• 제목/요약/키워드: Generating power

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핀치포인트온도차에 따른 해양온도차발전용 유기랭킨사이클의 성능분석 (Performance analysis of an organic Rankine cycle for ocean thermal energy conversion system according to pinch point temperature difference)

  • 김준성;김도엽;강호근;김유택
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제40권6호
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    • pp.476-483
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    • 2016
  • 해양온도차발전용 유기랭킨사이클은 해양의 표층수와 심층수사이의 온도차를 이용하여 발전하는 사이클이다. 작동유체는 유기랭킨사이클의 열역학적 성능에 있어 중요한 요소이다. 유기랭킨사이클의 열역학적 분석방법으로 핀치포인트분석이 있다. 본 연구는 열교환기내 핀치포인트온도차의 변화와 열원 및 열침의 출구온도의 변화에 따른 열역학적 성능분석을 수행하였다. 핀치포인트분석법에 따라 설계한 해양온도차발전용 단순랭킨사이클에 7종의 단일 작동유체를 적용하여 열역학적 성능을 분석하였다. 성능분석결과 열교환기에서 핀치포인트온도차와 열원 및 열침의 온도변화가 작을수록 사이클 총 비가역성 및 총 엑서지 파괴인자가 감소하였으며, 제2법칙 효율은 상승하였다. 또한 비가역성은 열역학적 변화가 발생한 곳에서 크게 변화하였다. RE245fa2는 선정한 작동유체 중에서 가장 우수한 열역학적 성능을 보여주었으며, 모든 작동유체의 성능은 유사하였다. 열교환기 및 작동유체 선정에 있어 열역학적 성능과 함께 다양한 요소들에 대해서도 엄밀한 이론적 근거가 필요하다.

유도 가열 접합 시스템을 이용한 대용량 이차전지 전극의 접합 방법 및 특성 (Electrode bonding method and characteristic of high density rechargeable battery using induction heating system)

  • 김은민;김신효;홍원희;조대권
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제38권6호
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    • pp.688-697
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    • 2014
  • 본 연구에서는 최근, 전기자동차 및 소형 레저용 선박을 중심으로 연구가 진행 중인, 대용량 이차전지의 용량 증대를 위하여 필요한 내부 전극 접합 기술에 관하여 연구하였다. 종래의 초음파 용접으로 적층할 수 있는 적층 량의 한계를 극복하기 위한 방안으로 전극 소재에 직접 가열을 통한 용접 방법이 아닌 용가재 금속을 적용하여 전극을 접합시켜, 통전성과 인장강도를 증대시킴과 동시에 열적요인으로 인한 전극표면에 화학적 활성물질의 변성을 최소화 할 수 있는 저온 접합 방법에 대하여 연구하였다. 부연하여 현재 일반적으로 적용되고 있는 초음파 용접 및 저항 용접은 전극을 다량 적층 접합 시켰을 경우 일정한 전기 전도성과 접합 강도를 구현하기 힘들다. 용접을 위하여 무리하게 출력을 상승시킬 경우 용접열의 영향으로 전극의 변형 및 활성물질의 변성을 야기함과 동시에 최종 페키징(packaging) 이후 출력저하, 발열 등, 배터리의 안정성을 저하시키는 요인으로 작용한다. 따라서 본 연구에서는 고주파 유도가열을 통한 유도 가열 방식의 접합 방법과 용융 도금을 통한 용가재 금속의 전처리를 통한 종래와는 차별화된 전극접합 방법을 소개한다.

