• 항공우주기술
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• 제1권2호
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• pp.57-65
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• 2002

위성의 전력시스템은 임무기간 동안, 성공적인 임무수행을 위하여 위성의 탑재체와 위성버스에 충분한 전력을 공급하여야 한다. 전력시스템의 설계는 위성이 임무를 수행할 우주환경, 임무기간, 임무특성, 그리고 할당된 예산 등에 따라 설계의 방향이 결정된다. 즉, 1차 전력원으로 사용할 태양전지의 선정, 2차 전력원인 배터리의 선정, 그리고 각 전장품의 사양이 임무특성과 예산에 따라 결정된다. 위성의 전력시스템 설계는 다른 시스템의 설계에 큰 영향을 미칠 수 있다. 보다 많은 전력을 공급하기 위하여, 일차 및 이차 전력원을 크게 설계하는 것은 바람직하지 못하다. 위성의 필요한 전력보다 크게 설계된 전력시스템은 1차 및 2차 전력원의 잉여전력에 따른 열 발생문제, 임무수행에 따른 자세제어 문제, 각 전장품의 전력 용량 문제, 그리고 발사체의 선정 및 발사비용 등의 문제를 일으킨다. 특히, 저궤도의 경우에는 orbit drag 현상에 따른 위성의 궤도 유지보수를 위하여 추진제의 용량설계에 큰 영향을 줄 수 있다. 따라서, 전력시스템의 최적설계와 효율적인 운용을 위한 여러 기술이 개발되고 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권4호
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• pp.384-392
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• 2008

위성의 전력계, 질량, 비용 등과 같은 형상 요소들의 개략적인 제원 도출은 본격적인 위성개발 전 반드시 수행되어야 할 중요한 과정이다. 본 논문에서는 최근 개발된 국내외 위성 개념설계 도구들의 주요한 특징들을 조사하고, 이를 바탕으로 초기 개념설계 절차를 정리하였다. 위성 개념설계는 탑재체와 임무에 근거하여 필요한 전력을 추정하고 위성운용에 필요한 태양전지판과 배터리와 같은 전력계를 추정한다. 다음으로 기존 위성들의 데이터베이스를 기반으로 탑재체질량에 따른 전체 위성 및 주요 서브시스템의 질량을 결정한다. 비용 역시 복잡한 계산 없이 기존 위성들의 데이터베이스를 바탕으로 대략적인 추정이 가능하다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권6호
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• pp.56-63
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• 2009

본 논문에서는 PAV 추진기관에 대한 현황 및 전망을 조사하고 검토하였다. 현재의 수송교통 체계가 포화상태로 가고 있기 때문에 그 대안으로 개인용 항공기(PAV, Personal Air Vehicle)의 출현이 강하게 요구되고 있다. 왕복엔진의 경우 효율과 경제적 측면에서 우수하다는 장점을 지니고 있어 큰 출력을 필요로 하지 않는 PAV에 적합하나 소음이 심하다는 단점이 있다. 터보샤프트 엔진은 비추력이 크고 운용범위가 넓어 수직이착륙을 하는 VTOL PAV에 적합하나 가격이 비싸다는 단점이 있다. 최근 전 세계적으로 친환경 시장이 급격히 성장하고 있어 기존 왕복엔진이나 가스터빈엔진 기술의 발전과 더불어서 연료전지와 배터리를 이용하는 친환경적인 추진기관을 선호하는 추세가 높아지고 있다.

• 한국정보기술학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.101-107
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• 2018

다양한 분야에 적용이 확대되고 있는 무선 센서 네트워크 기술은 센서들의 전력공급 및 전원관리 문제가 가장 큰 핵심이 되고 있다. 이러한 이유에서 새로운 개념의 전력공급장치와 전원관리장치가 요구된다. 이에 본 논문에서는 송전선에 흐르는 전류를 이용하여 전자기유도 원리에 의한 에너지 하베스팅 기술을 적용하여 별도의 외부 입력 없이 센서노드에 안정적인 전력을 공급하는 자율독립전원 시스템을 개발하였다. 제안한 자율독립전원 시스템은 Power CT를 활용한 전력공급장치와 충전회로를 포함한 전원관리장치로 구성되었다. 전원관리장치는 배터리의 충전의 안전성을 확보하기 위하여 전압제한회로, 충전전압/전류 모니터링 회로를 적용하였다. 제안된 시스템의 성능검증을 위하여 SVL진단장치에 적용하여 실험한 결과 안정적으로 운용됨을 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권4호
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• pp.296-303
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• 2015

