Journal of the Korea Society of Computer and Information
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v.26
no.11
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pp.11-19
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2021
In this paper, we propose a prototype platform combined with the power management system using, as an auxiliary power storage device, a supercapacitor that can be fast charged and discharged with high power efficiency as well as semi-permanent charge and discharge cycle life. For the proposed platform, we designed a technique which is capable of detecting the state of power cutoff or resumption of power supplied from the solar panel in accordance with physical environment changes through an interrupt attached to the micro-controller was developed. To prevent data loss in a computing environment in which continuous power supply is not guaranteed, we implemented a low-level system software in the micro-controller to transfer program context and data in volatile memory to nonvolatile memory when power supply is cut off. Experimental results shows that supercapacitors effectively supply temporary power as auxiliary power storage devices. Various benchmarks also confirm that power state detection and transfer of program context and data from volatile memory to nonvolatile memory have low overhead.
Journal of the Korea Society of Computer and Information
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v.29
no.1
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pp.1-9
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2024
This paper proposes an integration of the ED-H scheduling algorithm, known for optimal real-time scheduling, with the LoRaEnergySim simulator. This integration facilitates the simulation of interactions between real-time scheduling algorithms for tasks with time constraints in Class-A LoRaWAN Class-A devices using a super-capacitor-based energy harvesting system. The time and energy characteristics of LoRaWAN status and state transitions are extracted in a log format, and the task model is structured to suit the time-slot-based ED-H scheduling algorithm. The algorithm is extended to perform tasks while satisfying time constraints based on CPU executions. To evaluate the proposed approach, the ED-H scheduling algorithm is executed on a set of tasks with varying time and energy characteristics and CPU occupancy rates ranging from 10% to 90%, under the same conditions as the LoRaEnergySim simulation results for packet transmission and reception. The experimental results confirmed the applicability of co-simulation by demonstrating that tasks are prioritized based on urgency without depleting the supercapacitor's energy to satisfy time constraints, depending on the scheduling algorithm.
친환경에너지원인 연료전지시스템에서 구조상 발생되는 문제점인 발전기와 같은 동작 특성과 느린 동특성으로 에너지를 저장할 수 있는 능력이 없다. 이를 보안하고자 400V급 승압형 풀브릿지 컨버터와 수퍼커패시터를 이용한 양방향 하프브릿지 컨버터를 적용하여 부하에 따른 낮은 출력전압을 승압하고 연료전지시스템 특성상 느린 동특성과 부하에 따른 출력변동을 슈퍼 커패시터를 이용하여 빠르게 충 방전함으로써 연료전지시스템으로도 상용전원과 같은 시스템에 적용 가능함을 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.
Capacitor performance was considered using coffee grounds-based activated carbon produced through oil extraction and KOH activation to increase the utilization of boiwaste. Oil extraction from coffee grounds was performed by solvent extraction using n-Hexane and isopropyl alcohol solvents. The AC_CG-Hexane/IPA produced by KOH activation after oil extraction increased the specific surface area by up to 16% and the average pore size by up to 2.54 nm compared to AC_CG produced only by KOH activation without oil extraction. In addition, the pyrrolic/pyridinic N functional group of the prepared activated carbon increased with the extraction of oil from coffee grounds. In the cyclic voltage-current method measurement experiment, the specific capacitance of AC_CG-Hexane/IPA at a voltage scanning speed of 10 mV/s is 133 F/g, which is 33% improved compared to the amorphous capacity of AC_CG (100 F/g). The results show improved electrochemical properties by improving the size and specific surface area of the mesopores of activated carbon by removing components from coffee grounds oil and synergistic effects by increasing electrical conductivity with pyrrolic/pyridinic N functional groups. In this study, the recycling method and application of coffee grounds, a bio-waste, is presented, and it is considered to be one of the efficient methods that can be utilized as an electrode material for high-performance supercapacitors.
