본 논문에서는 가시광 통신(visible light communication: VLC) 상향 전송에서 전송거리 확대를 위한 전송방식을 제안하였다. 이를 위해 집광된 infrared(IR)-light emitting diode(LED)의 출력을 이용하여 조명에 위치한 광수신부에 전송하였다. 이러한 집광을 하는 경우 지향성이 너무 커서 IR-LED를 조명부 수신모듈에 정확히 향하지 않는다면 전송이 어렵게 되는 문제점이 있는데, 이를 해결하기 위해 여러 개의 IR-LED를 조금씩 다른 방향을 향하도록 배치하고, 수신부와 통신을 통해 이 중 최고의 전송성능을 보이는 IR-LED를 선택하는 방법을 제안하였다. 통신 성능을 주기적으로 감시하고, 성능이 저하되면 LED 재검색 과정을 통해 새롭게 최상의 성능을 보이는 LED로 통신을 교체하도록 한다.
본 연구에서는 NDIR(non dispersive infrared absorption) 가스센서의 소형화와 저가화를 목표로 2개의 오목 거울을 이용한 새로운 광 공동(optical cavity) 구조를 제안하고, 구조에 따른 광 출력 특성을 시뮬레이션하였다. Optical cavity는 광 경로증가 및 광 집속 구조로 설계하고, 각각의 출력단에서 검출되는 광 출력을 시뮬레이션한 결과 광 집속 구조의 팡 출력이 더 효율적임을 확인하였다. 집광구조에서의 광 출력을 최대로 하기 위해 광의 초점을 찾아보았다. 집광 구조를 사용하지 않는 단순 평행 광이 조사되는 경우, 적외선 센서부에 입사되는 광 출력은 최대 0.024W이다. 그러나 집광구조에서는 optical cavity의 광축에서 센서의 위치를 $15\sim20mm$까지 변화시켜 시뮬레이션한 결과 거리 18.83mm 일 때 조사되는 광 출력이 약 0.153W로 약 7배 증가됨을 확인하였다.
본 논문에서는 자연채광 시스템 LFLP(Linear Fresnel Light Pipe)와 DBLP(Double Blind Light Pipe)시스템을 비교하였다. LFLP시스템은 평행한 빛을 선형프레넬렌즈를 이용하여 선형 형태로 빛으로 집광하여 자연채광에 이용하는 시스템이며, DBLP시스템은 베네시안 형태의 블라인드를 이용하여 빛을 반사시켜 자연채광에 이용하는 시스템이다. DBLP시스템은 LFLP시스템을 개선한 것으로 시스템 앞쪽에 위치한 블라인드는 태양의 고도에 따른 빛을, 뒤쪽에 위치한 블라인드는 태양의 방위각에 따른 빛을 변광부로 반사시키도록 설계 되었다. DBLP시스템의 변광부는 콘모양으로 이루어 져 있으며 블라인드에 의해 반사된 빛을 산광부로 보내주는 역할을 하며, 산광부로 들어온 빛은 실내조명에 사용된다. 따라서 맑은날(clear sky)을 기준으로 두 시스템의 효율을 비교하면 DBLP시스템이 LFLP시스템보다 세배 높게 나오는 것으로 나타났다.
A daylighting system includes three parts; light collector, light transformer and light distributor. A DBLP(Double blind light pipe) daylighting system consists of a double blind light collector, a mirror duct type light transformer and a prism film light pipe distributor. The double blinds for a light collection are used to track the sun's altitude and azimuth movements throughout the day. Behind both sets of blinds is the light transformer, which is based on a rectangular cone shaped light duct. The light transformer was designed to efficiently deliver the light into the light pipe within a 30 degree radial spread for the efficient light into the distributor. In this study, DBLP system efficiency was simulated, evaluated and optimized by Tracepro as a popular ray trace light design simulation program. The results indicated that DBLP system efficiency evaluated a maximum 22.4% in case of Spring/Fall season solar noon time. While the overall average system efficiency in the morning and afternoon is evaluated about 10%.
This experimental study represents the results of an analysis on the characteristics of flux density distribution in the focal region of solar concentrator. The characteristics of flux density distributions are investigated to optimally design and position a cavity receiver. This was deemed very useful to find and correct various errors associated with a dish concentrator. We estimated the flux density distribution on the target placed along with focal lengths from the dish vertex to experimentally determine the focal length. It is observed that the actual focal point exists when the focal length is 2.17m. The total integrated power and percent power was 2467W and $85.8\%$, respectively, in the case of small dish, and also 2095W and $79\%$, respectively, in the case of KIERDISH II. As a result of the percent power within radius, approximately $90\%$ of the incident radiation is intercepted by about 0.06 m radius. The minimum radius of receiver in KIERDISH II is found to be 0.15m and approximately $90\%$ of the incident radiation is intercepted by receiver aperture.
