• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.06a
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• pp.366-369
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• 2005

최근 환경 및 에너지 문제가 자동차 산업의 중요한 이슈로 인식되면서 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle) 기술과 연료 전지 자동차(Fuel Cell Vehicle)등이 주목받고 있다. 특히 하이브리드 자동차는 요구되는 동력과 생성되는 동력의 차이 때문에 순시 동력 저장 장치 (peak power buffer)가 필요한데, 반복적인 충/방전 싸이클에서 용량의 감소 없이 높은 단위 질량당의 동력과 에너지를 가지며 부피, 효율, 수명 면에서도 우수한 플라이 휠 에너지 저장장치가 이러한 동력 저장 장치로 적합하다. 본 논문은 하이브리드 자동차를 위한 플라이 휠 에너지 저장 장치의 현 상태 (state of art)를 기술한다. 첫번째로, 플라이 휠 에너지 저장장치의 기원과 배경을 설명한다. 두 번째로 하이브리드 자동차를 위한 플라이 휠 에너지 저장 장치의 세부 사항을 요약하고, 플라이 휠 에너지 저장을 이용한 하이브리드 자동차의 예와 플라이 휠 에너지 저장장치의 설계 쟁점과 자동차에 적용시키기 위한 최근 기술적 진보를 논의한다. 마지막으로, 플라이 휠 에너지 저장장치의 파급 효과와 다른 적용 예를 소개한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.79.2-79.2
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• 2011

플라이 휠 에너지 저장장치(Flywheel Energy Storage System: FESS)는 전기 에너지를 회전 운동 에너지로 저장하였다가 필요시 회전 운동에너지를 전기 에너지로 변환하여 재사용 가능한 에너지 저장장치 이다. 최근 전력 변환 기술의 발전으로 인하여 플라이휠 에너지 저장 장치의 에너지 입출력 속도가 빨라지고 대용량의 에너지를 저장할 수 있게 되었다. 본 논문에서는 이러한 플라이휠 에너지 저장 장치의 전력 입출력 특성을 이용하여 전력 시스템에서 발생하는 저주파 진동(Low frequency oscillation)을 억제하는 방안을 제시 하여 안정도를 향상 시키고자 하였다. 전력 시스템은 발전조건, 전송조건, 부하조건에 따라 동작 조건이 지속적으로 변하고 있다. 이러한 동작 환경 변화는 전력 시스템에 대한 수학적인 표현과 실제 전력계통간의 차이가 발생하기 때문에 정확한 제어 목적을 달성하기가 힘들다. 따라서 본 논문에서는 제어기 설계 단계에서 전력 계통의 불확실성을 고려할 수 있는 $H_{\infty}$ 제어 기법을 이용하여 플라이휠 에너지 저장장치를 위한 강인 제어기를 설계 하였다. 제안한 플라이휠 에너지 저장장치의 강인 제어기의 유용성을 입증하기 위하여 1기 무한대 모선에 적용한 결과를 비선형 시뮬레이션을 통하여 다양한 외란이 발생한 경우에 외란 억제 성능과 강인성에 대하여 고찰 하였으며, 제안한 방식이 기존의 전력계통 안정화 장치(Power system stabilizer: PSS) 보다 효율적이며 전력계통의 안정도 향상에 크게 기여함을 보이고자 하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.93.1-93.1
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• 2012

세라믹 고온초전도체는 에너지 저장장치의 핵심소재로 사용된다. 초전도 플라이휠 에너지 저장장치(Superconductor flywheel energy storage system)는 전기 에너지를 운동 에너지로 변환하여 저장하는 친환경, 고효율 에너지 저장장치이다. 에너지를 최소화하는데 사용되는 초전도 베어링은 고온초전도체와 영구자석으로 구성된다. 베어링에는 희토류계 초전도 물질(RE-Ba-Cu-O, RE:Rare-earth elements)가 사용된다. 베어링의 효율은 영구자석의 자력크기, 초전도체의 자기부상력과 포획자력에 비례한다. 에너지 저장효율을 높이려면 고온 초전도체의 임계전류밀도(초전도체 내부에 흘릴 수 있는 전기량)를 높이고, 초전도 결정립의 크기를 키워야 한다. 결정크기를 키우는 공정으로 종자결정성장법(Seed growth process)이 사용된다. 초전도체 제조공정은 분말의 성형, incongruent melting을 포함하는 부분 용융, 액상에서의 입성장, 포정반응을 통한 초전도 결정의 성장과정을 포함한다. 본 발표에서는 초전도 에너지 저장장치의 기본 원리, 초전도 베어링의 구성, 베어링용 초전도체의 제조방법과 특성(자기부상력과 포획자력) 평가기술, 차세대 에너지 저장장치로서의 초전도 플라이휠 에너지 저장장치의 전망에 대해 요약하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.409-410
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• 2016

