• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제2권1호
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• pp.49-54
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• 2016

현재 대부분의 도서지역에서는 태양광발전을 효율적으로 운용하기 위하여 대용량 연축전지가 많이 사용되고 있지만, 풍력발전의 도입, 축전지 교체로 인하여 리튬이온전지의 도입이 증가하고 있다. 따라서 본 논문에서는 기존에 많이 보급되어 사용되고 있는 연축전지와 리튬이온전지의 장점을 최대한 활용하기 위하여, 연축전지와 리튬이온전지용 하이브리드 ESS의 최적 운용평가를 할 수 있는 알고리즘을 제시하였다. 상기의 알고리즘을 이용하여 시뮬레이션을 수행한 결과, 각 전지의 도입비용과 운용비용이 최소화 되는 운용조건에서 최적구성비를 산출하였다. 이에 따라 본 논문에서 제안한 하이브리드 ESS의 최적구성 알고리즘에 대한 유용성을 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제35권5호
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• pp.381-385
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• 2011

본 연구에서는 최대 발전량이 500kW인 서해 도서의 풍력-디젤 하이브리드 발전시스템에 대한 경제성 분석을 수행하였다. 이를 위해 해당 도서에 대한 연간 전력 부하 변동치와 바람 데이터를 수집하고 분석하였으며, 풍력을 포함하여 신재생 에너지에 대한 하이브리드 최적화 모델로 미국의 NREL에서 개발한 Homer 프로그램을 이용하였다. 풍력-디젤 하이브리드 발전시스템의 경제성을 판단하기 위해 풍속과 경유 가격을 변수로 하는 민감도 해석도 수행하였다. 그 결과, 현재의 조건에서는 경제성이 낮았으나, 풍속이 초속 3미터가 넘거나 경유 가격이 리터당 2.4달러를 초과할 경우 대상지역에도 풍력-디젤 하이브리드 발전시스템이 경제성을 갖는 것으로 평가되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.4260-4266
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• 2015

본 연구는 외기의 변화에 대해 쾌적성을 유지함과 동시에 열원 및 공조설비의 총 전력소비량을 최소화할 수 있는 최적 제어방법에 대한 시뮬레이션 연구를 수행하였다. 최적제어방법은 외기 건구 및 습구온도 등의 환경변수가 변할 경우 냉각수온도, 급기온도, 냉수온도 등의 제어변수 최적 설정값들이 결정되도록 함으로써 환경 변화에 따라 최대 및 부분부하운전을 적절히 수행하도록 한 것이다. TRNSYS 프로그램을 이용하여 시스템을 모델링하였으며, 본 연구에서 제시한 최적제어방법과 고정 설정값으로 운전한 기존의 방식의 제어성능을 비교 분석하였다. 연구결과로는 본 연구에서 제시한 최적제어방법이 기존 운전방식에 비해 에너지 절감 성능이 양호함을 알 수 있었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.985-991
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• 2018

본 논문에서는 LLC 공진형 하프브릿지 컨버터의 내부손실이 반영된 등가회로를 제안하고, 손실 요소가 포함된 정상상태 특성식을 유도하였다. 그 결과를 이용하여 입출력 전압이득과 입력 임피던스의 주파수 특성을 무손실 모델과 비교하였다. 제안한 모델과 유도식을 검증하기 위해서 최대 전력이 1kW급인 LLC 공진형 하프브릿지 컨버터의 전원장치의 주요 소자를 동일한 조건에서 선정하여 전압이득과 입력 임피던스와 같은 정상상태 특성을 비교하였다. 특히 두 가지 모델에 대한 정상상태 오차를 보다 면밀하게 비교하기 위해서 실제 회로 설계 단계에서 가장 중요하게 고려되는 부하 전류에 대한 스위칭 주파수의 변화를 관찰 하였다. 그 결과 본 논문에서 제안한 모델과 해석 결과로부터 동작 주파수의 오차가 상당 부분 개선되었다는 것을 확인 하였다.

