• 센서학회지
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• 제9권1호
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• pp.70-75
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• 2000

단결정 실리콘웨이퍼를 사용한 태양전지 제조에 있어 가장 큰 문제점은 재료의 높은 가격이다. 본 연구에서는 이러한 문제의 해결방안으로 현재 DRAM 소자 제조과정에서 폐기되는 웨이퍼를 리사이클링하여 태양전지를 제작하고 저가의 제조공정과 전지의 특성을 연구하였다. DRAM용 실리콘 웨이퍼는 비저항이 높고 두꺼워 태양전지 재료로서 부적합하나, 본 연구에서는 후면전계 (Back Surface Field) 형성, 표면 Texturing, 반사 방지막 형성 등의 공정들을 조합하여 효율향상을 위한 최적조건을 찾아내고, 두께변화에 따른 효율변화를 조사하였다. 최적화된 위의 모든 조건들을 적용하였을 때, $4\;cm^2$의 면적, $300\;{\mu}m$ 두께를 가지는 태양전지에서 단락전류밀도 ($J_{sc}$)는 $28\;mA/cm^2$, 개방전압 ($V_{oc}$) 0.51V, 충실도(Fill Factor)면에서는 0.53으로 가장 높은 값을 얻었고, 10% 이상의 효율을 확보할 수 있었다. 이와 같은 방법으로 폐기되는 실리콘 웨이퍼들을 재활용하여 실용성이 큰 저가의 단결정 실리콘 태양전지를 제작할 수 있는 방법을 확보할 수 있었다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제18권1호
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• pp.74-82
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• 2019

4차 산업혁명을 통해 지능형 연결 사회를 기반으로 한 스마트 시티가 형성되고 있다. 스마트 시티에서 태양 에너지를 비롯한 신재생 에너지의 사용이 증가하고 있으나, 신재생 에너지의 모니터링 및 관리의 어려움으로 인한 시스템 수요가 증가하고 있다. 또한 환경 및 물리적 요인에 대한 데이터를 수집하고 모니터링하기 위한 무선 센서네트워크 기반 IoT 기술이 접목되고 있으나, 실시간 측정을 위한 안정적인 전원 공급이 필수적인 상황이다. 이에 본 논문에서는 LoRaWan을 비롯한 IoT 기술 기반의 스마트 시티에 적용할 수 있는 효율적인 태양 에너지 기반 전력 관리 기법에 대하여 제안하였으며, 이를 기반으로 태양광 패널 시스템의 오동작 방지 및 모니터링을 수행할 수 있다. 제안한 기술을 통해 태양광 패널 시스템에서 생성된 전력을 최대로 출력하여 각 그리드에 분배할 수 있으며, Simulink 기반 시스템 모델링과 실시간 에뮬레이션을 기반으로 효율성을 입증하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
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• pp.326-328
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• 2015

건물에서 창문의 기능은 태양 복사열의 유입을 통해 실내의 환경을 조성하고 동절기에는 난방비의 절감을 유도할 수 있으나, 다른 구조체에 비해 단열 성능이 크게 떨어져 5배 이상의 에너지가 손실되어 에너지 취약 부위이다. 또한 하절기에는 태양 복사열 과다로 냉방비가 가중된다. 이에 본 논문에서는 일반 가정에서 온도, 습도, 조도, 일사량 등의 실내 환경 정보를 이용하여 창문 자동 제어시스템을 개발하고자 한다. 이 시스템은 다양한 센서를 이용하여 실내 환경 정보를 수집하고 수집된 정보를 이용하여 모터를 제어하여 창문을 제어 할 수 있는 시스템이다. 가정 내 에너지 절감을 위하여 창호와 블라인드에 환경 자동화 서비스를 제공하여 사용자의 만족도를 높이고 스마트폰을 이용하여 시스템 제어를 통해 생활 속에 편리함을 제공하고자 한다.

• 설비공학논문집
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• 제26권8호
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• pp.351-356
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• 2014

Typical trouble patterns in solar thermal systems include working fluid leakage and freezing other than breakdown of pump. A fluid sensor for measuring electric resistance of fluid was developed and installed at the top of the collector piping in order to check the fault of solar system. Working fluid level in the pipe was determined by measuring electric resistance from a fluid sensor. On the base of this, it was confirmed that the fluid sensor diagnoses leakage of fluid. Electric resistance of propylene glycol aqueous solution was measured in the range of $0{\sim}70^{\circ}C$ and 0~40% of concentration. The response surface analysis was performed by using a central composite design, and the regression equation was derived from the relationship between electric resistance, temperature, and concentration. Through the experiment in a real solar system, we can estimate a concentration of working fluid when a pump is not operating and predict a possibility of freezing. Finally, an effective algorithm for trouble shooting was proposed to operate and maintain the solar system.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제38권6호
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• pp.65-72
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• 2018

