• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.139-143
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• 2022

본 연구에서는 전자기 유도 발전(EMG) 기법 중 RFPM의 설계사양을 설정하고 특성 계산에 필요한 유한요소해석(FEM, 2D)을 통하여 이에 적합한 시험 시제품을 제작하였다. 또한 시험용 프로토타입의 측정, 분석을 하기위하여 전용 검사장치를 설계, 제작하였다. 검사장치로 시험품을 측정하였으며, 그 결과를 분석하여 실제 인체 운동 에너지를 이용하여 웨어러블 IT 기기의 배터리에 충전이 가능한 만큼 출력전력이 생성되어 적용할 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 시험결과, 회전수 780.9rpm, 토크 0.264kgf/cm, 부하전류 73.6~73.9mA의 조건에서 출력 1.679W, 효율 79.31%로 측정되었다. 따라서 초소형 RFPM 진자 발전기의 출력으로 웨어러블 기기에 충전이 가능한 것으로 분석되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제13권3호
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• pp.9-12
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• 2006

전기도금 방법으로 유리기판 위에 제작한 코일과 영구자석을 이용하여 초소형발전기를 제작하였다. 여러 크기의 코일 구조를 설계한 마스크를 제작하고, 이를 이용하여 MEMS 코일을 제작하였다. 그 중 두께가 $7{\mu}m$ 선폭이 $20{\mu}m$ 길이가 1.6 m인 코일을 선택하여 실험하였다. 광학현미경과 SEM을 사용하여 제작된 코일의 구조를 분석하였다. 또한 모터의 회전운동을 진동운동과 유사한 선형운동으로 변환하는 진동발생시스템을 제작하였고, 자석과 코일을 진동발생장치에 설치하고 진동을 발생시키면 교류 전압이 발생한다. 0.5Hz에서 8Hz까지 진동주파수를 변화시켜 특성을 측정하였다. 발생된 전압은 3Hz에서 106mV가 발생하였고, 6Hz에서 198mV가 발생하였다. 본 연구의 목적은 쓸모없이 버려지는 진동에너지를 유용한 전기에너지로 변환하는 초소형발전기 소자를 제작하는 것이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1733-1735
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• 2005

최근의 소형 분산 전원의 보급 필요성의 커짐으로 전력과 열에너지를 동시에 생산, 이용함으로서 종합 에너지 효율이 높고 공해 배출 및 소음 특성이 우수한 초소형 가스터빈 발전 시스템에 대한 수요가 급증하고 있다. 본 논문은 마이크로 가스터빈 시스템과 그 제어장치의 동작 상태를 모니터링 및 제어하기 위한 마이크로 가스터빈 감시 제어장치와 사용자 인터페이스 프로그램을 소개한다. 마이크로 가스 터빈은 초고속(수만$\sim$10만 RPM)으로 회전하여 발전을 하므로 터빈 및 전동기 설계 기술과 더불어 고성능의 제어 시스템을 필요로 한다. 마이크로 가스터빈의 감시 제어 시스템은 터빈, 발전기 및 전력 변환장치를 제어하는 고성능의 DSP 제어장치들과 고속 직렬 통신 방식으로 연결되어 시스템의 제어 및 상태 감시를 위한 최적의 솔루션을 제공함으로서 마이크로 가스터빈의 개발자와 운용자의 보조 역할을 담당한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.473-476
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• 2012

에너지는 인간사회가 필요로 하는 가장 중요한 자원중의 하나로서 에너지개발과 이용의 역사는 인류역사의 한 줄기를 이루고 있습니다. 특히 풍력의 환경 친화적인 에너지 개발의 필요성이 대두되면서 대체에너지에 대한 관심이 지속적으로 높아지고 있습니다. 본 논문에서는 스마트폰을 활용하여 초소형 수직축 풍력발전기에서의 에너지 생산량 및 효율을 기상청 기후변화 시스템의 풍속과 블레이드의 폭과 그 재질에 따른 실시간 에너지 생산 효율을 분석하는 시스템을 제시한다.