TiCl4를 출발원료로한 구형 Li4Ti5O12 분말합성 및 리튬이차 전지특성 (Electrochemical Properties of Lithium Secondary Battery and the Synthesis of Spherical Li4Ti5O12 Powder by Using TiCl4 As a Starting Material)

  • 최병현;지미정;권용진;김은경;남산
    • 한국재료학회지
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    • 제20권12호
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    • pp.669-675
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    • 2010
  • One of the greatest challenges for our society is providing powerful electrochemical energy conversion and storage devices. Rechargeable lithium-ion batteries and fuel cells are among the most promising candidates in terms of energy and power density. As the starting material, $TiCl_4{\cdot}YCl_3$ solution and dispersing agent (HCP) were mixed and synthesized using ammonia as the precipitation agent, in order to prepare the nano size Y doped spherical $TiO_2$ precursor. Then, the $Li_4Ti_5O_{12}$ was synthesized using solid state reaction method through the stoichiometric mixture of Y doped spherical $TiO_2$ precursor and LiOH. The Ti mole increased the concentration of the spherical particle size due to the addition of HPC with a similar particle size distribution in a well in which $Li_4Ti_5O_{12}$ spherical particles could be obtained. The optimal synthesis conditions and the molar ratio of the Ti 0.05 mol reaction at $50^{\circ}C$ for 30 minutes and at $850^{\circ}C$ for 6 hours heat treatment time were optimized. $Li_4Ti_5O_{12}$ was prepared by the above conditions as a working electrode after generating the Coin cell; then, electrochemical properties were evaluated when the voltage range of 1.5V was flat, the initial capacity was 141 mAh/g, and cycle retention rate was 86%; also, redox reactions between 1.5 and 1.7V, which arose from the insertion and deintercalation of 0.005 mole of Y doping is not a case of doping because the C-rate characteristics were significantly better.

Recurrent Neural Network Modeling of Etch Tool Data: a Preliminary for Fault Inference via Bayesian Networks

  • Nawaz, Javeria;Arshad, Muhammad Zeeshan;Park, Jin-Su;Shin, Sung-Won;Hong, Sang-Jeen
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.239-240
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    • 2012
  • With advancements in semiconductor device technologies, manufacturing processes are getting more complex and it became more difficult to maintain tighter process control. As the number of processing step increased for fabricating complex chip structure, potential fault inducing factors are prevail and their allowable margins are continuously reduced. Therefore, one of the key to success in semiconductor manufacturing is highly accurate and fast fault detection and classification at each stage to reduce any undesired variation and identify the cause of the fault. Sensors in the equipment are used to monitor the state of the process. The idea is that whenever there is a fault in the process, it appears as some variation in the output from any of the sensors monitoring the process. These sensors may refer to information about pressure, RF power or gas flow and etc. in the equipment. By relating the data from these sensors to the process condition, any abnormality in the process can be identified, but it still holds some degree of certainty. Our hypothesis in this research is to capture the features of equipment condition data from healthy process library. We can use the health data as a reference for upcoming processes and this is made possible by mathematically modeling of the acquired data. In this work we demonstrate the use of recurrent neural network (RNN) has been used. RNN is a dynamic neural network that makes the output as a function of previous inputs. In our case we have etch equipment tool set data, consisting of 22 parameters and 9 runs. This data was first synchronized using the Dynamic Time Warping (DTW) algorithm. The synchronized data from the sensors in the form of time series is then provided to RNN which trains and restructures itself according to the input and then predicts a value, one step ahead in time, which depends on the past values of data. Eight runs of process data were used to train the network, while in order to check the performance of the network, one run was used as a test input. Next, a mean squared error based probability generating function was used to assign probability of fault in each parameter by comparing the predicted and actual values of the data. In the future we will make use of the Bayesian Networks to classify the detected faults. Bayesian Networks use directed acyclic graphs that relate different parameters through their conditional dependencies in order to find inference among them. The relationships between parameters from the data will be used to generate the structure of Bayesian Network and then posterior probability of different faults will be calculated using inference algorithms.