Since data-driven building technologies have been widely applied to building energy systems, the accuracy of building sensors has more impacts on the building performance and system performance analysis. Various building sensors, however, can have typical errors including a random error (noise) and a systematic error (bias). The systematic error is indicated by the difference between the mean of measurements and their true value. It may occur due to the sensor's physical condition, measured phenomena, working environments inside the systems. Unfortunately, a conventional calibration method has limitations in calibrating the systematic errors because of the difference between working environments and calibration conditions. In such situations, a novel sensor calibration method is needed to handle various sensor errors, especially for systematic errors, in building energy systems having various thermodynamic environments. This study proposes a building sensor calibration method named Virtual In-situ Calibration (VIC) and shows how it is applied into a real building system and how it solves the sensor errors.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.471-474
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• 2009

현대 사회는 유비쿼터스와 함께 Intelligent Bridge와 녹색 뉴딜개념의 Energy Birdge 같은 신개념의 교량연구에 주력하고 있다. 따라서 교량 안전관리는 무선 센서노드로 데이터를 송신하고 있으나 센서 전력에 수명제한 베터리와 기후제한 태양열로 공급 문제가 있다. 이에 본 논문에서는 외력에 의해 bending vibration이 일어나면서 판 양면에 양 음의 전하가 띄어 전압, 전류가 발생하는 압전소자를 이용 하였다. 이 압전소자에 발생하는 정현파로 인한 축전 문제와 발전된 전력이 다른 압전소자에게 흘러 전력생산량의 감소 문제는 Bridge Diode를 사용한 R-C회로도를 구성하여 보완하였다. 이 설계를 통하여 차량 하중(외력)의 크기에 변수를 두어 전압발생 차이를 측정하고 일정시간 외력 통해 Capacitor 축전된 양을 검토하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1640-1641
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• 2011

다양한 환경에서 USN 시스템이 적용됨에 따라 해당 시스템의 효율적인 전력 운용 및 통신 방식이 중요해 지고 있다. 이에 본 논문에서는 태양전지를 사용하여 획득한 전력을 효율적으로 배터리에 충전시키기 위해 히스테리시스 스위치를 사용한 에너지 획득모듈, 센서노드의 효율적인 전력운영을 위해 아이디 기반의 웨이크업 모�뺐� 센싱정보를 전송후 자체적으로 전력을 차단하는 동적전력관리 모듈을 제안 및 구현을 통해 센서노드의 효율적인 전력 운용을 검증했다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.422.1-422.1
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• 2014

E-textile과 같은 웨어러블 전자소자는 휴대용 전자소자, 의료센서 및 디스플레이 등을 포함하는 다기능 직물등의 적용가능 응용분야에서의 잠재력으로 인하여 많은 관심을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 이같은 응용분야에 적용하기 위하여 전기방사를 이용한 나노크기의 나일론 섬유를 제작하고 reduced graphene oxide를 섬유에 코팅하여 전도성을 가지는 나노섬유를 제작하였다. 나일론 알갱이를 포름산에 녹인 용액을 이용하여 전기방사를 통해 약 100 nm 두께를 가지는 나노섬유를 제작하였다. 제작된 나일론 섬유와 그래핀 옥사이드 사이의 결합력을 향상시키기 위하여 BSA(bovine serum albumin)으로 표면 처리를 하였다. 마지막으로 나일론 섬유에 코팅된 그래핀 옥사이드를 hydrazine을 이용하여 환원하여 전도성을 가지는 섬유를 제작하였다. 제작된 전도성을 가지는 섬유는 약 10 kohm 정도의 저항을 가지는 것을 확인하였으며, 물리적인 외부 변형에서도 안정적으로 전도성을 가지는 것을 확인하였다. 이러한 전도성을 가지는 나노섬유는 웨어러블 전자소자를 제작하는데 응용 가능할 뿐만 아니라, 전기방사를 통한 나노구조물 제작 기술을 가스센서, 바이오센서, 태양전지, 나노소자등 다양한 분야에 적용 가능한 우수한 기술이라고 생각한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.216-218
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• 2019

태양광발전시스템은 최대의 전력을 생산하기 위하여 PV 패널의 운전을 최대전력점에서 동작하게 하는 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어가 필요하다. 그중 대표적인 방법인 P&O(Perturb and Observe) 알고리즘은 전류와 전압을 측정하여 계산된 전력의 값이 최대가 되는 전압의 운전점을 찾는다. 그러나 센서의 측정오차로 인하여 발전전력의 계산 및 전압의 제어에 불규칙한 오차가 발생하여 정확한 MPP 운전점을 찾지 못하는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 전형적인 맑은 날씨와 흐린 날씨에서 취득한 일사량 데이터와 전류 및 전압 센서의 오차를 고려하여 P&O 알고리즘에 의한 전력 생산량을 시뮬레이션 한다. 시뮬레이션 분석을 통해 실제 날씨 및 센서허용오차 조건에서 MPPT 목표 효율을 극대화할 수 있는 최적의 MPPT 제어주기와 변량전압의 크기를 제시한다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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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.