• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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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.

• Journal of the Korean Solar Energy Society
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• v.25 no.4
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• pp.141-153
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• 2005

PV 태양광 발전은 PV 재료가 고가이므로 일반 전력비용에 비해 상대적으로 비용이 높아진다. 저가형 광학 집광기술과 PV를 통합하게 되면, 비용뿐만 아니라 설치면적 등에서 유리하게 되나, 집광기의 단점이 함께 추가되게 된다. 집광기는 작은 수광각과 송신광선을 갖고 있어 PV 모듈에 필요한 태양광, 광학손실의 손실정도를 최소화하기 위한 신중한 시스템 디자인과 2축형 트레킹 장치가 필요하다. 고정식 비집광 시스템보다 더 많은 에너지를 얻기 위해서는 광학시스템의 손실율을 줄이고, 고효율의 PV 모듈을 이용한 PV셀의 상호연결이 필요하다. 본 논문에서는 우선, 비이미지 프레넬 렌즈 집광기를 사용한 PV 시스템에 대하여 간단하게 설명한 후, 출력전력값을 이론적으로 예측하고 PV 효율과 시스템 성능을 제시하였다. 프레넬 렌즈 선형 집광기 통합 PV 시스템과 비집광 PV 모듈의 출력전력값과 시스템 비용을 비교하면, PV 전력비용을 줄일 수 있는 집광기의 이용이 유용한 것을 알 수 있다. 따라서, 집광형 PV 시스템은 미래의 에너지 이용에 매우 유리한 시스템이라 할 수 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.68-68
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• 2011

본 연구에서는 PV cell이 직달 일사에 노출되는 경우와 집광된 태양광에 조사되는 경우의 성능을 비교하는 한편 집광기의 형태에 따른 열적 성능을 검토하고자 하였다. PV cell은 본질적으로 반도체의 특성을 가지므로 작동온도의 상승에 따라 성능이 저하된다는 사실이 알려져 있으며, 태양조사의 강도 및 밀도 등 특성에 따라서도 성능의 변화를 예상할 수 있다. 그러나 이러한 성능변화에 관련된 인자들과 그 영향의 크기에 대한 정량적인 기술자료가 부족하므로 설치와 이용에 한계가 있는 것이 현실이다. 인공태양 장치(solar simulator)를 이용하여 0.7에서 1.2 sun 범위의 태양 조사 환경에서 결정질 실리콘계 PV cell과 집광형 PV cell의 성능을 검토하였다. 집광에 사용한 PTC는 집광면적의 폭이 500 mm이며, 집광 조사면적이 최소 10 mm인 경우 이론적 최대 집광비가 50이었다. PTC의 축방향으로는 균일한 태양조사가 있게된다는 것을 가정하여 모델의 길이는 간편한 실험을 위해 150에서 500 mm의 범위에서 제작하였다. 수평으로 놓인 PTC의 상부 초점 위치로부터 집광면이 아래 쪽에 위치할수록 집광 조사 면적이 증가하므로 PV cell의 크기에 따라 PTC 초점의 위치로부터 거리를 결정하였다. 한편, PTC 자체의 성능도 촛점거리와 집광면 폭의 비에 따라 달라질 수 있다는 가정 하에, 포물면의 최저 위치로부터 촛점거리는 각각 300, 400 및 500 mm가 되도록 세가지 형태를 제작하여 사용하였다. 동일한 형태의 PTC에서 PV cell의 동일한 설치 위치에서도 최고 $110^{\circ}C$ 범위의 PV cell의 작동 (표면) 온도에 따른 성능의 차이를 관찰하기 위해 셀의 후면을 냉각시키는 경우와 그렇지 않은 경우를 비교하였다. PV cell의 표면 온도 측정을 위해서, 후면의 온도와 같이 광선 차단 효과의 우려가 없는 경우에는 열전대를 설치하였으며, 셀의 전면 온도 측정을 위해서는 비접촉식 적외선 온도계를 사용하였다. 냉각 방법으로는 공기를 이용한 자연대류와 액체를 사용하는 강제대류의 경우를 고려하였으며, 필요에 따라 적절히 설계된 히트싱크를 설치하여 비교 실험을 진행하였다. 강제대류 냉각의 경우는 항온조를 사용하여 순환하는 냉각수의 유량과 공급온도를 변화시킴으로써 PV cell의 작동온도를 조절하고, 이에 따른 발전 성능의 변화를 관찰하였다. 본 연구에서 도출한 실험 및 분석 결과는 PV cell의 설치 환경과 작동온도의 변화에 따라 그 성능 변화를 예측할 수 있는 기술적 자료를 제공함으로써 에너지 이용의 합리화를 도모하는데 기여할 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2003.07a
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• pp.188-189
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• 2003

현재까지 많은 자체집광(Self-focusing)현상대한 많은 실험적인 연구와 이론적인 연구가 있어 왔다. 이 대표적인 광학적 비선형 현상중 하나인 자체집광현상은 물질의 종류나 구조에 따라 여러 가지 형태로 나타난다. 특히, 근래들어 비선형 박막에서 일어나는 자체집광 현사을 근접장(near-field)영역에서 관측한 실험이 있어왔다. 회절한계이하의 빔 크기를 형성시키기 위하여 자체집광현상을 이용하려는 이러한 연구는 광 메모리와 같은 응용분야에 효과적으로 응용되리라 예상된다. (중략)

