• 한국항공우주학회지
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• 제38권5호
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• pp.507-517
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• 2010

대한항공 기술연구원은 한국과학기술원 인공위성연구센터의 과학기술위성 2호 태양전지 배열기 비행모델을 순수 국내기술로 개발하고, 그 성능을 발사환경시험, 궤도환경시험 그리고 모사 태양광 조사 시험을 통해 검증하였다. 개발된 태양전지 배열기가 탑재된 과학기술위성 2호는 국내 최초의 소형위성 발사체인 KSLV-I에 탑재되어 2010년 5월 나로우주센터에서 발사될 예정이며, 발사 후 위성 운용 데이터를 통해 저궤도에서의 개발된 국산 태양전지 배열기의 우주 인증을 수행할 예정이다. 본 연구에서는 과학기술위성 2호 태양전지 배열기의 전력 성능에 영향을 미치는 요소들을 태양전지 등가모델에 적용하여 태양전지 배열기의 전력 특성을 나타내는 전류-전압 곡선을 도출하고, 이를 모사 태양광 조사를 통한 성능 시험 결과와 비교함으로써 태양전지 등가 모델 및 전력 성능 시뮬레이션의 적합성을 검증하였다. 본 논문의 태양전지 배열기 등가 모델 및 전력 성능 시뮬레이션은 과학기술위성 2호의 관제 운용에 있어, 전 임무기간 동안 생성 전력용량에 따른 최적의 부하운용에 사용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.307-307
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• 2010

광포획 기술을 통하여 빛의 흡수 증가시키는 것은 고효율 비정질 실리콘 박막 태양전지 제작에 있어 매우 중요하다. 비정질 실리콘 박막 태양전지에서 일반적으로 사용되는 광포획 기술은 전면 투명전극 및 후면 반사막 표면에 패턴을 형성하는 것이며, 이때의 패턴은 불규칙하게 형성된다. 이러한 불규칙한 패턴 대신 주기적인 패턴을 형성하면 보다 효과적인 광포획 효과를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 주기적인 패턴 형성된 유리 기판 위에 비정질 실리콘 박막 태양전지를 제작하여 태양전지의 광학적 특성 및 변환효율 변화를 살펴보았다. 먼저, 패턴이 형성된 유리 기판에 대한 광추적 전산모사를 통하여 광학적 특성 변화를 살펴보았으며, 실험을 통하여 태양전지를 제작하고 광학적 특성 및 변환효율을 측정하였다. 광추적 전산모사 결과와 실험을 통하여 얻은 결과를 비교 분석하여 유리 기판의 반사방지 및 광포획 효과를 알아보았으며, 박막형 비정질 실리콘 태양전지의 변환 효율에 대한 긍정적인 영향을 확인 할 수 있었다. 박막형 비정질 실리콘 태양전지 제작에는 PECVD가 사용되었으며, 태양전지의 광학적 특성 및 변환효율 측정에는 UV-VIS 분광기, 적분구, solar simulator 등이 사용되었다.

• 태양에너지
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• 제17권4호
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• pp.23-33
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• 1997

본 연구에서는 Rankine 사이클을 이용한 해양 온도차 발전 시스템을 컴퓨터로 모사했고 작동유체를 변화시켜 가면서 그 성능을 비교하였다. 증발기와 응축기는 UA(총괄열전달계수$\times$전열면적)와 LMTD(대수평균온도차) 방법으로 모사하였으며 터빈과 펌프는 등엔트로피 효율로 모사하였다. 작동유체로는 R22, R290, R1270, R134a, R125, R143a, R32, R410A 그리고 암모니아 등을 사용하였다. 모사 결과 OTEC 발전 시스템의 효율은 작동유체에 상관없이 거의 일정한 것으로 드러났다. 한편 증발기 출구에서의 과열도와 응축기 출구에서의 과냉도는 시스템의 성능에 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났지만 터빈의 효율과 열교환기의 크기는 시스템 성능에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 마지막으로 따뜻한 표층수와 차가운 심해수 사이의 온도차가 $20^{\circ}C$이상일 때 실제로 전기를 생산할 수 있다는 사실을 확인했다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.186-189
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• 2008