에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)은 태양광(PV), 풍력(WT) 등과 같은 신재생 에너지 출력안정화, 계통 전력품질 개선, 수용가 에너지효율화 등의 분야에 이용되고 있다. 에너지 저장 시스템은 전력변환장치와 에너지 저장장치로 구성되며, 에너지 저장 장치로 배터리를 많이 사용하고 있다. 전력변환장치 및 제어기의 설계 및 검증을 위해서는 배터리를 전력변환장치에 연계하여야 하지만 배터리의 경우 고가에 관리가 어렵기 때문에 일반적으로 DC전원 모의 장치를 이용한다. 또한 배터리를 사용함에 따라 노화가 진행되어 배터리 임피던스 특성이 변화해 에너지 저장 시스템의 성능에 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 에너지 저장 시스템용 전력 변환장치 및 제어기의 설계 및 현실적인 검증이 가능한 배터리 노화 특성을 고려한 DC전원 모의장치를 개발하기 위한 연구를 진행하였다.

• 기계와재료
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• v.10 no.4 s.38
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• pp.97-110
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• 1998

플라이휠 에너지 저장시스템은 입력되는 잉여전기에너지를 플라이휠의 관성을 이용, 회전 운동에너지로 변환하여 저장하고 필요시 전기에너지로 순시에 출력하는 장치로 배터리와 같은 화학적 에너지 저장장치에 대비되는 기계적 에너지 저장방식 (Electro-mechanical Battery)이다. 플라이휠 시스템은 많은 에너지를 단시간에 저장하고 이를 순발적으로 활용할 수 있는 고효율, 장수명, 무공해의 청정 에너지저장/재생장치로 선진국에서는 무공해 교통수단(전기자동차 등)의 차세대 보조 동력원을 비롯한 각종 민수용, 국방용으로 응용연구가 활발히 진행되고 있다(전력저장용, 인공위성의 태양광 에너지 저장 및 자세제어용, 무소음 적진침투용 차세대 전차의 보조동력원 등). 고효율의 에너지 저장 및 재생을 위해 플라이휠 에너지 저장시스템은 크게 .고속화, 고에너지저장을 위한 복합재 플리이휠 로터.공기 마찰손실 저감용 자가 진공펌프(Self Vacuuming system).지지부 접촉마찰로 인한 에너지 손실 저감용 자기베어링/제어부.플라이휠 구동 및 발전을 위한 Motor/generator.고효율 에너지 입출력 제어부 등의 첨단기술부품으로 구성되어 있는 바, 본 논문에서는 이러한 플라이휠 에너지 저장기술의 국내외 개발현황을 소개하고 현재까지 파악된 기술적 문제점 및 향후 기술개발 전망에 대해 논하고자 한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.127-128
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• 2015

에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)은 태양광(PV), 풍력(WT) 등과 같은 신재생 에너지 출력안정화, 계통 전력품질 개선, 수용가 에너지효율화 등의 분야에 이용되고 있다. 에너지 저장 시스템은 전력변환장치와 에너지 저장 장치로 구성되며, 에너지 저장 장치로 배터리를 많이 사용하고 있다. 전력변환장치 및 제어기의 설계 및 검증을 위해서는 배터리를 전력변환장치에 연계하여야 한다. 하지만 배터리의 경우 고가에 관리가 어렵기 때문에 일반적으로 DC전원 모의 장치를 이용한다. 본 논문에서는 에너지 저장 시스템용 전력 변환장치 및 제어기의 설계 및 현실적인 검증이 가능하도록 배터리 특성을 고려한 DC전원 모의장치를 개발하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.11a
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• pp.97-98
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• 2015