A DBLP(Double blind light pipe) daylight system can be installed at a building exterior wall or roof to replace artificial light during the day time. This system was consisted of a double blind light collector, a mirror duct type light transformer and a prism light pipe distributor. The double blinds were used to track the sun's altitude and azimuth movements to collect the sunlight throughout the day. The sunlight collected by the light collector was reflected on the first mirror and the second mirror and sent to the light pipe through the light transformer. The transformer was designed to deliver the sunlight into the light pipe efficiently. The light distributor plays a role in diffusing the sunlight coming in through the light collector to be used for indoor lighting. In this paper, a DBLP system has been designed, installed and tested at a KIER daylighting twin test cell. The DBLP daylighting system was applied to the experimental test cell which has an indoor area of 2.0 m wide ${\times}$ 2.4 m height ${\times}$ 3.8 m length. The experiment was conducted from January 30 to February 27, 2012, under clear skies and partially cloudy skies. Data was collected from 10:00 am to 16:00 pm every 2 minute and the average was calculated for every 30 minute of the data collection to obtain the system efficiency. The results indicated that the DBLP system efficiency was evaluated as 11.67%. The DBLP system indoor illumination energy reduction was predicted as 0.822 kWh/day. This could replace 4 sets of a 32W fluorescent lamp operating 6.4 hours per a day.
본 논문에서는 LED의 고출력화가 이루어지면서 많이 사용되고 있는 LED MR 타입과 PAR 타입의 램프 배광을 설계하였다. 1W와 5W급의 High power LED를 적용하였고, 1개의 LED가 사용된 빔각 30도의 MR16 램프부터 9개의 LED가 사용된 빔각 60도의 PAR30 램프까지 총 6가지 배광을 구현하고 최대광도로 각각의 성능을 평가하였다. 빔 각을 구현하고 집광시키기 위하여 LED dome 측면부에 소형의 반사판을 설계하였다.
CPV system in the desert areas or areas near the equator, as is suitable for high-temperature region. As compared to silicon solar cells, CPV system have a high proportion of a BOS (balance of system). Solar cells because of its low proportion when designing a module technology is applied in a variety of ways. Applied to the CPV system is classified into two kinds of optical technology. One of those using fresnel lens uses refraction of light energy. The other is a mirror reflection of the structure using sprays. Both of these two ways to condense the sun to collect solar cell is a form of light. And goals by using a small solar cell materials is to produce more energy. This research proposes rational design approach to calculate proper system capacity in consideration of the aforementioned factors in CPV system.
경 X선 형광분석 기법에 사용되는 X선 튜브는 X선의 휘도가 낮아 분석의 정밀도가 떨어지고 분석 시간 또한 오래 걸린다. 모세관 집광소자를 이용하면 X선 휘도의 이득(gain)을 최소 10 이상 얻을 수가 있다. 모세관 광학소자는 8.4keV의 텅스텐 특성방사선을 효율적으로 집광할 수 있도록 설계되었다. 파이렉스 유리로 된 모세관 모재를 풀러(puller)를 이용하여 45 g의 추에 $650^{\circ}$의 온도를 가하여 모세관 광학소자를 제작하였다. 모세관 광학소자의 제작은 총 460분이 소요되었으며 제작된 모세관 광학소자의 길이는 87 mm, X선 입사부의 직경은 300 ${\mu}m$, 출구부의 직경은 192 ${\mu}m$로 제작되었다. 제작된 모세관 광학소자를 경 X선 형광분석에 적용하면 황(S)과 같은 경원소 검출의 정밀도를 높일 수 있을 것이다.
본 논문에서는 태양광을 이용한 조명시스템이 설계되었다. 개발되고 있는 시스템은 태양추적을 위한 제어부와 Cds센서 모듈 그리고 태양광 전송부로 이루어져있다. $\pm$2$^{\circ}$의 허용오차 범위내에서 집광판이 태양에 수직으로 추적하기 위하여 Cds센서를 이용한 on-line 알고리즘이 설계되었다. 재발되고 있는 시스템의 효율성을 입증하기 위하여 몇가지의 야외 실험이 진행 중에 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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