• 전자공학회논문지D
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• 제36D권3호
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• pp.1-11
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• 1999

자기공명영상 시스템의 신호 대 잡음 비(SNR, Signal-to-Noise Ratio)를 향상시키기 위해서 quadrature RF 코일을 사용하는 것은 최근의 일반적인 방법이다. 그렇지만 이 때 SNR의 향상을 가져오기 위해서는 완벽한 3dB 커플링과 90°위상차를 가지는 잘 설계된 quadrature coupler가 필수적이다. 또한 RF 여기 주기와 검파 주기 동안 각 포트의 임피던스 정합 조건이 잘 만족되어야 한다. 본 논문에서는 분석과 시뮬레이션 및 제작을 통해 임피던스 부정합 조건(특히,환자)의 영향을 살펴보았고 이의 영향을 최소화하고 시스템의 신뢰성을 향상시키기 위한 회로 기술로 동적 로딩(dynamic loading)을 처음으로 quadrature coupler 와 송수신 스위치 모듈에 적용하는 것을 제안했다. 또한 quadrature coupler와 송수신 스위치 모듈을 마이크로 스트립을 이용해 설계하고 제작 하였다. 결과적으로 자기공명영상 시스템의 SNR은 수신 동적 부하가 없고 불연속 소자로 된 종전 모듈을 사용했을 때보다 시스템의 SNR이 3dB 높아졌다. 또한 이 모듈은 자기공명영상 시스템이의 최대 5kw의 고출력 RF 신호의 처리가 가능하다. 전력 손실과 크기를 고려할 때, 고유전율을 가진 R/Tduroid 6010 기판을 사용하였으며, 시뮬레이션은 Compact Software을 사용 했다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.695-701
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• 2018

엔진에서 배기폐열을 회수하여 엔진의 열효율을 향상시키고자 하는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 모터사이클용 엔진의 배기 폐열 회수용 열전발전 시스템의 성능 해석을 수행하였다. Gamma Tech.의 GT-SUITE 소프트웨어를 사용하여 엔진모사 모델과 열전발전 시스템 모델을 구성하였다. 첫째, 엔진 속도 1000~7000 rpm, 엔진 부하 0~100% 조건에서 엔진의 출력, 연비 등 성능 특성과 배기가스량, 배기가스 온도 등 배기가스 특성을 파악하였다. 연료의 화학에너지 대비 배기가스로 배출되는 에너지의 비율은 엔진 속도 및 부하에 따라 40~60% 수준으로 확인되었다. 둘째, 배기폐열회수용 열전발전 시스템 모델을 구성하였다. 엔진 모델과 열전발전 시스템 모델을 통합 해석하여, 열전소자에서 발생하는 전압, 전류, 회수 전력 특성 등을 분석하였다. 열전소자의 발전 특성은 시스템을 통과하는 배기가스의 온도 분포에 지배적인 영향을 받았다. 현재 구성된 배기폐열회수용 열전발전 시스템의 열전발전량은 배기폐열 에너지 중 최대 2.2% 수준을 회수할 수 있음을 확인하였다. 향후 연구에서는 열전발전 시스템의 설계에 따른 열전발전량 특성을 파악하고, 열전발전 시스템 설계 최적화를 수행할 예정이다.

• 환경영향평가
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• 제23권5호
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• pp.353-363
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• 2014

본 연구의 목적은 가공송전선 인접 258개 시설과 120개의 고압 가공송전선, 17개의 지중화 송전선에서 자기장 방출량을 조사하였다. 또한 시뮬레이션을 이용하여 이격거리에 따른 ELF-MF 저감률을 파악하였다. 120개 고압 가공송전선의 전압 형태에 따라 자기장 방출량 조사한 결과, 154kV 고압송전선은 최소 60m, 345kV는 최소 80m, 765kV는 최소 100m 이격거리를 설정해야 고압송전선에서 발생하는 자기장 노출의 위해요인을 사전에 예방할 수 있을 것으로 나타났다. 극저주파 자기장의 방출량 시뮬레이션을 실시한 결과, 154kV의 경우 최대 부하가 걸린 시점에서 40m 이상, 345kV의 경우 60m 이격된 거리에서 4mG 이하로 나타났다. 환경영향평가학적 측면을 감안한 최악의 조건과 앞으로 증가될 전력 부하량을 감안하여 본 연구에서는 고압송전선로 최소 적정 이격거리는 70m 이상이 타당할 것이라 판단된다. 70m 내에 녹지대나 완충구역을 설정하여 수용체가 노출되지 않는 환경을 조성해야 차후 발생할 수 있는 극저주파 자기장 인체 위해성 관련 불안 요인을 제거할 수 있을 것으로 사료된다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권4호
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• pp.311-321
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• 2019

