• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.129.1-129.1
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• 2010

석탄가스화로부터 얻어진 합성가스는 CO, $H_2$가 주성분으로, 그 자체를 연료로 사용하여 발전을 하거나 또는 적절한 정제, 분리 및 합성을 통해 다양한 원료물질을 생산할 수 있다. 이러한 석탄의 청정 사용 기술은 최근의 에너지 분야에서 많은 관심을 불러일으키고 있는 고유가 현상 및 석유자원 고갈에 대비할 수 있는 현실적인 방법의 하나로 여겨지고 있다. 석유를 대체할 에너지원으로서 석탄을 이용하는 다양한 응용 방법 중의 하나로 가스화 반응을 통해 발생하는 합성가스를 이용한 SNG 제조 공정을 들 수 있는데, 이는 석탄 등의 고체 시료를 이용하여 메탄이 주성분인 연료가스를 생산하는 것이다. SNG(Synthesis Natural Gas 또는Substitute Natural Gas)는 합성천연가스 또는 대체천연가스로 불리어지는데 주로 석탄의 가스화를 통해 얻어진 합성가스(syngas 또는 synthesis gas)인 CO, $H_2$를 촉매에 의한 합성반응을 통해 얻을 수 있다. SNG 합성 반응(메탄화 반응)은 보통 수성가스 전환 공정과 가스 정제 공정을 거친 합성가스를 $CH_4$로 전환하는 것으로 석탄을 이용한 SNG 제조 공정에서 가장 핵심 공정인 메탄화 반응은 높은 발열반응으로 주로 니켈 촉매를 사용하며 $250{\sim}400^{\circ}C$에서 반응이 이루어진다. SNG 합성 반응은 공급되는 합성가스의 조성($H_2$/CO 비), 공급되는 합성가스의 유량과 반응기에 충진된 촉매의 부피와의 관계를 나타낸 공간속도, 반응온도 등의 조건에 따라 반응 특성이 달라질 수 있다. 가스화 반응을 통해 생성되는 합성가스를 이용한 SNG 합성반응(메탄화 반응)의 특성을 파악하기 위하여 Lab-scale 규모의 고정층 반응기를 이용하여 Ni 함량이 다른 2종류의 촉매를 대상으로 반응온도 및 압력에 따른 CO 전환율, $CH_4$ 선택도, $CH_4$ 생산성 변화를 파악하였다. 실험 결과 반응기의 온도가 350도 이상의 조건에서 CO 전환율은 99.8%이상, $CH_4$ 선택도는 90.7%이상으로 나타났으며, 공간속도가 2,000 1/h 이상의 조건에서는 $CH_4$ 생산성이 500 ml/g-cat, h을 만족하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.71.2-71.2
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• 2010

고체산화물연료전지는 청정에너지원으로써 기존의 발전방식을 대신할 차세대 에너지원으로 각광 받고 있다. 고체산화물 연료전지는 고온에서 작동하는 특성상 실험을 통하여 전극미세구조 및 구동조건을 최적화하는 것은 매우 어렵다. 본 연구는 전기화학식을 이용한 전산모사를 통해서 고체산화물 연료전지의 구동조건에 따른 성능 평가 및 전극의 미세구조 최적화 과정을 수행하였다. 전극 내 전달현상을 무시하고 오직 전기화학반응만을 고려한 전산모사는 단전지의 전극미세구조 및 구동조건에 따른 전지성능을 빠르게 예측할 수 있으며, 이를 기반으로 다양한 조건에서 얻은 전지 성능 데이터를 통해 전극미세구조를 최적화하였다. 개회로전압, 활성화분극, 저항분극, 물질수송손실을 표현하기 위하여 Nernst 식, Butler-Voler 식, 옴의 법칙, dusty-gas 모델을 각각 사용하였으며, 전극미세구조 및 구동조건의 변화는 물질확산계수 및 교환전류밀도를 통하여 그 영향이 전지성능에 반영된다. 온도, 압력, 주입 연료의 조성에 대한 성능평가가 수행되었으며, 1023K, 1 bar의 조건하에서 최적의 단전지 성능을 위한 기공도와 기공크기를 조사하였다. 더 향상된 단전지 성능 확보를 위해서 실험에서 쓰이는 기능층(functional layer)과 유사하게 넓은 반응 면적과 원활한 반응물 및 생성물의 이동을 보장하도록 기공도 및 기공크기를 그레이딩한 전극구조(graded-electrode)를 디자인하고 성능을 평가하였다. 그 결과 기존의 전지구조 대신에 그레이딩된 전극을 사용할 경우 50%이상 향상된 전지성능을 예측할 수 있었다.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.18 no.3
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• pp.223-232
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• 2015