• Composites Research
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• 제35권6호
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• pp.371-377
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• 2022

마찰대전 나노발전기(triboelectric nanogenerator, TENG) 장치는 최근 몇 십여년 동안 많은 관심을 불러일으켰다. 주변에서 버려지는 에너지 중 기계적 에너지를 수확하는 기술 중 하나인 TENG 기술은 정전기 유도 및 마찰 대전의 이중 효과로 얻어진다. 특히, 나노 로봇이나 마이크로 전자기계 장치와 같은 초소형 전자 장치의 급속한 발전으로 초박막 장치에 대한 수요가 크게 증가했다. TENG 기술의 급속한 성장과 함께 높은 전기 출력 성능과 저렴한 제조 기술을 갖춘 적절한 마찰대전 재료를 선택하는 것은 지속 가능한 나노발전기 작동에 필수적이다. 최근 이러한 문제를 극복하기 위한 하나의 방법으로 다층박막적층법 (혹은 층상자기조립법, layer-by-layer (LbL)self-assembly technique)이 고려되고 있다. 이 LbL 자기조립 기술은 TENG의 성능 향상 및 응용 분야에서 두께 문제를 성공적으로 극복할 뿐만 아니라 저비용, 친환경 공정을 제시했으며 대규모 생산에 사용할 수 있다. 본 리뷰에서는 TENG 장치를 위한 LbL 기반의 소재 개발에 있어 최근의 연구들을 검토하였으며, 현재까지 검토된 에너지 수확 장치 분야에서의 잠재력을 살펴보았다. LbL 기술을 적용하여 제작한 TENG 장치의 이점에 대해 논의하고, 마지막으로 다양한 초박형 TENG 구현을 위한 본 제작 기술의 방향과 관점을 간략하게 제시하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제14권4호
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• pp.57-61
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• 2007

PCB제작방법으로 제작한 4층 사각코일과 Nd 영구자석을 이용하여 초소형발전기를 제작하였다. 선폭이 $100{\mu}m$로 제작된 4층 사각코일의 크기는 두께가 1.6 mm 면적이 $1{\times}1cm^2$ 와 $2{\times}2cm^2$이다. 진동발생장치를 제작하고 코일위에서 Nd 영구자석을 수평으로 움직여 교류전압을 발생시켰다. 진동수를 0.5 Hz에서 7 Hz까지 변화시키면서 전압 값을 측정하였다. 5.5 Hz의 진동을 발생시켜 $1{\times}1cm^2$의 크기의 코일에서 62 mV의 교류전압이 발생하였고 $2{\times}2cm^2$의 크기의 코일에서 245 mV의 교류전압이 발생하였다. 7 Hz의 진동수에서 $2{\times}2cm^2$의 크기의 코일에서 320 mV의 교류전압이 발생하였고 채배정류회로를 이용할 때는 7 Hz의 진동수에서 400 mV의 직류전압이 발생하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.117-122
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• 2022

본 연구에서 전자기 유도 발전(EMG)은 고정자와 영구자석 회전자로 이루어진 구조로 인체의 팔 운동 에너지를 이용하여 전력 생산이 가능한 방식이다. 그 중 AFPM 기법은 인체의 느린 속도의 팔 운동 에너지에도 민감하게 동작할 수 있는 방법으로 구조가 간단하며 크기는 초소형 설계, 제작이 가능하다. 크기 ø46×11mm, 회전수 7Hz(420rpm)의 조건에서 출력전압 0.4VAC, 출력전류 4.5mA, 출력전력 30mW 로 측정되어 목표사양과 유사하게 해석되었다. 따라서 본 연구에서는 AFPM 기법을 적용한 진자 발전을 연구하여 인체 운동 에너지로 스마트 기기에 전력을 충전하는 데 연구 목적이 있다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1991년도 춘계학술대회논문집; 한국해사기술연구소, 대전; 1 Jun. 1991
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• pp.75-79
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• 1991

