• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권7호
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• pp.3412-3432
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• 2019

Recent advances in radio frequency (RF) power transfer provide a promising technology to power sensor nodes. Adoption of mobile chargers to replenish the nodes' energy has recently attracted a lot of attention and the mobility assisted energy replenishment provides predictable and sustained power service. In this paper, we study the joint optimization of mobile charging and data gathering in sensor networks. A wireless multi-functional vehicle (WMV) is employed and periodically moves along specified trajectories, charge the sensors and gather the sensed data via one-hop communication. The objective of this paper is to maximize the uplink throughput by optimally allocating the time for the downlink wireless energy transfer by the WMV and the uplink transmissions of different sensors. We consider two scenarios where the WMV moves in a straight line and around a circle. By time discretization, the optimization problem is formulated as a 0-1 programming problem. We obtain the upper and lower bounds of the problem by converting the original 0-1 programming problem into a linear programming problem and then obtain the optimal solution by using branch and bound algorithm. We further prove that the network throughput is independent of the WMV's velocity under certain conditions. Performance of our proposed algorithm is evaluated through extensive simulations. The results validate the correctness of our proposed theorems and demonstrate that our algorithm outperforms two baseline algorithms in achieved throughput under different settings.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.171-176
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• 2023

21세기 현대사회에 있어서 이차전지 배터리(Battery)를 이용한 휴대용 전자제품은 계속해서 경량, 소형화되어가는 추세 속에서 있다. 그리고 이러한 추세와 더불어 우리는 몸에 착용할 수 있는 전자 장비를 이용하여 하루 일상생활에서 정보를 수집, 공유하는 4차 산업혁명 시대에 활동하고 있다. 따라서 소형 가전제품 및 디지털 기기를 사용하면서 재충전할 수 있는 이차전지 배터리의 역할은 점점 더 중요하게 증가하고 있다. 이러한 증가와 더불어 이차전지 배터리 성능시험은 특성, 수명, 고장진단, 재활용 등의 다양한 시험방법을 요구하고 있으며 있다. 또한 배터리의 안전과 적절한 기능을 보장하기 위한 배터리 테스트 시스템 구축과 이에 따른 지침 및 올바른 기본지식이 고려되고 있다. 따라서 본 논문에서는 배터리의 성능과 직접으로 연결된 시나리오별 충방전에 따른 이차전지 리튬이온(Li-ion) 배터리의 특성에 대해 살펴보고자 한다.

• 한국시스템다이내믹스연구
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• 제7권2호
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• pp.149-170
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• 2006

In this paper, an energy-economy-environment dynamic simulation model was developed to using system dynamics methodology. It describes current energy-economy-environment systems and forecasts changes caused by levying of carbon tax. The model is composed of three modules: an energy module, an economic module and an environmental module. Variables are interrelated in each module, and three modules are linked by several linkage variables. Setting up the linkage variables is an important factor for the composition of the model. The simulation result shows a change of the national GDP, usage of energy, and $CO_2$ emissions under levying and reinvestment of carbon tax considering various scenarios for the charging cost.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.362-368
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• 2019

Electric vehicles contribute greatly to energy conservation, $CO_2$ reduction and energy security through high fuel economy and various electric sources. Electric cars have a huge economic impact. More than 14 million hybrid electric cars have been sold worldwide. More than 3 million plug-in electric vehicles have been sold worldwide. The environmental impact depends greatly on the amount of national power generation, and as the electric grid becomes more and more carbon-intensive, countries are increasingly adopting hybrid and electric vehicles. Electricity is expanding beyond cars. Electric buses, trucks, and ships have similar benefits.

• 항공우주기술
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• 제9권2호
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• pp.176-184
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• 2010

지구 저궤도 위성의 임무 운용 시 전력 시스템을 안전하고 운용하고 에너지 균형을 만족하는 임무를 설계하기 위해 계획된 임무에 대한 전력 파라미터를 예측해야 한다. 이 논문에서는 다양한 미션 프로파일에 대해 위성의 생성 전력, 소모 전력, 배터리 방전 정도(Depth of Discharge, 이하 DoD), 버스 전압, 충/방전 전류 등을 예측함으로써 미션의 유효성 및 에너지 균형을 검증하기 위한 전력 시뮬레이터를 제안한다. 제안된 전력 시뮬레이터에는 인공위성의 생성 전력을 모사하기 위해 태양전지판(Solar Array, 이하 SA)의 모델, SAR (Solar Array Regulator)의 3가지 동작 모드를 구현하였다. 또한 소모 전력을 모사하기 위해 버스 및 탑재체의 각 유닛 별 소모 전력, Unit on/off configuration, 탑재체 운용 모드 등을 고려하였다. 버스 전압 및 충/방전 전류를 예측하기 위해 배터리 및 주변 회로를 모델링하고 임의의 DoD, 충방전 전류에 대해 배터리 전압 및 버스 전압을 예측한다. 구현된 전력 시뮬레이터를 이용해 에너지 균형을 분석하고 임무 계획의 적합성을 쉽게 판단할 수 있다.