The present paper considers the conceptual design of floating wave-offshore wind hybrid power generation system. The worldwide demand for ocean renewable energy is increasing rapidly. Wave and offshore wind energy have been attractive among the various ocean renewable energy sources, and the site to generate electricity from wave and offshore wind accords well together. This means that a hybrid power generation system, which uses wave and offshore wind energy simultaneously has many advantages and several systems have been already developed in Western Europe. A R&D project for a 10 MW class floating wave-offshore wind hybrid power generation system has been also launched in Korea. A semi-submersible platform, which has four vertical columns at each corner of the platform to be connected with horizontal pontoons, was designed for this system considering arrangements of multiple wind turbines and wave energy converters. A mooring system and power cable were also designed based on the metocean data of installation site. In the present paper, those results are presented, and the difficulties and design method in the design of hybrid power generation system are presented.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2011.10a
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• pp.824-827
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• 2011

Needs for Smart Grid development are increasing all over the world as a solution to its problem according to depletion of energy resources, climatic and environmental rapidly change and growing demand for electrical power. Especially decentralized power is attracting world's attention. In this mood a new era for a unit scale of decentralized power environment is on its way in building. However there is a problem to have to be solved in the uniformity of power quality because the amount of power generated from renewable energy resources such as wind power and solar light is very sensitive to climate fluctuation. And thus this paper tries to suggest an energy management algorithm on basis of real time monitoring for meteorological data. The proposed EMS model embodies the method for predicting the power generation by monitoring and analyzing the climatic data and controling the efficient power distribution between the renewable energy and the existing power. The ultimate goal of this paper is to provide the technological basis for achieving zero-energy house.

• Clean Technology
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• v.24 no.4
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• pp.339-347
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• 2018

In order to cope with environmental problems and climate change caused by fossil fuels, renewable energy supply is increasing year by year. Currently, waste energy accounts for 60% of renewable energy production. However, waste has a lower calorific value than fossil fuels and contains various harmful substances, which causes serious problems when applied to power generation boilers. In particular, the chlorine in the waste fuel increases slagging and fouling of boiler heat exchangers, leading to a reduction in thermal efficiency and the main cause of high temperature corrosion, lowering facility operation rate and increasing operating cost. In this study, the high temperature corrosion experiments of superheater materials (ASME SA213/ASTM A213 T2, T12 and T22 alloy steel) by alkali chlorides were conducted, and their corrosion characteristics were analyzed by the weight loss method and SEM-EDS. Experiments show that the higher the temperature and chloride content, the more corrosion occurs, and KCl further corrodes the materials compared to NaCl under the same condition. In addition, the higher the chromium content of the material, the better the corrosion resistance to the alkali chlorides.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.11a
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• pp.171-172
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• 2013

전기의 수요는 인구 증가와 함께 지속적으로 증가하고 있다. 하지만 에너지 자원의 부족 및 환경문제 등으로 인해 그 수요를 충족시키는 것에 대한 한계에 다다르고 있다. 많은 연구자들이 이러한 문제를 극복하기 위해 신재생 에너지의 사용을 제한하였고, 그 중 풍력 에너지는 전 세계의 많은 지역에서 이용이 가능하고 저렴한 장점이 있다. 본 논문에서는 유도 전동기의 직접토크제어를 이용하여 풍력 발전기를 모델링 하였고 직접토크제어를 사용함으로써 토크 응답 특성이 매우 빠르고 모터의 파라미터 변화에 대한 민감도가 감소하며 제어기의 구성이 단순하다는 장점을 가지고 있다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.475-476
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• 2019

본 논문에서는 다기능 ESS의 제어알고리즘 및 운영 전략에 따른 모드 천이 안정성 및 경제성 등 장시간 시뮬레이션을 수행할 수 있는 소프트웨어 테스트베드 모델설계 결과를 제시한다. 전력변환장치의 순시 응답 특성을 확인하기 위해서 인버터 전력반도체 스위치, 인덕터 및 커패시터 등의 부품에 대한 모델링이 필요하고, 이는 전력계통에서 활용되고 있는 상용 소프트웨어인 Matlab/Simulink/SimPowerSystems의 라이 브러리를 활용하여 구현할 수 있다. 하지만 평균모델을 사용하는 경우에도 각 요소 회로의 시정수로 인해 시뮬레이션의 샘플링 시간을 줄이는 데는 한계가 있다. 따라서 본 논문에서는 신재생 에너지의 하루 발전 특성에 대한 제어로직에 따른 결과 및 경제성 분석등에 활용할 수 있는 기능모델(functional model)의 설계 방법을 제시하고, 개발된 모델을 상용소프트웨어의 결과와 비교함으로써 본 연구결과의 타당성을 보인다.