Asia-pacific Journal of Multimedia Services Convergent with Art, Humanities, and Sociology
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v.8
no.11
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pp.215-222
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2018
In this paper, the research on the energy storage system adapting super-capacitor has been performed. The most advanced features compared to the conventional lead-acid battery systems is that it can obtain high power capability due to the super capacitor power characteristics. The suggested system can attain high power in short times and achieve high power quality improvements. The application areas are power quality improvement system, motor start power which requires high power during transient times. The energy conversion system consists of bi-directional converter and inverter and advantages of high speed, high power charging and discharging performances. The design steps for the two loop controller of the bi-directional inverter are suggested and verified by the experiment and manufacturing. The two loop controller design starts from linearized transfer function which is calculated from the state averaging model including state decoupling method. The current controller requirements are 20% overshoot and settling time and voltage controller are no overshoot and settling time which is 10 times longer than current controller. The design is verified from the step input response. The designed controllers have unity power factor characteristics and thus can improve the power quality of the grid. It also has fast response time and zero steady state error.
Park, Yong-Soon;Lee, Hak-Jun;Sul, Seung-Ki;Kim, Gang-Soo;Kim, Jae-Yong;Kim, Taek-Hyun
Proceedings of the KIEE Conference
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2009.07a
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pp.917_918
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2009
최근 전기 구동 시스템을 갖춘 친환경적인 하이브리드 자동차 혹은 전기 자동차에 대한 관심이 늘고 있다. 본 논문에서는 비교적 구조가 간단한 자전거에 쉽게 적용될 수 있는 BLDC 모터를 기준으로, 전기자전거 주행 상황에 있어서의 슈퍼커패시터를 이용한 회생 에너지 제어에 대하여 언급한다. 회생 에너지를 최대한 슈퍼캐패시터에 전달할 수 있는 제어 방법을 제시하고 이를 컴퓨터 모의 실험을 통해 확인한다.
최근 차량은 기존의 화석연료를 사용하는 엔진과 배터리로부터 전원을 공급받는 전동기를 연결하는 구조로 연비를 개선하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 가속 시 배터리 방전으로부터 전원을 공급받고, 감속 시 회생제동을 통해 배터리 충전을 반복한다. 이로 인한 배터리의 수명한계 및 전력 한계 등을 보완하기 위해서 초고용량 커패시터를 배터리와 함께 사용하는 이중 보조 동력원에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 배터리 수명 개선을 위해 배터리와 슈퍼커 패시터를 병렬 운전하는 5kW급 양방향 DC/DC 컨버터를 설계하여 검증하였다.
This paper presents a method to identify the equivalent circuit parameters by experiment results of supercapacitor model based on transmission line. In order to validate this method, a model of supercapacitor is verified and implemented by using the PSIM software. Experimental and simulation results are compared to verify the electric modeling of supercapacitors.
Purpose: This study analyzes the operating characteristics of a lithium ion capacitor that can be used as a standby power supply in an emergency, and determines whether the standby power supply is abnormal even by measuring the voltage using a linear proportionality characteristic during charging and discharging. The aim is to provide an experimental basis that can be done. Method: As a method for this study, first, analyze the operation principle and characteristics of the existing backup power supply and lithium ion capacitor, and then measure the voltage of the lithium ion capacitor according to the configuration and system block diagram of the induction lamp used in the experiment. We proceed with the test of the measured value of discharge power for each voltage band to check the amount of power held by the battery and the operation test experiment using induction lamps. Results: Just by checking the charging voltage using the linear proportional characteristics of lithium ion capacitors, it provides a basis for accurately inferring the effective operating time of induction lamp lamps. Conclusion: In the event of a disaster, the lithium ion capacitor is used as a spare power supply for emergency induction lamps to prevent complete discharge of emergency induction lamps, to prevent the problem of performing normal operation of the standby power supply, and to use only a simple voltage measurement to reserve power. It was intended to suggest many uses for evacuation equipment application in the future by making it possible to check whether the device is abnormal.
In this paper, a simulation for the stability of the catenary voltage through charging and discharging by introducing an energy storage system in the railway system and the efficient usage of restoration energy has been performed. In order for the simulation, a simple railway model with an appropriate control technique has been introduced. The catenary voltage area is divided into two areas with voltage control and an area with normal operation and current control is performed to satisfy current limit of the supercapacitor. We confirmed the energy absorption and emission through the simulation and observed energy efficiency through charging and discharging according to the operation state of the railway.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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