• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.581-584
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• 2007

(HFC(hydrofluorocarbon, 수소불화탄소)는 오존층 파괴 지수가 낮기 때문에 CFC(chlorofluorocarbon)의 대체 물질로 냉매와 발포제로 널리 사용되고 있는 물질이다. 하지만 HFC는 지구온난화 지수가 높은 기체이므로 대기중으로 방출되는 것을 막기 위해 분리/회수하여 재활용하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 공기와 HFC의 혼합기체로부터 HFC만을 분리해 내는 방법으로 가스 하이드레이트 형성법을 제안하였다. 이 방법의 열역학적 타당성을 검증하기 위하여 질소+HFC-134a 혼합기체에 대하여 275-285 K의 온도 범위와 1-27 bar의 압력범위에 걸쳐서 가스 하이드레이트 상평형을 측정하였다. 질소는 가스 하이드레이트를 형성하기 위하여 0 $^{\circ}C$에서 150 bar 이상의 높은 압력이 필요한 반면 HFC-134a는 대기압에 가까운 낮은 압력이 필요하다. 두 기체의 평형 압력의 차가 크다는 것은 가스 하이드레이트 형성법을 이용할 경우 기체의 분리 효율이 매우 높다는 것을 나타낸다. 그리고, 본 실험을 통해서 얻어진 혼합기체의 하이드레이트상(H)-액상($L_W$)-기상(V)의 3상 평형선이 순수한 HFC-134a의 3상 평형선에 가깝게 위치하였다. 이는 가스 하이드레이트를 이용한 분리법이 낮은 압력에서 운전될 수 있음을 나타낸다. 이 분리법은 낮은 압력에서 운전되어 경제적일 뿐만 아니라 물 이외의 다른 매개체를 사용하지 않기 때문에 환경 친화적인 공정이라 할 수 있다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권6호
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• pp.1583-1588
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• 2010

A single step fabrication process of carbon nanotube/Prussian Blue (CNT/PB) paste electrodes based on screen printing technology has been studied as an amperometric sensor for the determination of hydrogen peroxide and free chlorine. Compared to the classical carbon paste (CP) electrode, the CNT paste electrode greatly enhanced the response in the presence of hydrogen peroxide due to the electrocatalytic activity of the CNT. Based on the CNT/binder paste, PB was also incorporated into a network of CNT paste and characterized. The best electroanalytical properties of PB-mixed sensors to hydrogen peroxide were obtained with PB ratio of 10 wt % composition, which showed fast response time ($t_{90}{\leq}5$ s; 0.2 - 0.3 mM), low detection limit of 1.0 ${\mu}M$, good linear response in the range from $5.0{\times}10^{-5}$ - $1.0{\times}10^{-3}$ mol $L^{-1}$ ($r^2$ = 0.9998), and high sensitivity of -8.21 ${\mu}AmM^{-1}$. In order to confirm the enhanced electrochemical properties of CNT/PB electrode, the sensor was further applied for the determination of chlorine in water, which exhibited a linear response behavior in the range of 50 - 2000 ppb for chlorine with a slope of 1.10 ${\mu}Appm^{-1}$ ($r^2$ = 9971).

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.171-176
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• 2022

신속한 차단 사양을 위한 통신 신호는 시스템 구성과 관계없이 NEC 2014, NEC 2017 또는 해당 UL 규격에서는 "적용되는 모든 태양광(PV) 시스템의 빠른 차단 요구사항을 지원하도록 설계한다"라고 규정되어 있다. 한편 신재생에너지 관련 국내 규정 등을 보면 각 기관에서 정한 기준이나 규정, 지침 등은 일반적이거나 해당 기관이 필요한 부분만 제정해서 운영 중이다. 이러한 것들을 태양광 시설에 적용하기에는 미흡한 점이 많아 설계, 감리자와 검사기관의 검사 기준, 검사자의 기술 수준에 따라 과도하게 설비를 하는 경우 등이 발생하고 있다. 국제적으로 통용되는 IEC 규격은 각종 시설규격을 자세히 다루고 있다. 유럽 각국에서는 IEC를 근간으로 별도의 시설 규정이 있는데, 특히 기기의 성능, 안전성 등을 상세하게 다루고 있고, 미국 등 북미에서 적용하는 'NEC Article 690'인 경우 각 항목이 매우 상세하게 기술하고 있다. 따라서 본 논문에서는 국제적으로 통용 및 현재 적용되고 있는 태양광(PV) 셧다운(Shutdown) 기술에 대한 세부 내용들을 살펴보고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.140-140
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• 2010