에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)은 태양광(PV)발전, 풍력(WT)발전시스템 등과 같은 신재생 에너지 출력안정화, 계통 전력품질 개선, 수용가 에너지효율화 등의 분야에 이용되고 있다. 에너지 저장 시스템은 전력변환장치와 에너지 저장 장치로 구성되며, 에너지 저장 장치로 배터리를 많이 사용하고 있다. 전력변환장치 및 제어기의 설계 및 검증을 위해서는 배터리를 전력변환장치에 연계하여야 하지만 배터리의 경우 고가에 관리가 어려운 문제로 인해 일반적으로 배터리 모의 장치를 이용한다. 본 논문에서는 대용량 에너지 저장 시스템용 전력변환장치 및 제어기의 설계와 현실적인 검증이 가능한 MW급 PCS 성능검증용 배터리 모의장치를 개발하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.635-636
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• 2015

한전에서는 전력계통과 연계한 대용량 배터리 에너지저장장치(Energy Storage System)에 전력을 저장하였다가 전력계통의 최대 부하 보상, 주파수 조정, 신재생에너지 출력 평준화 등에 이용하고 있다. 배터리를 이용한 에너지저장장치의 실용성을 확인하기 위하여 한국전력공사 전력연구원 ESS연구사업단에서는 제주시 조천변전소에 4MW급 실증단지를 건설하여 시험을 진행하여 왔다. 최근에는 52MW 배터리 에너지저장장치를 전력계통의 주파수 조정용으로 사업화하고 있으며, 이와 관련된 연구도 진행하고 있다. 한국전력공사 전력연구원에서는 서안성, 신용인 변전소에 건설을 완료하여 시운전 중인 52MW 배터리 에너지저장장치 사업에 관련된 기술개발을 위하여 전력연구원에 24MW용 제어시스템, 조천변전소에 28MW용 제어시스템을 개발하여 관련기술을 서안성, 신용인 변전소 에너지저장장치에 적용하여 자동제어 시운전을 수행하였다. 본 논문에서는 주파수조정용 52MW 배터리 에너지저장장치의 시운전 내용을 소개하고자 한다.

• Superconductivity and Cryogenics
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• v.1 no.2
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• pp.38-48
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• 1999

용융공정으로 제조한 YBCO 고온 초전도체는 임계전류밀도가 높기 때문에 외부자장을 강력하게 반발한다. 영구자석과 YBCO 초전도체간의 부상력을 이용하면 무접촉으로 회전할 수 있는 베어링을 제작할 수 있다 고온 초전도체 무접촉 베어링은 고에너지 효율의 플라이휠 에너지 저장장치에 활용된다. 초전도 베어링은 전자석을 이용한 자기 베어링에 비해, 위치 제어 시스템 없이 중량물을 공중에 띄워 회전시킬 수 있는 장점이 있다. 플라이휠 에너지 저장장치는 무공해의 환경 친화적인 기술로, 용량과 규모, 에너지 입출력 양과 시간을 조절하기 쉽다. 또한, 장소설정에 제한이 없으므로 에너지를 필요로 하는 장소에 자유롭게 설치할 수 있고, 에너지밀도가 다른 저장시스템에 비해 상대적으로 높다. 현재 선진 각국에서는 에너지의 효율적 저장 및 활용을 위해 고온 초전도체 베어링을 이용한 플라이휠 에너지 저장장치를 국가적 중점 사업으로 개발 중이며 2000년 초에 실용화될 전망이다. 본 논문에서는 고온 초전도체의 자기 부상력, 플라이흴 에너지 저장장치의 개념설계 및 개발동향에 대해 요약하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.11a
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• pp.143-144
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• 2012

본 논문은 신재생에너지원과 에너지 저장장치 기반의 비상발전기의 하이브리드 운전 제어기법을 개발하였다. 기존의 신재생에너지 발전 설비와 에너지 저장장치 기반의 비상발전기를 하이브리드로 운전할 수 있는 제어장치와 출력이 불규칙한 신재생에너지의 출력을 평준화 할 수 있는 비상발전기 출력 제어 기법을 개발하였으며, 개발된 장치는 부하의 전기에너지 피크 절감을 위한 비상발전기 출력을 제어하는 데 사용될 수 있다.