고도로 산업화가 진행됨에 따라 회전기계는 더욱 중요시되고 있으며 이의 성능 향상에 부단한 노력이 경주되고 있다. 특히 우주 시대의 개막과 더불어 우주선 및 인공위성에 사용하기 위해 초소형이며 초고속의 고성능회전모타 를 개발하기에 이르렀다. 한 예로서 미국립항공우주국(NASA)의 스페이스셔 틀에 사용되는 주엔진 터보펌프를 들 수 있는데 이 터보펌프는 접시만한 크 기로써 71000마력을 생성해 낸다. 이러한 가공할 만한 에너지 밀도와 유량을 감당해 내려면 종래의 회전기계보다는 훨씬 더 높은 회전속도를 가져야 한 다. 이러한 회전체는 큰 관성부하와 진 동 및 동안정성의 문제등을 내포하고 있다. 고성능 회전기계의 또다른 예로서 초정밀 가공용 공작기계를 들 수 있 다. 선반 혹은 밀링머신으로 초정밀가공을 행하기 위해서는 회전축의 진동이 극히 작아야 한다. 이와 같이 오늘날 갈수록 초고성능 초정밀도를 추구함에 있어서 회전축의 진동을 현장에서 모니터링하고 이 진동데이터를 분석하여 회전축을 제어하는 것이 강력히 요구되어진다. 따라서 in-situ 측정이 중요성 을 띠게 되었는데 이는 제어기술의 바탕이 되는 자료를 현장에서 제공할 수 있기 때문이다. 회전축 진동측정의 대상이 되는 것들은 모타, 발전기, 엔진 및 터빈등을 대표적으로 들 수가 있다. 여기서 소형회전기계의 축표면과 같 이 비교적 곡면을 이루고 있는 부분의 진동변위 측정에 신중한 고려가 요구 되어 진다. 이는 축의 곡면도에 따라 감도가 변화하기 때문이다. 따라서 평 판에 대한 calibration 챠트를 회전기계축진동 변위환상에 이용하면 곡률에 따라서 오차가 생기게 된다. 본 연구에서는 비접촉 축진동측정시 발생되는 오차에 대하여 검토하고자 한다. from the studies, the origin of ${\alpha}$$_1$peak was attributed to the detrapping process form trap with 2.88[eV] deep of injected space charge from the chathode in the crystaline regions. The origin of ${\alpha}$$_2$ peak was regarded as the detrapping process of ions trapped with 0.9[eV] deep originated from impurity-ion remained in the specimen during production process of the material, in the crystalline regions. The origin of ${\beta}$ peak was concluded to be due to the depolarization process of "C=0"dipole with the activation energy of 0.75[eV] in the amorphous regions. The origin of ${\gamma}$ peak was responsible to the process combined with the depolarization of "CH$_3$", chain segment, with the activation energy of carriers from the shallow trap with 0.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권1호
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• pp.93-99
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• 2022

초소형, 웨어러블 기기 기술의 빠른 발전에 따라, 전자기기 구동을 위한 시공간적인 제한이 없는 지속적인 전기 공급을 필요로 한다. 이에 따라, 두 가지 다른 재료의 접촉과 분리로 만들어지는 정전기를 활용하는 마찰대전 나노발전기(Triboelectric nanogenerator, TENG)는 간단한 원리 덕분에, 복잡한 과정 및 설계 없이도 자연에서 버려지는 다양한 형태의 에너지들을 효과적으로 수확하는 수단으로 활용되고 있다. 하지만, TENG의 실생활의 적용을 위해서는 전기적 출력의 증가가 필요하다. 또한, 전기적 출력의 증가뿐만 아니라 전기적 출력의 안정적인 발생은 TENG의 상용화를 위해서 해결해야 될 과제이다. 본 연구에서는 TENG의 출력을 향상시킬 뿐만 아니라, 향상된 출력을 안정적으로 나타낼 수 있는 방법을 제안하였다. 출력의 향상 및 안정성을 위해서 TENG 구성 요소 중 하나인 접촉층을 일렉트렛으로 사용하였다. 활용된 일렉트렛은 Fluorinated ethylene propylene (FEP) 필름에 코로나 차징과 열처리 과정을 순차적으로 진행함으로써 제작되었다. 코로나 차징으로 인해 인위적으로 주입된 전하가 열처리 과정에 의해서 깊은 트랩으로 들어가게 되어 전하의 이탈 현상이 최소화된 일렉트렛을 제작하고 이를 TENG 제작에 활용하였다. 제작된 일렉트렛의 출력 성능은 수직 접촉 분리 모드 TENG의 전압 출력을 측정함으로써 검증되었고, 코로나 차징 과정을 거친 일렉트렛은 어떠한 처리도 되지 않은 FEP 필름에 대비 12배 높은 출력 전압을 나타냈다. 일렉트렛의 시간 및 습도 안정성은 일반 외부 환경 및 극한의 습도 환경에 일렉트렛을 노출시킨 후, TENG의 출력 전압을 측정함으로써 확인되었다. 또한, 박수를 모티브로 한 Clap-TENG에 일렉트렛을 적용하여 LED를 작동시킴으로써 실생활에 적용할 수 있음을 보여주었다.