• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.49.1-49.1
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• 2011

집광채광 설비는 건축물의 조명에너지 절감 및 자연광의 실내 유입을 위해 적용 가능한 태양에너지설비로써 다른 신 재생 에너지 설비와 다르게 연간에너지생산에 대한 정량적 데이터가 아직까지 부재하다. 집광채광 설비의 설치효과를 판단하기 위해서는 집광채광 설비 설치에 따른 연간 에너지생산량 산출이 필요하며, 이를 위해서는 각 구성부분(집광부, 전송부 및 산광부)의 광전송 효율에 대한 데이터가 구축되어야 한다. 본 연구는 집광채광 설비의 효율 분석에 관한 첫 번째 단계로써 외부광속에 대한 집광부 통과 직후의 내부광속의 비율을 예측하였다. 국내에 보급된 집광채광 설비는 대부분 프리즘형과 광덕트형이며, 우선적으로 집광부 입사면의 경사각과 방위각이 다양하여 내부광속 산출방법론이 매우 복잡한 프리즘형을 분석대상으로 삼았다. 전일사량, 외부조도 및 집광부 내부조도가 측정되었으며, 외부광속으로부터 내부광속을 산출하는 공식을 유도하기 위해 천공상태에 따라 전일사량 측정치가 직산분리 되었다. Perez model과 Liu and Jordon에 의해 제시된 계산식과 입사면 및 집광부 면적을 고려하여 수평면 외부조도 측정치로부터 외부광속이 그리고 내부조도로부터 내부광속이 산출되었다. 입사면의 투과율이 동일하다는 전제 하에 천공상태에 따른 태양광 투과 비율을 도출한 결과, 담천공(Kt ${\leq}$ 0.3)에서 0.39, 부분담천공(0.3${\geq}$ 0.78)에서 1.0으로 나타났다. 도출된 투과비율을 외부광속에 적용하여 내부광속을 계산한 결과치와 측정치는 약 ${\pm}9%$ 정도의 차이를 보였다. 연간 기상데이터에 위와 같은 방법론이 적용되면 프리즘형 집광부의 연간 내부광속이 산출될 수 있다. 또한 기존 연구에서 제시된 발광효율 산출식과 일사 파장에 따른 시감도를 고려하면 매 시간별 외부조도도 산출이 가능하다. 일사량 측정치와 외부조도 측정치 사이의 상관관계를 분석한 결과 결정계수 $R^2$이 0.99인데 반해 일사량 측정치와 외부조도 계산치 사이의 상관관계 결정계수는 0.95로 측정치 보다 약간 작은 값을 갖는다. 이렇게 산출된 외부조도는 각 입사면의 면적을 반영하여 외부광속으로 변환되고, 앞서 산출된 천공상태별 투과비율이 적용됨으로써 내부광속이 도출될 수 있다. 이와 같은 집광부에 대한 연구를 바탕으로 향후 전송부와 산광부 효율을 도출하고 궁극적으로 집광채광 설비를 통해 실내에 전달되는 연간 빛에너지를 예측할 수 있을 것이다. 또한 본 연구의 방법론은 다른 형태의 집광채광 설비에도 적용이 가능할 것으로 판단되며, 국내 집광채광 설비의 연간 에너지생산량에 대한 폭 넓은 데이터 구축이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.53-56
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• 2009

반사와 굴절이 합쳐진 새로운 형태의 하이브리드 태양광 집광 장치로 기존 집광 장치에 비해 초점 거리가 짧게 설계되었다. 프레넬 렌즈 형태의 굴절부와 프레넬형의 다수의 포물선 반사경이 공통으로 후면 초점(rear focus)을 가지도록 배치하여 기존 프레넬 렌즈만으로 구성된 것보다 선형 집광의 경우는 3배, 점 집광의 경우는 10배 이상 집광비를 높일 수 있다.아울려 이를 이용한 선형 집광형 발전 시스템과 점형 집광 장치는 나름대로 장점을 가진다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제13권3호
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• pp.222-228
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• 2008

