) paste electrodes based on screen printing technology has been studied as an amperometric sensor for the determination of hydrogen peroxide and free chlorine. Compared to the classical carbon paste (CP) electrode, the CNT paste electrode greatly enhanced the response in the presence of hydrogen peroxide due to the electrocatalytic activity of the CNT. Based on the CNT/binder paste, PB was also incorporated into a network of CNT paste and characterized. The best electroanalytical properties of PB-mixed sensors to hydrogen peroxide were obtained with PB ratio of 10 wt % composition, which showed fast response time ($t_{90}{\leq}5$ s; 0.2 - 0.3 mM), low detection limit of 1.0 ${\mu}M$, good linear response in the range from $5.0{\times}10^{-5}$ - $1.0{\times}10^{-3}$ mol $L^{-1}$ ($r^2$ = 0.9998), and high sensitivity of -8.21 ${\mu}AmM^{-1}$. In order to confirm the enhanced electrochemical properties of CNT/PB electrode, the sensor was further applied for the determination of chlorine in water, which exhibited a linear response behavior in the range of 50 - 2000 ppb for chlorine with a slope of 1.10 ${\mu}Appm^{-1}$ ($r^2$ = 9971).

Floating Photovoltaic Plant Location Analysis using GIS (GIS를 활용한 수상 태양광 발전소 입지 분석)

  • Lee, Ki Rim;Lee, Won Hee
    • Journal of Korean Society for Geospatial Information Science
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    • v.24 no.1
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    • pp.51-59
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    • 2016
  • Global consumption of fossil fuels continues to increase. As developing countries use fossil fuel as much as the existing fossil fuel using countries, the total amount of fossil fuel consumed has risen. The finite fossil energy depletion insecurity have become serious. In addition, fossil energy is caused by environmental pollution, economic and social problems remain in assignments that need to be addressed. Although solar power is clean and has many benefits, there are several problems in the process of installing a solar power plant. To solve these problems, floating photovoltaic plants has emerged as an alternative. This floating photovoltaic plants location analysis has not been made yet. In this study, the conditions of the floating photovoltaic plants location is analyzed with the Analytic Hierarchy Process using the terrain and climate factors. The score is assigned to the attribute information of each factor by the classification table. After multiplied by the weight the result is analyzed by visualization of the score. As the result, the score of the northen part of Gyeongsangbuk-do province is higher than the southern part of Gyeongsangbuk-do province. Especially Andongho lake in Andong City and the reservoir in Yeongyang-Gun are extracted as the optimal location. The score of the river boundary is low not the center of the river stream. It is expected that this study would be a more accurate floating solar power plant location analysis.

Design and evaluation of continuous reaction system for methane reforming and hydrogen separation using nanoporous materials (나노기공성 물질을 이용한 메탄개질 및 수소분리용 연속반응시스템 설계 및 평가)

  • Bae, Jong-Soo;Park, Joo-Won;Kim, Jae-Ho;Lee, Jae-Goo;Choi, Young-Chan;Han, Choon
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.06a
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    • pp.231-231
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    • 2010
  • 아직까지 국내에서 사용하는 대부분의 에너지는 화석연료에 의존하고 있다. 지하자원에서 나오는 석탄, 석유와 같은 화석연료는 다른 에너지원에 비해 운송이 간편하고 쉽게 이용할 수 있는 장점이 있지만, 환경오염의 문제성과 오일가상승, 자원의양 및 저장장소가 한정되어 있다는 단점을 가지고 있다. 이에 따라 수소와 같은 대체에너지를 이용하여 환경오염을 예방하고 무한히 사용할 수 있는 에너지원을 개발하기 위한 대체 방안들이 연구되고 있다. 폐기물 가스화시 발생되는 합성가스(CO, $CO_2$, $CH_4$, $H_2$) 내 일차로 생성된 일산화탄소는 수증기와 반응함으로써 이산화탄소로 전환이 가능하다. 잔류 메탄은 이산화탄소를 이용하여 개질함으로써 합성가스내 수소농도를 높일 수 있다. 전환된 잔류가스(CO, $CO_2$, $H_2$)내 일산화탄소는 산소를 이용하여 이산화탄소로 산화시킬 수 있으며, 산화된 이산화탄소는 흡착제를 이용하여 제거가 가능하다. 본 연구에서는 실제 가스화시 발생되는 합성가스를 이용하기 위하여, RPF가스화시 발생되는 합성가스를 직접 포집하여 실험을 진행하였다. 합성가스내 소량의 메탄은 니켈촉매를 이용하여 수소로 전화시켰으며, 잔류하는 일산화탄소는 백금촉매, 이산화탄소는 탄산나트륨 흡착제를 이용하여 연속적으로 제거함으로써 순수한 수소를 제공하였다.

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Temporal and Spatial Distribution of Surface Solar Radiation in Korea Peninsula (한반도에서 지표면 태양광의 시공간 분포)

  • Lee, Kyutae;Jee, Joonbum;Zo, Ilsung;Choi, Youngjin
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.11a
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    • pp.40.1-40.1
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    • 2010
  • 인간의 삶과 밀접한 관련이 있는 태양 에너지는 전세계적으로 에너지 부족 문제 해결방안을 위한 대체 에너지 자원으로 각광 받고 있다. 즉 태양으로부터 방출되어 지표면에 도달하는 태양광은 연간 약 23,000 TW(Perez et al., 2009)로써 다른 어떤 종류의 에너지원보다 풍부하기 때문에 태양광 발전은 양적인 측면에서의 무한한 잠재력뿐만 아니라 환경적인 측면에서 무공해라는 장점을 가진다. 특히 국내에서는 2030년까지 태양광 에너지와 풍력 및 수소에너지들은 3대 국가 에너지 전략 분야로 집중 육성되고 있다(한국과학기술정보연구원, 2007). 지표면에 도달하는 태양 에너지 평가 및 분석을 위하여 일사계에 의한 관측 자료가 이용될 수 있으나 관측 영역 및 관측 정밀도 문제 때문에 태양 복사 모델(Solar Radiative Transfer Model)에 의한 계산 자료가 중요하게 활용된다. 이 연구에서 한반도의 지표면 태양광 계산을 위하여 사용된 모델은 Iqbal(1983)에 근거한 것으로써 단일 기층의 모형대기를 가정한 모델이며 상세 모델(Line-by-Line Model)에 의하여 보정하여 2009년 1월부터 2009년 12월까지 한반도의 지표면 태양광 시공간 분포를 계산하였다. 이 계산을 위하여 대기 중의 가스와 에어로졸 및 구름 성분들에 대한 모델 입력자료 등이 요구되며 이 자료들은 기상청의 수치 모델(Regional Date Assimilation and Prediction System; RDAPS)과 기상 관련 인공위성(OMI와 MODIS 및 MTSAT-1R 등)으로부터 발췌하여 사용하였다. 그 결과 이 연구 기간(2009년 1월 ~ 2009년 12월)동안 1 km 간격의 수평면에 대하여 계산된 한반도의 지표면 태양광은 안동과 대구 및 진주를 연결하는 지역에서 최대값($5400MJ/m^2$ 이상)이 나타났다. 그러나 지표면 일사 관측 자료의 공간 분포는 이 연구 결과와 차이가 있었으며 그 원인은 관측소 일사계의 보정 및 관리운영에 따른 자료 정확성 결여 때문으로 평가된다.

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