• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.38 no.5
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• pp.507-517
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• 2010

The KOREAN AIR - R&D Center has developed a solar array for STSAT-2 Flight Model, SaTReC-KAIST, using a fully localized technology and has verified the performance through a launch vibration test, orbit environment test and electrical performance test. The solar array will be launched at NARO Space Center by KSLV-I which is the first Korean launch vehicle, in May 2010. In this paper, a current-voltage curve that shows the power characteristics of solar arrays was derived by applying elements that affects the power performance of STSAT-2's solar arrays to the solar cell equivalent models. The result was compared to LAPSS test results, and accuracy of the solar cell equivalent model and the power performance simulation has been analyzed.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2008.06a
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• pp.167-168
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• 2008

인공위성에서 궤도 변경에 사용되는 추진계를 제외한 인공위성 본체와 탑재체의 모든 기능은 전기에너지를 이용하여 임무를 수행한다. 이러한 전기에너지가 태양전지 배열기에 의해 생성되는 만큼, 태양전지 배열기의 설계는 인공위성 개발에서 매우 중요하다. 인공위성을 위한 태양전지 배열기는 발사시의 충격과 우주환경에서의 방사능에 대한 노출을 직접적으로 받으므로 견고하게 제작되어야 하며, 인공위성의 수명 말기까지 위성 운용을 위한 충분한 전력을 생산하도록 설계되어야 한다. 본 논문에서는 저궤도 인공위성을 위한 태양전지 배열기의 제작 및 설계에 관하여 기술한다.

• Journal of Satellite, Information and Communications
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• v.12 no.4
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• pp.67-71
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• 2017

A solar array is main electrical energy source for Low-Earth-Orbit(LEO) satellite. The solar array cannot generate electrical energy during eclipse period, a battery supply electrical energy to the satellite. The electrical power of the solar array is changed in accordance with operating voltage and the solar array has the maximum power point. The solar array regulator makes the solar array supply electrical energy to the satellite and charge the battery. The solar array is connected to the solar array regulator input and the battery is connected to the solar array regulator output. The solar array regulator consists 2 of 3 hot redundant. One solar array regulator contains 3 DC-DC converters, and the solar array regulator operates stably even if the failure occur in one DC-DC converter. In this paper, the solar array regulator, the battery and the solar array operation is analyzed when the failure occur in one DC-DC converter.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.42 no.12
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• pp.1057-1064
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• 2014

The satellite on geostationary orbit accommodates multiple payloads into a single spacecraft platform and launched in June 26, 2010. The electrical power required to the satellite during sunlight is generated by a solar array wing. The solar cells are the GaInP/GaAs/Ge Triple Junction cells named Gaget2 cells from RWE Space, which were based on a Spectrolab epitaxy. This paper evaluates solar array power performance at end of design life based on the trend analysis results for the flight data on geostationary orbit. The estimated solar array power performance at end of design life compares with the power performance provided by solar array manufacturer. The solar cells show nominal behavior without significant degradation through the trend analysis results.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.196.2-196.2
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• 2012

본 논문은 달착륙선의 개념설계를 위하여 고려한 전력시스템의 설계와 달착륙선의 지상시험모델용 추력기 밸브구동 전원장치 개발에 대해 기술하였다. 달착륙선의 임무특성을 고려하여 전력시스템의 구조를 검토하고, 극한의 온도환경에서 달착륙선의 임무수행을 위하여 필요한 전력에너지를 충분히 공급할 수 있도록 태양전지 배열기와 배터리의 용량, 그리고 전장품의 용량을 설계하였다. 특히 경량의 달착륙선 개발을 위하여 고효율의 태양전지를 이용한 태양전지 배열기와 리튬-이온 배터리를 검토하였다. 극한의 우주환경에서 태양전지배열기의 동작특성을 검토하고 생성될 수 있는 최대 전력을 분석하여 최적의 태양전지 배열기의 면적을 분석하고, 장시간의 월식을 고려하여 배터리의 방전특성에 따른 배터리의 전압특성을 검토하였다. 그리고 달착륙선의 전력시스템 개념설계의 타당성 검토를 위하여 유럽에서 개념설계 중인 달착륙선의 전력시스템 사양과 용량에 대해 비교검토를 수행하였다. 현재 개발중인 지상검증모델용 달착륙선의 전력시스템 설계와 추력기 밸브구동 전원장치의 개발에 관해 기술하였다. 지상검증용 전력시스템은 태양전지배열기의 장착 없이 배터리의 전력만을 사용하여 지상검증모델용 달착륙선의 부하에 전력을 공급할 수 있도록 설계되었다. 달착륙선 지상시험모델의 비행시간과 임무에 따른 부하특성을 고려하여 상용 리튬-이온 배터리의 용량을 선정하였으며, 부하의 전력을 고려하여 간단한 보호회로를 설계하였다. 그리고 지상검증용 전원시스템은 추력기의 밸브구동을 위한 추력기 밸브구동 전원장치, DC/DC 컨버터 전원 모듈, 모니터링 모듈, 그리고 위급상황에서 전원을 차단하기 위한 "Emergency STOP" 모듈로 구성되어 있다.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.4 no.1
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• pp.77-85
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• 2005

