• 전기전자학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.254-260
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• 2019

본 논문에서는 양방향 dc-to-dc 컨버터의 고장원인, 고장영향, 고장 결과를 파악하기 위한 failure mode and effect analysis(FMEA)와 양방향 컨버터의 위험도를 고려한 fault-tree analysis(FTA)를 통해 고장률을 예측한다. 전기차의 구동전압을 효율적으로 상승시키기 위해 인버터 앞단에 부착되는 양방향 컨버터는 배터리 전력을 dc-link 커패시터로 방전시키는 승압모드와 회생전력을 배터리로 충전시키는 강압모드를 가진다. 양방향 컨버터의 동작 특성을 고려한 FMEA 결과를 바탕으로 컨버터의 위험도를 고려한 고장나무를 설계한다. 전기차 MCU용에 맞는 설계 파라메타를 설정하고 출력전압 리플과 인덕터 전류 리플에 따른 커패시터와 인덕터의 부품 고장률을 분석한다. 또한 동작 온도에 따른 주요부품의 고장률을 MIL-HDBK-217F를 이용하여 구한다. 마지막으로 부품 고장률을 고장나무의 기본 사상의 고장률로 반영하여 컨버터 고장률과 평균고장시간을 예측한다.

• 디지털융복합연구
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• 제14권7호
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• pp.193-200
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• 2016

최근 들어 가정 내 태양광과 에너지저장시스템을 도입하여 에너지 자립도를 높이고자 하는 기술 개발이 활발히 이루어지고 있다. 낮에 생산된 전기를 에너지 저장 시스템에 충전해 두고 전기요금이 높을 때 사용함으로써 효율적인 에너지 관리를 수행할 수 있다. 국내에서는 아직까지 가정용 실시간 요금제가 이루어지고 있지 않지만 누진제 상의 일정 목표까지 전기 사용량을 낮출 수 있다. 가정 내 태양광을 도입하기 위해서는 전력 변환장치인 PCS를 필요로 한다. PCS는 직류로 생산된 전력을 교류로 변환하여 사용하고 에너지 저장 시스템의 충방전을 수행하도록 한다. 에너지 자립형 스마트 홈 시스템은 태양광, 에너지저장시스템에 대한 일반인들의 관심이 높아지면서 해외를 중심으로 시장이 형성되는 단계이다. 본 논문의 결과물은 실환경에 설치되어 검증을 수행하였으며 실시간 요금제를 가정하여 에너지 절감 효과를 분석하였다.

• 전기학회논문지
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• 제66권2호
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• pp.357-362
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• 2017

Among the lithium metal oxides for asymmetric hybrid supercapacitor, $Li_4Ti_5O_{12}(LTO)$ is an emerging electrode material as zero-stain material in volume change during the with the charging and discharging processes. The pulverized LTO powder was observed to show the enhanced capacity from 120 mAh/g to 156 mAh/g at C-rate (10, 100 C). Hybrid supercapacitor module(48V, 416F) was fabricated using an asymmetric hybrid capacitor with a capacitance of 7500F. As a result of the measurement of C-rate characteristics, the module shows that the discharge time is drastically reduced at more than 50C, and the ESR and voltage drop characteristics are increased. The energy density and power density were reduced under high C-rate conditions. When designing asymmetric hybrid supercapacitor module, the C-rate and ESR should be considered As a result of measuring the 5 kw UPS, it was discharged at the current of 116A~170A during the discharge in the voltage range of 48V~30V, and the compensation time at discharge was measured to be about 33.2s. Experimental results show that it can be applied to applications related to stabilization of power quality by applying hybrid supercapacitor module.