본 논문은 해저 연약지반 위를 주행하는 시험집광기의 동적거동 해석을 다루고 있다. 시험집광기는 단괴채집장치, 무한궤도, 단괴파쇄기, 샤시프레임, 전기 전자 시스템으로 구성되어 있다. 시험집광기의 공기 중 무게는 8,600 kg이며, 수중에서의 시험집광기의 평균접지압은 6.0 kPa이다. 상용해석 프로그램인 RecurDyn-LM과 Visual Fortran 90을 이용하여 시험집광기의 동적거동 해석 모델 및 유체저항력 모델을 구축하였다. 상용해석 프로그램(RecurDyn-LM)에서 제공되는 사용자 정의 서브루틴을 이용하여 연약지반역학 모델 및 유체저항력 모델을 구축하였으며, 이를 통하여 해저 시험집광기의 동적거동 해석을 수행하였다. 궤도속도, 지반조건, 항력계수 및 추가질량 계수의 변화에 따른 시험집광기의 동적응답을 분석하였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제13권3호
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• pp.246-251
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• 2008

심해저 망간단괴 집광시스템(이하, 집광시스템)의 개념설계가 공리적 설계(Axiomatic Design)의 관점에서 평가되었다. 또한 이미 수행된 집광시스템의 개념설계에 대해 기능적 영역의 기능요구와 물리적 영역의 설계파라미터가 구체화되었다. 기능요구와 설계파라미터의 상호관계는 첫 번째 수준 계층에서 하위 수준 계층으로 순차적으로 분석되었다. 이러한 상호관계는 설계행렬의 형태로 표현되었고 기능요구와 설계파라미터 사이의 독립성을 판단하기 위한 지표로 사용되었다. 설계행렬의 분석결과 본 집광시스템은 설계파라미터간에 연성이 되지 않는 비연성화된 설계임이 확인되었다. 결과적으로, 본 집광시스템은 독립공리(Independence Axiom)를 만족하는 잘된 설계임이 개념적으로 입증되었다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.124-124
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• 2017

본 연구에서 원추형 집광기와 CPV셀을 기반으로 한 태양광-열(CPV/T) 복합시스템의 설계 및 제작과정을 다룬다. 원추형 집광기의 경우, 이론적 해석을 통하여 최고의 집열효율을 갖는 원추각 45도의 집광기 4개를 결합하여 사용하였다. 원추형 복합시스템은 태양에너지를 집열하여 열에너지를 생산하는 집광기와 작동유체의 순환을 위해 이중 구조로 제작된 흡수기, 집광된 태양으로부터 전기에너지를 생산하는 CPV셀 등으로 구성되어 있다. 효율적인 태양복사열 집광을 위해 태양 위치에 따라 고도각과 방위각을 추적할 수 있는 2축 태양추적장치를 설비하였다. CPV셀은 원추형 집광기의 중심부에 위치한 이중 흡수관의 고집광부인 상단부에 위치하였으며, CPV셀의 결함을 방지하고, 부가적 태양광 집광을 위해 2차 보조 집광기를 부착하였다. 본 논문에서 소개하는 원추형 CPV/T 복합 시스템은 기존 원추형 시스템에 CPV 셀을 부착하여 전기와 열을 동시에 생산 할 수 있으며, 생산된 전기에너지와 열에너지를 이용하여 온실재배의 난방 문제, 운영비용 절약 등 다양하게 농업 분야에 적용가능하다. 특히, 원추형 복합시스템은 설계 및 제작에 있어 쉽고 간결하며, 제작 단가가 낮다는 점에서 보급에 이점이 있을 것으로 사료된다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1991년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.77-86
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• 1991