• The Korean Journal of Applied Statistics
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• v.34 no.5
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• pp.723-734
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• 2021

Wind energy is one of the rapidly developing renewable energies which is being developed and invested in response to climate change. As renewable energy policies and power plant installations are promoted, the supply of wind power in Korea is gradually expanding and attempts to accurately predict demand are expanding. In this paper, the ARIMA and ARIMAX models which are Time series techniques and the SVR, Random Forest and XGBoost models which are machine learning models were compared and analyzed to predict wind power generation in the Jeonnam and Gyeongbuk regions. Mean absolute error (MAE) and mean absolute percentage error (MAPE) were used as indicators to compare the predicted results of the model. After subtracting the hourly raw data from January 1, 2018 to October 24, 2020, the model was trained to predict wind power generation for 168 hours from October 25, 2020 to October 31, 2020. As a result of comparing the predictive power of the models, the Random Forest and XGBoost models showed the best performance in the order of Jeonnam and Gyeongbuk. In future research, we will try not only machine learning models but also forecasting wind power generation based on data mining techniques that have been actively researched recently.

• JOURNAL OF ELECTRICAL WORLD
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• s.451
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• pp.22-31
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• 2014

온실가스 다량 배출로 인한 지구온난화 현상은 많은 분야에서의 변화를 요구하고 있다. 특히 온실가스 배출의 주원인으로 꼽히고 있는 발전 등 에너지산업 분야의 경우 그 요구는 매우 거세다. 과거에는 경제성장이라는 측면만 고려하면 됐지만, 지금은 기후변화 대응을 위해 환경을 최우선적으로 고려할 것을 주문하고 있기 때문이다. 문제는 현재 전 세계적으로 약 20%에 이르는 인구가 전기 에너지를 사용하지 못하고 있다는 점이다. 즉 향후 에너지를 사용하고자 하는 신규 소비자는 더욱 늘 것이고, 산업의 발전으로 인한 에너지 소비 역시 큰 폭으로 증가할 수밖에 없다. 문제가 굉장히 어렵지만 해결책도 분명 존재한다. 결론적으로 말해 온실가스 배출을 최소화하면서도 에너지 효율은 높인 기술을 개발하면 되는 것이다. 그리고 이미 세계 각국은 청정에너지 기술개발을 위해 다각도의 노력을 펼치고 있는 상황이다. 그렇다면 세계 각국은 미래 에너지시장을 선도할 청정에너지 기술로 어떤 것을 꼽고 있을까. 이 질문에 대한 대답은 지난 5월 서울에서 개최된 '제5차 클린에너지장관회의(CEM, Clean Energy Ministerial)'에서 제시된 바 있다. CEM은 한국, 미국, 영국, 독일, 중국, 일본 등 세계 에너지의 70%를 사용하는 주요 국가의 관계 장관들이 모여 클린에너지 공급 확대와 에너지효율 향상을 위한 구체적 액션플랜을 논의하는 자리다. 2010년 미국에서 첫 회의가 열렸고 아랍에미리트, 영국, 인도에 이어 한국은 5번째로 CEM을 개최했다. 특히 이번 CEM에서는 회원국들의 의견을 모아 10대 청정에너지 혁신기술을 최초로 선정, 발표했다. CEM은 "향후 10년 간 에너지 시장의 변화를 선도할 유망 기술을 선정한 것으로 IEA 등 국제기구와 주요국 기술 로드맵을 기준으로 해 23개 회원국 회람을 거쳐 최종 확정하게 됐다"고 배경을 설명했다. 이번에 선정된 10대 청정에너지 혁신기술은 ${\triangle}$초고압직류송전 ${\triangle}$에너지저장장치 ${\triangle}$바이오연료 ${\triangle}$마이크로 그리드 ${\triangle}$탄소포집 및 저장 ${\triangle}$초고효율 태양광 발전 ${\triangle}$해상풍력 ${\triangle}$신재생에너지 하이브리드시스템 ${\triangle}$빅데이터 에너지관리시스템 ${\triangle}$지열 시스템이다. 이와 관련해 산업통상자원부 윤상직 장관은 "이번에 선정된 10개의 기술은 최근의 기술적 정책적 추세가 잘 반영된 결과"라고 평가했다. 특히 윤 장관은 "중앙집중형 공급원에서 분산형 전원으로의 변화, 에너지 효율향상의 중요성, ICT와 융 복합 추세 등 우리나라의 상황에서 시사하는 바가 크다"며 "현재 수립하고 있는 '제3차 국가에너지기술 개발계획'에 이러한 기술적 추세를 반영하겠다"는 의사를 표명했다. 향후 10년 간 에너지시장의 변화를 선도할 10대 청정에너지 유망기술을 자세히 소개한다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.15 no.6
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• pp.417-424
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• 2010

This paper proposes a new islanding detection method for a grid-connected photovoltaic system. It is based on the fact that the equivalent harmonic components vary according to the grid connection status. The advantage of the proposed method is the reduced Non-Detection Zone and fast detection time. Also it can have the robust detection capability against grid disturbances. The theoretic analysis using grid-harmonic modeling is performed and verified by test result using 32-bit high performance DSP processor.