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무선 센서네트워크에서 노드의 에너지와 연결성을 고려한 클러스터 기반의 백본 생성 알고리즘 (On Generating Backbone Based on Energy and Connectivity for WSNs)

  • 신인영;김문성;추현승
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제10권5호
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    • pp.41-47
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    • 2009
  • 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Networks)는 기존의 애드혹 네트워크(Ad-hoc Networks)보다 제한된 노드 자원, 배터리 의존성과 같은 제약사항을 가진다. 이러한 이유로 기존의 방법들과는 다른 형태의 에너지 효율적인 라우팅 연구가 진행되었지만 여전히 많은 문제점을 가지고 있다. 그러므로 본 논문에서는 노드의 에너지와 차수를 고려한 클러스터 기반의 백본 생성 알고리즘을 제안한다. 클러스터링과 같은 계층구조 방식은 본질적으로 데이터 집중 및 융합에 유리한 장점이 있으며, 클러스터 헤드의 관리에 의해서 일반 노드들을 조정하여 전력 소모도 낮출 수 있다. 또한 백본을 구성하는 백본노드만 라우팅 정보를 유지하여 제어트래픽과 같은 통신오버헤드를 크게 줄일 수 있으며, 깨어있는 노드의 수를 최소화할 수 있다. 그러나 백본노드들은 비백본 노드의 트래픽을 모두 처리해야 하므로 에너지 소모가 크다. 따라서 에너지레벨 또는 차수가 높은 노드를 클러스터헤드로 선정해서 강건한 백본을 형성하고, 헤드 주변 노드 간 패킷전달의 역할을 분산함으로써 전체 네트워크 라이프타임(Network Lifetime)을 증가시킬 수 있는 방안을 제안한다. 시뮬레이션 결과에서 제안 알고리즘은 기존 연구에 비해 클러스터헤드의 잔여에너지측면에서 약 10.36%, 차수측면에서 약 24.05%의 성능 향상을 보이며, 네트워크 라이프타임도 향상되었다.

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고체 산화물 수전해 시스템(SOEC)에서 전기화학적 특성의 온도 의존성에 대한 수치 모델링 (A Numerical Modeling of the Temperature Dependence on Electrochemical Properties for Solid Oxide Electrolysis Cell(SOEC))

  • 한경호;정정열;윤도영
    • 에너지공학
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    • 제29권2호
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    • pp.1-9
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    • 2020
  • 최근 탄화수소를 에너지원으로 사용하는 엔진을 대체할 동력원으로 연료 전지가 주목을 받게 되면서 수소 생산 기술에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 수소를 생산하는 다양한 방법 중에 고체 산화물 수전해 시스템(SOEC)은 수소를 생산하기 위한 기초적이고, 친환경적인 방법이다. 고체 산화물 수전해 시스템은 고온, 고압 조건에서 운전이 가능하여 낮은 에너지 수요와 높은 열효율을 지니기 때문에 실험적인 연구가 활발하게 진행되고 있다. 하지만 실험적인 연구 성과에 비해 수치모델 연구는 비교적 부진하다. 이에 대한 원인으로 기존의 수치모델이 온도와 압력의 변화에 따른 성능 예측의 유효성이 상당히 낮기 때문으로 판단하였다. 이에 본 연구에서는 고체 산화물 수전해 시스템의 셀 성능 예측의 유효성을 높일 수 있는 방안을 제시하기 위해서 Patterened Ni-YSZ cermet electrode(40 wt%, Ni-60 wt% YSZ)/8-YSZ (TOSOH, TZ8Y)/LSM (La0.9Sr0.1MnO3)로 구성된 상용 막-극 접합체의 기존의 연구 데이터를 활용하였다. 온도에 따른 전기화학적 특성의 영향을 수치적으로 분석한 결과, 유효성에 가장 큰 편차를 가져오는 변수들은 charge transfer coefficient(CTC), exchange current density, diffusion coefficient, electrical conductivity인 것으로 나타났다. 온도와 압력에 따른 해당 변수들의 영향 및 경향성을 분석하여 과전압 모델을 제시하였다. 다양한 모델의 적용과 타당성을 확보하기 위해서 교차-검증이 도입되었다. 그 결과, 체계화된 유효성 검증 과정에 기초한 고체 산화물 수전해 시스템의 수치 모델은 뛰어난 성능의 예측 결과를 보여주었다.