• 한국가스학회지
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• 제25권4호
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• pp.43-48
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• 2021

본 연구는 가스사고 전문해석 프로그램인 FLACS를 이용하여 진행하였다. 안전성해석 대상인 수소충전소는 압축설비, 저장탱크, 수소 배관 등으로 구성되어있다. 주요 시설 및 구성품의 설계 사양, 수소충전소 주변의 환경 조건 등을 반영한 후 잠재적 위험요인에 대한 안전성해석을 실시하였다. 국내 수소충전소는 2021년 기준 약 70여곳의 충전소가 보급되어있으며, 향후 2040년에는 1200기 도입이 예정되어있다. 수소충전소의 안전한 보급을 위해 잠재적 위험에 의한 발생 가능한 사고를 대비하고자 누출·확산 시나리오를 도출하여 안전성을 검토하고자 한다.

• 전기학회논문지
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• 제63권11호
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• pp.1615-1621
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• 2014

A wireless tram which runs without catenary and instead uses batteries installed in the tram has been recently researched actively. This paper presents a new method maximizing absorption of regenerative energy of a wireless tram and extending life cycle of the energy storage device in the wireless tram by applying line-optimized charging and discharging scenario. Energy efficiency and life cycle of energy storage system (ESS) are highly dependent on the characteristic of operating conditions. For example, frequent charge and discharge with high power cause the problems that decrease the battery life cycles. Hybrid energy storage system (HESS) is combination of two ESSs which have complementary characteristics to each other. HESS can provide even better functionality and performance than the battery only ESS due to the synergy effect of two ESSs. This paper also provides a power distribution strategy and driving scenarios which increase the life cycle and energy efficiency of the HESS consisting of a battery and an ultra-capacitor. The developed strategy was tested and verified by a hardware-in-the-loop-simulation (HILS) system which emulates the a wireless tram.

• 한국추진공학회지
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• 제20권4호
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• pp.50-58
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• 2016

한국형 발사체(KSLV-II) 추진제 공급시스템은 각 단에 위치한 추진제 탱크에 산화제와 케로신을 공급해주는 시스템이다. 발사체의 추진제 탱크를 안정적으로 충전하기 위해, 충전시나리오와 충전유량을 결정하였다. 다음으로 1D 유동 해석프로그램을 이용하여 추진제 공급시스템을 모델링 하였다. 1D steady state 해석을 통하여 각 시스템에서의 충전모드에 따른 밸브용량과 orifice 사이즈를 계산하였다. Steady state 결과를 이용하여 1D transient 해석을 수행하였다. 해석 결과 추진제가 각 추진제 탱크로 충전됨에 따라 탱크의 수두가 상승하여 충전유량이 감소하는 것으로 나타났다. 최종적으로 해석을 통해 제안된 충전시스템 모델이 요구되는 충전설계조건을 만족하는 것을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권11호
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• pp.1603-1611
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• 2021

본 연구에서는 에너지 저장장치인 배터리를 기존의 발전기 전력계통에 연계하기 위하여 양방향 전력의 흐름이 가능한 BDC(Bi-Directional Converter) 적용을 위해 모델링을 통하여 제어 프로세스를 설계하고, 해상 상황에 따라 변화하는 부하에 최적화된 전력 공급이 가능한 배터리의 충전 혹은 방전 메커니즘에 대하여 제안한다. 본 연구는 MATLAB/Simulink를 이용하여 BDC를 모델링 하였으며 부하 시나리오에 따라 배터리 충전 및 방전 시의 전류 제어 및 SOC(State Of Charge) 최적화를 시뮬레이션 하였다. 이를 통해 선내 운전되는 발전기가 최적운전 범위에 운전될 수 있도록 배터리와 전력 및 부하를 연동할 수 있도록 하였으며, 발전기가 높은 연료효율 범위에서 운전될 수 있도록 전력제어관리를 수행하였다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.71-80
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• 2023

연료전지는 저탄소 발전원으로 주유소 내 연료전지를 설치 시 분산에너지와 전기차 충전인프라를 확충할 수 있다. 주유소 내 연료전지 설치 시 안전성 확보를 위하여 국‧내외 주유소 및 연료전지의 사고데이터를 기반으로 사고시나리오를 도출하고 사고피해예측을 위한 정량적 위험성평가를 실시하였다. 최악의 사고시나리오가 아닌 현실적으로 발생 가능한 화재 및 폭발사고의 피해범위를 산출하고, 피해영향을 분석한 결과 주유기로부터 9.0 m, 주유 중 차량으로부터 15.5 m, 통기관으로부터 4.1 m, 연료전지의 정압기 등 가스조정장치로부터 1.1 m 이상 이격 시 사고로 인한 심각한 피해 위험을 낮출 수 있는 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과는 주유소 내 연료전지 배치 및 사고피해를 경감할 수 있는 안전대책 수립에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.