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2000.08a
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• pp.80-81
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• 2000

Kelly$^{[1]}$ 이후 자체집광(self-focusing) 효과에 대한 많은 연구가 진행되어 왔으며, 이러한 자체집광 현상에 대한 연구들의 목적중 하나는 과연 자체집광 현상에 의하여 집광된 빛의 크기가 궁극적으로 어디까지 줄어들 수 있는가에 대한 답을 찾는 것이다. Feit와 Fleck의 수치해석 결과에 따르면 비근축근사(nonparaxiality)를 고려했을 때 비선형 흡수, 고차 비선형효과, 물질 손상 (material breakdown) 등 특별한 자체집광에 대한 포화 현상이 없이도 자체집광된 빛의 크기가 회절한계를 넘어서지 않고, 자체집광과 자체퍼짐(self- defocusing)이 반복하면서 전파되는 것을 알 수 있다$^{[2]}$ . (중략)

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2003.02a
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• pp.32-33
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• 2003

자체집광(self-focusing)현상은 대표적인 광학적 비선형 현상중 하나로서, 이를 이용하여 비선형성을 측정하는 연구가 이루어져 왔으며, 근래에는 회절한계이하의 빔 크기를 형성시키기 위하여 자체집광현상을 이용하는 연구가 있어왔다. 이러한 현상에 대해 실험적인 연구와 이론적인 연구가 병행되어 이루어져 왔고, 본 연구에서 다루고자 하는 부분인 이론적인 연구는 주로 non-paraxial BPM을 이용한 연구가 있어왔다. (중략)

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.125-125
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• 2017

본 연구에서 원추형 태양열 집광기의 흡수관 표면의 흑색 도색 여부에 따른 효율분석을 수행하였다. 원추형 집광기 시스템은 열 손실 최소화 및 집광비가 우수한 $45^{\circ}$의 원추각을 갖는 원추형 집광기를 설계 및 제작하였다. 원추형 태양열 집광시스템은 열매체 축열을 위한 온도센서가 내장된 축열조와 태양에너지를 집열시키는 원추형 집광기, 유량측정을 위한 유량계, 열매체의 강제순환을 위한 펌프로 구성되어있다. 또한 지속적인 태양추적을 위해 2축 태양 추적 장치를 설치하였다. 흡수관은 원추형 집광기의 중심부에 설비되었으며, 열매체의 순환을 위해 이중 열교환기 구조로 제작되었다. 흡수관의 길이는 열 손실을 최소화하기 위하여 집광기의 높이와 동일하게 설계하였다. 원추형 집광시스템의 작동유체인 물은 펌프에 의해 흡수관과 축열조를 강제순환 하게되고, 용량이 70L인 축열조에 흡수관으로부터 흡수된 태양 복사열이 저장된다. 원추형 집광시스템의 성능실험은 청명한 날 유량 2L/min, 4L/min, 6L/min에 대해 수행되었으며, 집열효율을 계산하여 비교 및 분석하였다. 흑색으로 도색된 흡수기를 부착한 원추형 집광시스템의 집열효율은 82.25%로 나타났으며, 무 도색 흡수관을 갖는 원추형 집광시스템은 73.26%의 집열효율을 나타내었다. 따라서 본 연구를 통해 흡수관 표면의 흑색 도색이 원추형 집광시스템의 집열효율에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.4 no.4
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• pp.428-433
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• 1993

The second harmonic of Q-switched Nd:YAG laser beam with gaussian mode is cut off by pinhole of a certain radius and its central portion passed through pinhole is focused by converging lens. It is confirmed that the shape of this beam in focal region is central symmetric but non-gaussian. Change of transmittance due to self-focusing is investigated by scanning (z-scan) $CS_2$ of 1 mm thickness in the focal region. It is found that the observed results can be consistently explained by Fresnel theory within 1.5% accuracy and efficiency of self-focusing depends on spatial shape of incident beam.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2008.10a
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• pp.118-120
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• 2008

고집속에 따른 태양전지 온도상승에 의한 태양전지 효율 저하를 방지하고,경제적인 저집속형(<5X) 집광형 태양광 모듈 개발을 위하여 본 연구에서는 알루미늄 반사판을 이용한 저집속 (< 5X)집광형 태양광 모듈을 설계 및 제작하여 성능 평가를 실시하였다. 2.25X의 집속비와, 태양광 집속에 의한 태양전지 모듈의 온도 상승을 공기순환을 통한 냉각이 가능하도록 설계/제작된 집광형 태양광 모듈로 부터 1.97배의 출력 증가를 확인하였다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2002.07a
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• pp.122-123
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• 2002

능동적으로 안정화시킨 반도체 레이저의 빛살되먹임을 이용한 근접장 광학현미경(Near-field Scanning Optical Microscope)을 이용하여 칼코게나이드계 유리인 a-As$_2$S$_3$에서 광조사에 따른 자체집광 현상과 구조변화를 관찰하였다. 여러 비선형 광학현상 중 광 커르 효과(Optical Kerr effect)에 기인하는 자체집광(Self-focusing)은 광범위하게 연구되어 왔다. (중략)