• 태양에너지
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• 제19권3호
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• pp.23-28
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• 1999

본 논문에서는 난방용 축열보드에 응용하기 위해서 미세캡슐을 함유한 축열블럭의 열성능 특성을 조사하였다. 상변화 물질인 $CH_3COONa{\cdot}3H_2O$를 미세캡슐 형태로 제조하였고 미세캡슐 함유량이 각각 10%, 20%가 되도록 시멘트 몰타르와 혼합하여 축열블럭을 제작하였다. 축열블럭의 축열 및 방열 특성을 분석하기 위하여 유량과 유입 냉각 온도를 변화시켰다. 실험결과를 보면 미세캡슐 함유량이 증가할 수록 블럭에 축열되는 축열량은 증가를 하였고 방열시간도 증가를 하였다. 그리고 방열과정시 유량이 증가하고 유입 냉각온도가 감소함에 따라 방열시간은 감소하였다. 순수블럭(0% 미세캡슐 함유량)은 방열과정시 총괄 열전달 계수는 시간에 따라서 일정하게 유지를 하지만 축열블럭에서는 시간이 지남에 따라 증가를 하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제5권2호
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• pp.228-238
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• 2010

There is an increasing interest in research to help overcome the energy crisis that has been focused on energy storage applications in various parts of power systems. Energy storage systems are good at enhancing the reliability or improving the efficiency of a power system by creating a time gap between the generation and the consumption of power. As a contribution to the various applications of storage devices, this paper describes a novel algorithm that determines the power and storage capacity of selected energy storage devices in order to improve upon railroad system efficiency. The algorithm is also demonstrated by means of simulation studies for the Korean railroad lines now in service. A part of this novel algorithm includes the DC railroad powerflow algorithm that considers the mobility of railroad vehicles, which is necessary because the electric railroad system has a distinct distribution system where the location and power of vehicles are not fixed values. In order to derive a more accurate powerflow result, this algorithm has been designed to consider the rail voltage as well as the feeder voltage for calculating the vehicle voltage. By applying the resultant control scheme, the charging or discharging within a specific voltage boundary, energy savings and a substation voltage stabilization using storage devices are achieved at the same time.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제33권4호
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• pp.23-30
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• 2013

This paper presents the determination method of the hybrid energy storage capacity for compensating the output of wind power when disconnecting from the grid. In the wind power output compensation, a lot of charging and discharging time with lithium-ion battery will be deteriorated the life time. And also, this fluctuation will cause some problems of the power quality and power system stability. To solve these kind of problems, many researchers in the world have been studied with BESS(Battery Energy Storage System) in the wind farm. But, BESS has the limitation of its output during very short term period, this means that it is difficult to compensate the very short term output of wind farm. Using the EDLC (Electric Double Layer Capacitor), it is possible to solve the problem. Installing the battery system in the wind farm, it will be possible to decrease the total capacity of BESS consisting of HESS (Hybrid Energy Storage System). This paper shows simulation results when not only BESS is connected to wind farm but also to HESS. To verify the proposed system, results of computer simulation using PSCAD/EMTDC program with actual output data of wind farms of Jeju Island will be presented.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.14-18
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• 2019

반도체의 전도성은 주로 케리어에 의해서 결정된다. 전도성이 높아지려면 케리어의 수가 많고 에너지 내의 트랩 준위를 만들어서 케리어들이 낮은 에너지로도 금지대역을 넘어설수 있도록 하는 도핑기법을 주로 사용한다. 케리어들은 결정질 결합구조를 갖으며, 계면불일치에 의하여 전도성이 떨어지는 경향도 있지만 대체적으로 고농도 도핑은 이동도를 높이는 대표적인 방법에 속한다. 하지만 비정질 결합구조에서도 전도성이 높아지는 현상이 나타나며, 본 연구에서는 트래핑현상과는 다른 터널링 현상에 의한 공간전하제한 전류가 흐르면서 전도성이 향상되고 이동도가 높아지는 현상에 대하여 관찰하였다. 비정질구조에서는 케리어수가 낮고 저항이 높아지며, 커패시턴스의 on/off 특성이 향상되면서 이동도가 높아지는 것을 확인하였다. ZTO 박막은 150도에서 열처리한 경우 커패시턴스의 on/off 특성이 향상되었으며, 충전과 방전하는 실험에서는, 충전과 방전되는 형상에 있어서 시간차이가 있었으며, n형과 p형의 구분이 없었으며, 공핍층과 같은 비정질 결합구조를 보여주었다. 비정질 결합구조는 전위장벽으로 볼 수 있으며, 전위장벽은 공간전하제한전류가 흐르게 되는 원천이기도 하며, 터널링현상에 의한 전도현상이 나타나는 원인이 된다. 따라서 비정질구조에서 이동도가 증가하는 현상이 나타났으며, 케리어가 희박함에도 불구하고 전도성이 증가하는 것을 확인하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.324-330
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• 2015