MPPT(Maximum power point tracking) is used in photovoltaic systems to maximize the solar array output power, irrespective of the temperature and irradiation conditions and of the load electrical characteristics. In this paper, new MPPT algorithm is proposed for the small satellite in LEO. As the proposed MPPT algorithm does not need any calculation of power by multiplication of voltage and current, it can be made by the simply analog circuit. In this study, the proposed MPPT algorithm is verified by the simulation and experimental in the many conditions that can change the characteristics of the solar array.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.180.2-180.2
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• 2012

저궤도 인공위성에서 배터리는 태양전지 배열기에서 생성된 전력을 저장하여 탑재체 구동과 식구간 위성의 동작 유지를 위하여 사용된다. 최근 상용 배터리 시장에서도 리튬이온 배터리의 보급이 많이 이루진거와 마찬가지로 인공위성에서도 리튬이온 배터리의 사용이 보편화 되는 추세이다. 리튬이온 배터리가 기존에 인공위성에서 사용되던 니켈카드늄이나 니켈수소 배터리에 비하여 자연 방전량이 적다고는 하지만 이 또한 존재하며, 초기 위성 발사시 태양전지 배열기의 전개를 통한 전력 생산이 이루어질 때까지 위성의 동작을 보장하고 임수종료까지 에너지를 충방전 할 수 있는 상태를 유지하여야 하므로 위성 발사 전까지 배터리의 상태를 최적으로 유지해야 함은 필수적이다. 본 연구에서는 저궤도 인공위성의 발사 전까지 배터리의 상태를 최적화 하기위한 배터리 운용에 관하여 기술하며, 배터리 상태에 대한 실측 데이터를 제시하여 배터리의 정상상태를 검증하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.307-307
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• 2012

현재 태양전지 시장은 결정질 태양전지가 주류를 차지하고 있으며 이중 상대적으로 재료비가 저렴한 다결정 실리콘 기반의 고효율 태양전지 제작에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 본 실험에서는 표면 텍스처링 방법에 따른 태양전지 소자의 특성 변화에 대한 실험을 진행하였다. 일반적으로 다결정 태양전지의 경우 산성용액을 이용한 표면 텍스처링을 실시하는데 이 경우 표면에 형성된 텍스처 구조는 산성용액의 등방성 식각으로 인해 반구(Hemisphere) 형태의 구조를 띄게 된다. 이는 표면에서의 광흡수율을 떨어뜨려 태양전지 소자의 효율을 저해하는 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는 다결정 실리콘 태양전지의 효율 향상을 위해 레이저를 이용한 차세대 텍스처링 방법에 대한 연구를 진행하였다. 우선 355 nm 파장의 Ultra-Violet (UV) 레이저를 소자 표면에 조사함으로써 $10{\mu}m$의 dot diameter와 depth를 갖는 honey comb 배열의 hole을 형성하였다. 이후 산성용액에 담가 레이저 공정 후의 slag를 제거해 최종적으로 피라미드 형태의 구조를 형성하였다. Suns_Voc 효율 측정 결과 산성용액을 이용한 텍스처링의 경우 개방 전압이 611 mV, 곡선인자가 81%, 효율이 17.32%로 각각 측정되었다. 반면, 레이저 텍스처링의 경우에서는 개방전압이 631 mV, 곡선인자가 83%, 효율이 18.33%로 용액 텍스처링 방법보다 우수한 특성을 보였다. 이는 UV 레이저 텍스처링을 통해 형성된 피라미드 형태의 표면 구조에서의 광흡수율이 산성용액을 이용한 방법보다 우수함을 말하며, 따라서 태양전지의 주요 파라미터가 향상된 결과를 보였다. 본 실험에서는 레이저 텍스처링을 통한 태양전지 제작에 대한 방법을 제시하며, 향후 고효율의 다결정 태양전지 제작에 있어 기여 할 것으로 판단된다.

• Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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• v.19 no.1
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• pp.31-41
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• 2014

The satellite on geostationary orbit accommodates multiple payloads into a single spacecraft platform and launched in June 26, 2010. The Electrical Power Subsystem provides a fully regulated power bus at $50V_{DC}$ in sunlight and eclipse conditions. The electrical power required to the satellite is generated by a solar array wing and the energy is stored by a Li-Ion battery with a capacity of 192.5Ah. This paper selects the main design parameters, compares and analyzes with the results at ground test and in orbit operation to apply this performance evaluation of the Electrical Power Subsystem to next satellite design on geostationary orbit. The Electrical Power Subsystem is demonstrated nominal behavior without significant degradation through the performance evaluation from design to in orbit operation.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.11
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• pp.285-293
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• 2016

In the paper, we propose a data transmission repeating system that allows data transmission for the effective supervision of cows grazing in the pasture. It is normal practice to divide the pasture into different areas for the purpose of distributing the grazing. However, this makes it difficult to supply electrical power and transmit data, because some of the pastures are far away from the office used for collecting data. To solve this problem, we developed a repeating system that can allow data transmission in the pasture using a solar charging system that consists of a 60W solar panel, 12V/100A battery and 6A solar controller for the power supply and a data transmission algorithm which extends the range of data transmission when using the proposed repeating system. We verified the performance of the repeating system by checking whether the data transmission is successful or not when transmitting from various test points when there is an obstacle between the receiver and repeating system. We also verified the solar charging system by measuring the battery voltage when the system is operated continuously for 31 days and whether the system can supply sufficient power when the weather is cloudy or rainy for a few days. Finally, we verified the performance of the repeating system and data transmission algorithm by conducting experiments in a pasture.