실험계획법을 이용한 TCP 데이터 부분에 대한 상호운용성 시험스위트 생성 (Interoperability Test Suite Generation for the TCP Data Part using Experimental Design Techniques)

  • 유지원;김명철;설순욱;강성원;이영희;이근구
    • 한국정보과학회논문지:정보통신
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    • 제28권2호
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    • pp.277-287
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    • 2001
  • 통신 프로토콜의 상호운윤성을 시험하기 위한 시험경우를 생성하는 방법론이 논문[1, 2, 3]에서 제안되었고 TCP와 ATM프로토콜에 적용되었다. 이들 방법론으로 생성된 시험경우는 제어부분만을 고려하고 있다. 그러나 실제 시험에 있었서는 데이터를 고려하여야 하며 완전한 시험이 되기 위해서는 이들 변수들이 가질 수 있는 모든 값에 대한 시험을 거쳐야 하지만 이것은 현실적으로 불가능하다. 본 논문에서는 데이터를 포함하는 시험을 하기 위하여 논문[1]에서 도출한 시험경우에 제어 부분과 데이터 부분을 동시에 고려하여 TCP의 연결설정 절차에 대한 시험경우를 도출한다. 이 과정에서 시험경우의 수가 너무 커지는 것을 피하기 위해 최소의 실험횟수로 최대의 정보를 얻을 수 있도록 실험계획법을 이용한다. 실험계획법은 적합성 시험에는 적용되었지만 아직 상호운용성 시험에는 적용되지 않았다. 이 방법을 통해 데이터 부분을 포함하는 상호운용성 시험경우를 생성하고 시험의 검출력을 유지하면서 최소화된 시험경우로 상호운용성 시험을 할 수 있는 기능성을 보인다

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돈분뇨로부터 발생하는 암모니아의 배출 특성 (Emission Characterization of Ammonia Produced from Swine Nightsoil)

  • 이은영;이소진
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.308-314
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    • 2010
  • 축산 악취물질인 암모니아가스를 대상으로 하여 환경개선제 사용시 자돈의 돈분뇨에서 발생되는 암모니아가스의 발생특성에 대한 연구를 수행하였다. 이 실험을 위하여 96 L의 부피를 가지는 아크릴 악취발생기를 제작하였다. 돈분으로부터 악취를 발생한지 한시간이 경과되면, 대략 평균 24.3ppmv의 암모니아가 발생되고, 범위는 16~40 ppmv였다. 실험결과 분무용 제제의 경우 분무 직후에 50~90%의 저감효과를 보였고, 1차 분무 시 지속성은 약 2일 정도로 나타났다. 천연탈취제의 지속성이 타 제품과 비교할 때 가장 우수하였다. 본 연구에서는 6구획의 실험구를 설정하였고, 5종류의 사료용 제제 첨가구와 일반 사료구에서 모두 항생제를 제외한 사료를 자돈에 급이하였다. 실험구엔 자돈($6.3{\pm}0.2\;kg$) 60마리를 대상으로 하여 각 구획당 10마리였으며, 총 35일간 실험이 진행되어 각 제제가 암모니아 방출에 미치는 영향을 일주일에 한번씩 살펴보았다. 사료용 제제를 급여한 자돈의 돈분에서의 암모니아 발생량은 일반사료만을 먹은 자돈의 돈분에서의 암모니아 발생량보다 낮았다. 사료용 제품중 효율이 우수한 제품은 7주 전 기간에 걸쳐 71~99%의 지속적 암모니아 저감효율을 보여주었으며, 일부 제품의 경우 초기 저감효율이 일시적이고 전기간에 걸쳐 전혀 암모니아 저감효율을 보여주지 않은 제품도 있었다.