정부의 재생e 3020 이행계획 및 제 8차 전력수급 기본계획과 함께 국내 분산 전원 연계 사업이 활발하게 진행되고 있다. 특히 2016년 10월 시행된 1 MW이하의 분산 전원 접속 보장 제도의 시행 이후, 배전 계통의 분산 전원 연계 신청이 급증함에 따라 송배전 설비부족으로 분산 전원 접속 지연이 일어나는 문제와, 이로 인해 국내 분산 전원의 70 %가 연계되어 있는 배전 계통의 신증설 투자비가 증가하는 문제가 이슈로 부각되고 있다. 현재 배전 계통의 분산 전원 수용력(hosting capacity) 확보 방법은 물리적인 배전 설비 추가 확충 이외에는 대안이 없는 것이 현실인데, 이러한 방식은 아래와 같은 어려움이 따른다. 첫째, 분산 전원의 대다수를 차지하는 태양광은 일조량이 풍부하고 지가가 저렴한 야외, 산악지역에 보급되므로 배전선로 경과지 확보가 점점 어려워지고 있다. 이로 인해 지중 구간이 증가하여 공사비가 증가하며, 태양광 야외 지역 위치로 공사 거리, 기간이 증가하게 된다. 둘째, 지자체의 공사 인허가 비협조 사례가 증가하여 이로 인해 공사가 지연되어 민원이 야기된다. 셋째, 배전선로 공사 자체에 1년 이상의 공사기간이 소요되므로 분산 전원을 적기에 접속시킬 수가 없으며, 넷째, 접속 신청은 지속 증가하므로 이에 따라 배전 설비 확충 비용 또한 지속 증가 할 수 밖에 없다. 이렇게 물리적 설비확충으로 발생하는 문제에 대응하여 접속 대기를 최소화하면서도 공사(투자비)를 최소화 할 수 있는 방안은 설비이용률을 극대화하는 것이며, 본 연구는 이러한 고민에서 시작되었다. 그러므로 본 논문에서는 현재 배전 계통의 분산 전원 연계 현황, 태양광 최대 출력 실적, 최소 부하, 선로 특성의 분석을 통해 배전선로의 분산 전원 상시연계용량 기준을 상향하기 위한 타당성을 검토하였으며, 배전선로의 분산 전원 상시연계용량 기준을 위한 상향(안)을 제시하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.859-866
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• 2020

본 논문에서는 2.9 V ~ 5.6V의 넓은 입력 전압 범위를 가지는 웨어러블 AMOLED용 2-채널 DC-DC 변환기를 설계한다. 양전압 V_POS는 과도한 입력전압이 인가된다 하더라도 정상 출력 전압을 생성되는 OPC를 내장하고, 경부하 효율을 제고하기 위한 SPWM-PWM 듀얼모드 및 파워 트랜지스터 3-분할을 적용한 부스트 변환기로 설계한다. 음전압 V_NEG는 전력 효율을 높이기 위해 0.5x 인버팅 차지펌프를 이용해 설계한다. 제안된 DC-DC 변환기는 0.18-㎛ BCDMOS 공정으로 설계하였다. DC-DC 변환기는 2.9V~5.6V의 입력 전압에 대해 4.6V의V_POS와 -0.6V~-2.3V의 V_NEG 전압을 생성한다. 또한 1mA~70mA 부하전류에서 49%~92%의 전력효율과 최대 20mV의 출력 리플을 가졌다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.569-575
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• 2020

최근, 화석연료 고갈과 온실 가스 배출에 대한 우려가 높아지면서 신·재생 에너지 기술에 대한 연구가 주목을 받고 있다. 휴대용 전자기기 및 웨어러블 디바이스의 수요가 증가하고 IT기기들이 소형화되면서 배터리의 크기, 사용시간 등의 한계를 극복하기 위한 기술로 에너지 하베스팅이 있다. 본 논문에서는 열전소자의 V-I 특성곡선과 내부저항을 분석하고, 기존의 MPPT제어방식을 비교하였다. P&O제어방식은 열전소자의 전압, 전류를 측정하기 위한 센서 2개를 사용해야하기 때문에 경제적으로 비효율적이다. 따라서 본 논문에서는 출력전압 조절을 위한 센서1개만을 이용하여 MPP를 추적하는 새로운 MPPT제어방식을 제안한다. 제안하는 MPPT제어방식은 duty ratio와 부하의 출력전압의 관계를 이용하였으며, DC-DC Converter의 출력전압을 주기적으로 샘플링하여 duty ratio를 증가 또는 감소시켜 최적의 duty ratio를 찾아 MPP를 유지하도록 제어된다. DC-DC Converter는 Two-Switch 토폴로지인 Cascaded boost-Buck Converter를 이용하여 회로도를 설계하였다. 제안된 MPPT 제어방식은 PSIM 시뮬레이션을 이용한 모의실험을 통하여 검증하였고, 그 결과 열전소자의 V-I 특성곡선으로부터 얻어지는 MPP에서 전압×전류 및 전력값(V=4.2V, I=2.5A, P=10.5W)과 일치함을 확인하였다.