무인기 운용 환경을 고려하여 다양한 조성의 $NaBH_4$ 용액을 사용해 수소발생시스템의 성능 평가를 수행하였다. 먼저, 자발가수분해와 30분의 수소발생실험을 수행하였다. 수소의 손실, 안정한 수소 발생, $NaBO_2$의 석출, 전환 효율과 무인기의 운용을 고려하여 $NaBH_4$ 용액의 조성을 1 wt% NaOH + 25 wt% $NaBH_4$+74wt% $H_2O$로 결정하였다. 200 W급 연료전지 시스템을 위해 장시간 수소발생실험도 수행되었다. 비록 $NaBO_2$의 석출로 인해서 수소 발생률이 감소하였지만, 200 W 연료전지를 위한 수소를 3시간동안 발생(전환 효율: 87.4%)시켰다. 600 Wh의 에너지를 갖는 200 W급 연료전지 시스템의 에너지 밀도는 263 Wh/kg이었다. 기존 배터리 무인기에 비해 약 1.5배 이상의 체공 시간을 달성할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.6419-6424
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• 2015

현재 도서지역에 도입되어 운용되고 있는 풍력-디젤 하이브리드 발전시스템에는 풍속과 부하변동에 대하여 적정범위의 전압주파수를 갖는 전력을 공급하기 위하여 고가의 제어가 복잡한 플라이휘일 또는 배터리 에너지저장장치를 설치운영하고 있다. 그러나, 본 논문은 이와 같이 비경제적이고 복잡도가 높은 에너지저장장치를 설치하지 않고, 풍속 및 부하변동에도 안정적인 운전이 가능한 영구자석형(PMSG: Permanent Magnet Synchronous Generator) 풍력-디젤 복합발전시스템으로 구성되는 독립형 마이크로그리드의 운전제어 알고리즘과 모델링 방법을 제안하였다. 먼저, 부하 및 풍속변동에 관계없이 적정범위의 전압주파수를 유지할 수 있는 PMSG 풍력발전기의 운전제어 알고리즘을 제안하고, 이를 바탕으로 한 전가변속 운전이 가능한 PMSG, WT측 컨버터 및 Grid측 컨버터를 모델링하고, 이를 독립형 마이크로그리드에 적용하여 풍속 및 부하변화에 대하여 전압주파수가 적정범위내로 잘 유지됨을 입증하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제10권6호
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• pp.53-62
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• 2011

지능형교통정보시스템(ITS) 정책의 일환으로 가변안내표지판의 보급이 확대되었음에도 불구하고 여러 가지 문제점들이 나타나게 되었으며 그 중 하나가 지역별 교통 정보 제공의 불평등 및 비효율성 문제이다. 본 논문에서는 전력선 및 통신선 구축이 어려운 인프라 취약 지역에서도 도로상황 및 기상상태 등의 교통정보 제공을 위해 인프라 독립형 가변안내표지판을 제안하였다. 인프라 독립형 가변안내표지판은 인프라 취약지역에서 운영되므로 그 특성상 시스템 구성, 운영방안 등에서 일반형 가변안내표지판과는 차별성을 가지므로 그 특성을 분석하여 나타내었다. 또한 태양광 발전으로 획득된 한정된 전력을 효율적으로 운영하기 위하여 이를 고려한 배터리 체결구조와 가변안내표지판의 표출 메시지에 따른 전력 운용 방안을 제안하였다. 향후 본 연구의 결과를 토대로 인프라 독립형 가변안내표지판뿐만 아니라 병렬 구조의 배터리가 사용되는 다양한 용도의 어플리케이션의 전력 제어에 적용 가능할 것으로 예상된다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.47-58
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• 2022