Solar simulator를 이용한 메탄의 수증기 개질은 집광된 태양에너지를 이용하기 위한 목적으로 수행되었다. 본 연구에서는 이와 같은 태양열에너지의 화학적 축열을 실시하기 위해 Solar Simulator를 이용한 메탄의 수증기 개질을 연구하였다. 태양열 모사 램프로 1.2kW급 Xenon-arc lamp를 사용하였다. 반응기는 앞면의 Quartz Window와 촉매지지층으로 구성되어 있다. 램프의 빛은 Quartz Window를 통하여 촉매층에 직접적으로 방사되고, 방사된 빛으로 촉매지지층에서 흡열반응이 일어난다.메탄의 수증기개질 반응은 고온에서 일어나기 때문에 촉매지지체를 열에 강한 SiC로 만들어진 Ceramic foam을 사용하였다. 이 촉매지지체에 촉매를 Wash-coat하여 사용하였으며, 담지된 촉매는 Ni을 활성성분으로 하는 ICI 46-6을 사용하였다. 반응기는 318 SUS 재질로 제작되었으며, 반응기 외부는 Insulation을 하여 열손실을 감소시켰다. 실험은 온도와 공간속도에 따른 Solar Steam reforming의 반응특성을 분석하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.259-261
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• 2009

Solar simulator를 이용한 프로판의 수증기 개질은 집광된 태양에너지를 이용하기 위한 목적으로 수행되었다. 본 연구에서는 이와 같은 태양열에너지의 화학적 축열을 실시하기 위해 Solar Simulator를 이용한 메탄의 수증기 개질을 연구하였다. 태양열 모사 램프로 1.24kW급 Xenon-arc lamp를 사용하였다. 반응기는 앞면의 Quartz window와 Absorber로 구성되어 있다. 램프의 빛은 Quartz window를 통하여 촉매층에 직접적으로 방사된다. 프로판의 수증기개질 반응은 고온에서 일어나기 때문에 열에 강한 SiC로 만들어진 Ceramic foam을 Absorber로 사용하였다. 촉매는 Absorber에 Wash-coat하여 사용하였으며, 담지된 촉매는 Ni을 활성성분으로 하는 ICI 46-6와 귀금속 촉매인 Ru/$Al_2O_3$를 사용하였다. 반응기는 SUS 재질로 제작되었으며, 반응기 외부는 Insulation을 하여 열손실을 감소시켰다. Propane과 Steam의 비율은 S/C ratio를 3으로 하여 실험하였다. 실험은 온도와 촉매에 따른 Solar Steam reforming의 반응특성을 분석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.210-210
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• 2012

Ge 기판을 이용한 GaInP/GaAs/Ge 삼중접합 태양전지는 43.5%의 높은 광전효율을 기록하고 있으며, 이를 지상용 태양광 발전시스템에 이용하려는 연구가 진행 중이다[1]. 그러나, 이러한 다중접합 태양전지는 셀 제작 비용에 있어 Ge기판의 가격이 차지하는 비중이 높고 대면적 기판을 이용하기 힘든 단점이 있다. 한편, 무게, 기계적 강도와 열전도도 측면에서 Si 기판은 Ge 기판에 비해 장점이 있다. 아울러, 상대적으로 낮은 가격의 대면적 기판을 사용할 수 있기 때문에 Si 기판으로 Ge 기판을 대체할 경우 다중접합 태양전지의 높은 제작 비용을 낮추는 효과도 기대할 수 있다. Si 기판의 장점을 취하며 고효율 태양전지를 제작하기 위해, 이번 실험에서 우리는 Ge 에피층이 성장된 Si 기판 위에 GaAs 태양전지를 제작하였다. GaAs, GaInP와 비슷한 격자상수를 갖고 있는 Ge과 달리, Si은 이들 물질(GaAs, GaInP)과 4%의 격자상수 차이를 갖고 있으며 이로 인해 성장과정에서 관통전위가 발생하게 된다. 이러한 관통전위는 소자의 개방전압을 감소시키는 원인으로 작용한다. 실제로 Si 기판 위에 제작된 GaAs/Ge 이중접합 태양전지에서 관통전위 밀도에 따른 개방전압 감소를 확인할 수 있었다. 관통전위로 인한 영향 이외에, Si 기판위에 제작된 태양전지에서는Ge 기판 위에 제작된 태양전지에 비하여 낮은 fill factor가 관찰되었다. 이것은 Si 기판 위에 제작된 GaAs/Ge 이중접합 태양전지가 높은 직렬저항을 가지고 있기 때문이다. 따라서 이번 실험에서는 Si 기판 위에 제작한 GeAs/Ge 이중접합 태양전지의 직렬저항의 원인을 전산모사와 실험을 통하여 규명하였다. TCAD (APSYS-2010)를 이용한 전산모사 결과, Si 기판의 낮은 불순물 농도 ($1{\times}10^{15}/cm^3$)에 따른 직렬저항의 원인으로 파악되었으며, 전류-전압 특성을 측정하여 실험적으로 이를 확인하였다. 이러한 직렬저항 성분을 줄이기 위하여 Si 기판의 p형 불순물 농도가 전류 전압 특성 곡선에 미치는 영향을 전산모사를 통하여 알아보았으며, Si 기판의 불순물 농도가 $1{\times}10^{17}/cm^3$ 이상으로 증가할 경우, 직렬저항 성분이 크게 감소 하는 것을 전산모사 결과로 예상할 수 있었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.134-135
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• 2017