지열 발전정 시멘팅을 위한 G-class 시멘트 특성 평가에 관한 연구 (Evaluation of Characteristics of G-class Cement for Geothermal Well Cementing)

  • 원종묵;전종욱;박상우;최항석
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제29권5호
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    • pp.29-38
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    • 2013
  • G-class 시멘트는 지열발전소 가동 시에 지열정에서 고온의 지열수나 증기를 심부에서 지표면까지 이동시키는 케이싱을 보호하는 시멘팅 재료로서 이용된다. 지열정을 통한 원활한 지열발전을 위해서는 시멘팅 재료의 물리적 특성들이 만족되어야 한다. 본 연구에서는 G-class 시멘트를 지열정 시멘팅 재료로서의 중요한 물리적 특성인 유동성, 일축압축강도, 열전도도, free fluid 함유율(Free fluid content) 등을 평가하기 위해, 다양한 물/시멘트 비 조건에서 실내실험을 수행하였다. G-class 시멘트에 대한 물리적 특성 평가를 통해 다음과 같은 결론을 도출하였다. (1) G-class 시멘트의 유동성은 소량의 응고지연제(retarder)를 첨가하여 증가 시킬 수 있다. (2) 유동성 확보를 위해 물/시멘트 비를 높일 경우, 일축압축강도가 감소하여 지열정의 구조적 문제를 야기할 수 있다. (3) G-class 시멘트의 열전도도는 지열정 가동 시에 지열정에서 외부 지반으로의 열손실이 거의 없을 정도로 낮게 평가되었다. (4) G-class 시멘트를 시멘팅 재료로 이용할 경우, 블리딩(bleeding) 가능성은 매우 낮은 것으로 판단된다. (5) 페놀프탈레인 지시약은 지열정 시공시 지표면에서 시추용 이수와 G-class 시멘트를 구분하기 위해 적합할 것으로 판단된다.

WBAN 환경에서 효율적 데이터 전송을 위한 매체 접근 스케줄링 기법 (The Medium Access Scheduling Scheme for Efficient Data Transmission in Wireless Body Area Network)

  • 장은미;박태신;김진혁;최상방
    • 전자공학회논문지
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    • 제54권2호
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    • pp.16-27
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    • 2017
  • 무선 인체 영역 네트워크 표준인 IEEE 802.15.6은 의료 데이터뿐만 아니라 신체활동, 스트리밍, 멀티미디어 게임과 같은 생활정보 및 엔터테인먼트 등의 비-의료 데이터를 함께 전송하는 것을 목표로 한다. 이러한 데이터의 전송을 수행하는 서비스들은 매우 다양한 데이터 전송률을 가지며 공유 전송 매체에 접근하는 간격 및 연속적으로 접근하는 횟수의 분포가 다양하게 나타난다. 서로 다른 전송률을 가진 다수의 노드가 공유 전송 매체에 접근할 때 효율적인 충돌 방지 및 전송 매체 할당을 수행해야 한다. IEEE 802.15.6 표준의 CSMA/CA 매체 접근 제어 방법은 공유 매체에 접근을 분산시키고 충돌을 회피하기 위해 부가적인 제어 패킷을 전송하며, 전송대기 상태의 센서 노드도 채널의 상태를 계속 확인한다. 이는 추가적인 오버헤드 발생으로 인한 에너지 비효율적인 측면을 보인다. 이러한 단점은 무선 인체 영역 네트워크의 저전력, 저 계산비용 요구사항과 상충하며, 효율적인 무선 인체 영역 네트워크 운용을 위해서는 이러한 오버헤드를 최소화하여야 한다. 따라서 본 논문에서는 각 센서 노드가 생성하는 데이터양에 따라 공유 전송 매체에 접근하는 시간 간격을 조절하여 전송을 시도하는 매체 접근 스케줄링 기법과 데이터 우선순위로 인한 전송 양보가 발생한 센서 노드의 우선순위를 다음 전송 성공 시까지 일시적으로 조절하여 공정성을 보장하는 우선순위 조절 알고리즘을 제안한다.