최근 몇 년 사이 바다 신호등 역할을 하는 항로표지 시설이 디지털화되면서 단순한 표지판 기능을 넘어 해양 정보 수집, 감독, 관제 등 다양한 기능을 제공하는 방향으로 발전하고 있다. 국내에서도 울산항과 부산항이 부표 일부에 카메라를 설치하고 영상정보를 수집하여 충돌을 감독하는 등 선도 기술 적용을 주도하고 있다. 그러나, 이 첨단기술은 장기간 배터리 운용이 필요하고 관리·유지 등이 해양 특성에 지장을 받기 때문에 주요 기능을 수행하는 것이 어렵다. 이러한 문제들은 육상시설과 해양시설의 특성 차이를 극복하기 위한, 해양 분야의 풍부한 연구의 필요성을 제기한다. 본 연구에서는 표지 주변을 지나가는 해양 객체를 영상정보로 분석해 자동으로 알림을 줄 수 있는 시스템을 제안한다. 기존 시스템들은 표지와 해양 객체가 충돌하면 센서를 기반으로 객체를 포착해 서버로 전송하지만, 이 방식은 사고가 발생한 뒤에야 안전사고 대처가 가능해 개선의 여지가 필요하다. 따라서, 제안하는 시스템은 이러한 한계점을 극복하기 위해, 해양 특성을 기반으로 해상 객체 감지 시스템을 설계하였다. 이는 기존의 해양 영상처리 감지 시스템과 유사한 성능을 보였으며, 보다 효율적인 모니터링을 위해 약 5배 빠른 처리 속도를 기록한 해상 안전 시스템을 제안한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 춘계학술대회
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• pp.519-521
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• 2022

UAV의 장시간 운용을 위한 다양한 종류의 전력공급 방식과 연료 기술이 등장하고 있다. 현재 시중에 유통되고 있는 50cm 안팎의 회전익 UAV의 경우 주로 재충전이 가능한 2차 전지가 주로 탑재되고 있으며, 완충 시 정지비행(hovering) 기준 보통 30분 내외의 비행시간을 갖는다. 배터리의 용량과 무게는 UAV의 운영시간과 밀접한 관계가 있고 결국 응용의 다양성에 영향을 준다. 운영시간의 다변화를 위한 방안으로 무선충전기술을 UAV에 적용하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 방식에 따라 원거리(decoupled) 충전과 근거리(coupled) 충전 방식으로 나뉜다. 본 연구에서는 근거리 충전 방식 중 하나인 자기유도기(무선충전기)를 활용할 때, 충전시스템에 정밀하게 안착(착륙)하여 UAV가 효과적으로 재충전될 수 있도록 QR 코드를 적용하고 이를 인식하고 3D 위치 측위를 통한 UAV의 위치보정 방안을 제안한다.

• 대한공간정보학회지
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• 제23권3호
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• pp.69-75
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• 2015

안전한 도로주행을 위하여 설치된 도로시설물들은 주야간에도 식별할 수 있도록 제작되었으나, 기상악화 시 제 기능을 발휘하지 못하고 있다. 최근에는 원거리에서도 명확하게 인식할 수 있는 전기전자기술로 제작하고 있으나, 이들은 고장이 빈번하여 수시로 교체해야 하므로 교통정온화와 유지관리에 많은 문제점들이 나타나고 있다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위하여 교통사고가 빈번한 지역에 반영구적으로 이용할 수 있는 LED 표시등을 설치하고, 이를 시스템과 연계하여 유지 관리할 수 있는 모니터링시스템을 개발하였다. 이를 위하여 시스템은 윈도우 운영체계 기반으로 하였고, 무선통신망과 연결하여 P.C에서 운용될 수 있도록 개발하였다. 그 결과 현장에 설치된 LED 표시등의 배터리 상태정보를 실시간으로 분석을 할 수 있었고, 그 수명주기를 예측함으로서 효율적으로 관리할 수 있었다.