레이저 빔이갖고있는 spatial coherence 특성에 의해서 렌즈를 이용하여 집광시키면 집광부에서 고출력 밀도를 얻을 수 있다. 이와같이 집광된 레이저 빔을 재료의 표면에 조사하면 재료로 부터 미세량을 용융, 증발시키므로 일반적인 방법으로는 가공이 어려운 단단한 재료의 절단과 미세 구멍가공이 가능하게된다. 본 논문에서는 출력, 펄스 수, defoucsing, pulse on-time, 보조가스 압력등을 변화 시키면서 드릴링 실험을 수행하고, 각 실험 조건에서의 구멍 형상과 깊이를 측정함으로써 가공 변수들의 process sensitivity를 평가하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제33권2호
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• pp.56-63
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• 2013

Daylighting system is an alternative lighting system using daylight collecting device, light transformer and light diffuser. In this paper, we developed a daylighting system in which the collecting device composed by dual parabolic reflectors, the silica optical fiber adapted to the light transformer and light diffuser made of the polyglass square sheet. We have estimated the system efficiency and general color rendering index(Ra) of the developed system. The system efficiency measured to 23.8% and Ra was revealed as 95. Ra number of the developed system is bigger than the number(65) of the previous fresnel lens based sunlight collector.

• 한국해양학회지:바다
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• 제13권3호
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• pp.229-236
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• 2008

심해저 망간단괴를 채집하기 위한 집광기는 궤도차량 형태로 해저면을 주행하면서 망간단괴를 채집한다. 집광기의 운영은 수상선에서 실시간 원격으로 제어되며, 이를 위해서는 운영 소프트웨어가 중요한 역할을 차지하게 된다. 현재는 실제 심해저 망간단괴 집광기의 개발에 앞서 시험집광기를 개발하여 근해역 성능 실증시험을 준비중에 있다. 이러한 시험집광기는 기계부와 전기 전자부로 구성되는데, 이를 원격으로 제어, 계측하기 위해서 운영 소프트웨어가 필수적이다. 본 논문에서는 시험집광기의 제어와 계측을 위한 실시간 운영 소프트웨어의 설계와 개발에 대하여 소개하였다. 임베디드시스템으로 PXI 컨트롤러가 사용되고, 소프트웨어 개발툴로는 LabVIEW를 사용하였다. 시험집광기의 효과적인 성능 실증시험을 위하여 본 실시간 운영 소프트웨어가 개발되었다. 아울러 시험집광기의 모니터링 데이터를 관리하기 위한 데이터베이스 관리시스템(DBMS)이 MS SQL과 LabVIEW를 사용하여 개발되었다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2002년도 학술대회논문집
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• pp.83-86
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• 2002

본 연구는 태양광시스템의 센서와 프로그램 (타이머스위치)을 혼용한 제어시스템을 측정한 결과이다. 집광부 렌즈 초점의 정확도에 따른 효율 저감을 평가한 결과 실제 그 차이는 조사부 50cm 떨어진 곳에서 0.1lx 에서 5000lx 값 차이를 나타났다. 이는 태양광조명의 가장 중요한 핵심이 바로 태양추적의 정확성에 있는 것이다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제31권1호
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• pp.31-36
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• 2011

CF(Circular Fresnel) POF(Plastic Optical Fiber) daylighting system is a beam daylighting system utilizing solar direct beam radiation. In this study, a CF POF daylighting system has been introduced, developed and applied to KIER test buildings. The CF POF daylighting system consists of three parts: light collector, light transmitter and light diffuser. The light collector includes a Circular Fresnel lens focusing solar direct illuminance by sun tracking. The light transmitter contains the POF cable which has light transmission loss of 4.5% per meter. The light diffuser has about 80% diffuser efficiency. This study aims to evaluate of POF daylighting system performance. At the results of a CFPOF system performance evaluation, the theoretical CFPOF system efficiency was 41.9% and the actual CFPOF system efficiency at the KIER test building was 37.5%. The difference was due partly to the connecting efficiency.