태양광 패널 등가모델을 결합한 태양광 발전 패널 모의 장치(SAS)는 정확도 면에서 많은 장점이 있다. 특히 SAS에서 사용되는 등가회로 모델은 주변 환경에 맞게 빠르게 변하는 I-V 출력특성을 추출하며, 추출시간이 짧다. 이러한 방법을 이용하려면 제어기를 주목해야하는데, 보통 전압 또는 전류 제어기 하나만 사용한다. 하지만 Fill factor가 높은 패널인 경우, 전압 또는 전류제어기 하나만 사용하여서는 제어가 잘 되지 않기 때문에 본 논문에서는 전압과 전류제어기 모두 사용하되, 필요에 따라 스위칭 하여 사용하는 하이브리드 제어기법을 제안한다. 이러한 기법을 통하여 모두 제어가 가능한 기법을 제안한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.179-182
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• 2007

현재 예비설계가 진행 중인 새로운 다목적실용위성은 자세 및 궤도조정을 위해 4.45 N의 단일추진제 추력기를 장착할 예정이다. 본 논문에서는 추력기 작동시 분출되는 플룸이 위성에 미치는 영향을 살펴보기 위해 직접모사법(Direct Simulation Monte-Carlo Method)을 이용해 3차원 위성체 기저부 형상에 대해 수치해석을 수행하였고, 이를 통해 플룸의 온도 및 밀도 분포와 태양 전지판으로의 복사열전달 양을 예측하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.544-547
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• 2011

한국항공우주연구원에서 개발 중인 중형 전기추진 무인기의 추진시스템에 대하여 하드웨어 통합 패시브 전력제어 시뮬레이션을 수행하였다. 이 추진시스템은 태양전지, 연료전지 및 배터리를 통합하여 전력원으로 사용하는 하이브리드 시스템이다. 연료전지는 I-V 커브를 모사하는 모사기를 제작하여 사용하였으며, 나머지 구성품들은 실제 탑재품들을 사용하였다. 시험 결과 각 전력원들은 요구전력 변화에 대해서 고유의 특성을 보이면서 원활히 동작되며, 안정적으로 운전됨을 확인하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2100-2105
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• 2008

A numerical analysis was conducted to predict the heat transfer characteristics of a high-temperature, high heat flux solar receiver as the end-wall angle varied. The concentration ratio of the solar receiver ranges from 200 to 1000 and the concentrated heat is required to be transported to a certain distance for specific applications. This study deals with a solar receiver incorporating high-temperature sodium heat pipe as well as a typical one that employs a molten-salt circulation loop with the same outer dimensions. The isothermal characteristics in the receiver section is of major concern. The diameter of the solar thermal receiver was 120 mm and the length was 400 mm. FLUENT, a commercial software, was employed to deal with the radiative heat transfer inside the receiver cavity and the convection heat transfer along the channels and heat pipes. The numerical results were compared and analyzed from the view point of heat transfer characteristics the solar receiver system.