The electrolyte flow rates of vanadium redox flow battery play very important role in terms of ion transfer to electrolyte, kinetics and pump efficiency in system. In this paper a vanadium redox flow battery single cell was tested to suggest the optimization criteria of electrolyte flow rates on the efficiencies. The compared electrolyte circulation flow rates in this experimental work were 15, 30 and 45 mL/min. The charge/discharge characteristics of the flow rate of 30 mL/min was the best out of all flow rates in terms of charging and discharging time. The current efficiencies, voltage efficiencies and energy efficiencies at the flow rate of 30 mL/min were the best. The IR losses obtained at thd current density of $40mA/cm^2$, at the flow rates of 15, 30 and 45 mL/min were 0.085 V, 0.042 V and 0.115 V, respectively. The charge efficiencies at the current density of $40mA/cm^2$ were 96.42%, 96.45% and 96.29% for the electrolyte flow rates of 15, 30 and 45 mL/min, respectively. The voltge efficiencies at the current density of $40mA/cm^2$ were 77.34%, 80.62% and 76.10% for the electrolyte flow rates of 15, 30 and 45 mL/min, respectively. Finally, the energy efficiencies at the current density of $40mA/cm^2$ were 74.57%, 77.76% and 73.27% for the electrolyte flow rates of 15, 30 and 45 mL/min, respectively. The optimum flow rates of electrolytes were 20 mL/min in most of operating variables of vanadium redox flow battery.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제32권5호
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• pp.59-67
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• 2012

In this study,the compact type solar thermal and ground coupled heat pump hybrid system for space heating/cooling and hot water supply has been developed. This hybrid system was installed in Zero Energy Solar House(ZeSH) in KIER for the demonstration. The thermal performance and operational characteristics of this hybrid system were analysed especially. The results are as follows. (1) This hybrid system was designed in order to address the existing disadvantages of solar thermal/ground coupled heat pump system. For this design, all parts except solar collector and ground coupled heat pump were integrated into a single product in a factory. The compact type unit includes two buffer tanks, an expansion tank, pumps, valves, a controller, etc. This system has an advantage of easy installation with simple plumbing work even in narrow space. (2) The thermal charging and discharging time of the buffer tanks and its characteristics by ground coupled heat pump, and heat pump COP according to geo-source temperature and buffer storage temperature have been studied. This system was found to meet well to the heat load without any other auxiliary heating equipment. (3) The operating hours of the ground coupled heat pump as a backup device of solar thermal can be reduced significantly by using solar heat. It was also found that the minimum heating water supply setting temperature and maximum cooling water supply setting temperature make an influence on the heat pump COP. The lower heating water and the higher cooling water temperature, the higher COP. In this respect, the hybrid system's performance can be improved in ZeSH than conventional house.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제1권1호
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• pp.33-38
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• 2015

시간대별 효율적인 전력 운영과 전력품질 향상을 위해 ESS (Energy Storage System)의 보급이 세계적으로 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 ESS용 전원소자로 리튬이차전지의 채용이 급격히 늘어남에 따라, 리튬이차전지의 수명 및 출력 열화 거동을 측정 및 예측하는 기술이 시급히 요구되고 있다. 특히, ESS 운영에 있어 핵심 특성인 리튬이차 전지 출력은 측정이 어려울 뿐만 아니라, 정확한 측정을 위해서는 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 ESS용 리튬이차전지 단전지를 전산 모델링 한 후, 펄스 측정법을 적용하여 충전상태에 따른 방전 및 충전시의 직류저항(DC-IR)과 출력을 예측한다. 또한, 두 가지 펄스 측정법인 HPPC (Hybrid Pulse Power Characteristics)와 J-Pulse (JEVS D 713, Japan Electric Vehicle Association Standards)의 결과를 비교 분석한다.