최근 정부가 저탄소 녹색성장을 새로운 국정비전으로 제시하고 혁신적 그린에너지 기술개발을 위해 연평균 20%이상의 R&D 예산을 증액하고 있는 상황에서 연구개발결과의 상용화율 제고를 위한 연구기획, 평가, 관리시스템의 개선이 시급한 실정이다. 특히 선진국의 경우 최근 3년간 에너지분야 R&D의 상용화율이 미국 35.9%, 유럽 46.8%로서 24.2%인 한국에 비해 매우 높다고 할 수 있다. 이와같은 격차가 존재하는 것에 대해서 다양한 요인을 생각해볼 수 있겠지만, 크게 시장적인 또는 산업적인 측면에서의 중요도를 기준으로 연구과제를 선정하지 못하고 있다는 점과 연구개발결과를 효율적으로 사업화하고 있지 못하고 있다는 점을 생각해볼 수 있다. 특히 에너지 분야는 대규모 자금의 초기소요 및 개발기술 상용화기간의 장기화등으로 인해 사업화 실적이 타산업대비 매우 저조한 편이다. 이와같은 연구결과의 사업화와 관련된 문제점을 극복하기 위한 노력으로 국내에서 다양한 형태의 기술사업화 지원프로그램이 운영괴고 있으나, 에너지 분야에 특화된 프로그램은 부족한 상황이다. 반면에 미국의 경우, 재생에너지 R&D분야 전문투자자 그룹인 클린테크그룹 등을 중심으로 2002년부터 현재까지 다수의 녹색기술분야에 특화된 기술사업화 지원 프로그램을 운영하고 있다. 그 결과 현재까지 약 9년간 총 16억$의 투자유치에 성공함으로써 민간투자 활성화 역할을 담당하고 있다. 따라서 국내의 경우에도 이와같은 에너지 R&D 결과를 효과적으로 사업화로 연계시킬 수 있는 관련 프로그램 등이 시급히 도입되어야 할 것이다. 본 논문에서는 국내의 사업화 부진문제를 해결하기 위한 하나의 방안으로서 올해부터 정부주관으로 시행되고 있는 녹색인증사업을 활용하여 사업화가 유망한 기술 및 기업을 선별하고, 이에 대해 사업화 지원을 위한 후속프로그램을 적극 지원함으로써 연구개발결과의 경제적 활용도를 획기적으로 개선하는 방안을 제시하고자 한다. 또한 사업화 지원프로그램의 효율성을 높이기 위해 수도권, 영남권, 호남권 등 지역별 TP 등을 중심으로 기술사업화 협력 네트워크를 구축하고, 이를 기반으로 한 수요기술조사, 기술마케팅, 투자자유치 등의 관련프로그램을 개발하여 전단의 시스템과 융합시킴으로써 향후의 정부주도 R&D결과의 상용화율을 제고할 수 있는 시스템을 제안하고자 한다. 이에는 에너지 R&D분야별 기술적 시장적 특징분석, 지역별 산업특성과 기술공급 서플라이 체인분석을 토대로 한 기술이전 잠재수요기업 투자자를 대상으로 한 맞춤형 기술사업화 프로그램 등이 포함된다. 마지막으로 제안된 시스템에 대한 타당성 검증을 위해 올해년도에 시행한 녹색인증 기술사업화 연계프로그램 및 기술사업화 협력네트워크 활용사례 등을 분석하고, 향후 발전방향으로서 기술사업화 유관기관간간 기술사업화 정보교환 및 사업화 유망기술 기업 마케팅 등을 기본내용으로 한 시장지향적 녹색에너지 R&D 관리 시스템 구축방안을 제시하고자 한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.345-357
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• 2011

최근 지구환경문제와 에너지원의 다각화를 위한 일환으로 파랑에너지를 이용하는 신재생에너지의 기술개발이 유럽과 일본 등을 중심으로 활발히 추진 및 실용화되고 있다. 특히, 케이슨 내의 공기실에서 파랑에 의한 수면의 상하운동으로 유도되는 공기흐름을 이용하는 진동수주형 파력발전시스템은 가장 효율적인 파랑에너지흡수장치로 알려져 있고, 따라서 상업화에 가장 근접한 파력발전장치 중에 하나이다. 본 연구에서는 진동수주형 파력발전구조물에서 터빈(Wells터빈)에 직접 작용하는 공기흐름속도를 2차원 및 3차원수치실험으로부터 검토하며, 이 때 형상의 변화에 따른 공기의 최대흐름속도를 추정하여 진동수주형 파력발전구조물의 최적형상을 논의한다. 수치해석에서는 기체와 액체의 혼상동적현상을 동일한 지배방정식으로 해석하는 혼상류(2상류)수치모델에 기초한 3차원수치파동수로를 적용하였다. 이로부터 입사주기대에 따라 최적형상의 크기가 상이하게 나타나는 것을 확인할 수 있었고, 최소의 반사율이 발생하는 주기 대에서 공기흐름이 최대로 된다는 것을 알 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제18권2호
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• pp.145-152
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• 2012

최근 지구온난화 문제가 대두되면서 신재생에너지 개발을 위한 여러 기술적인 해결책이 제시되고 있는데, 그 중 산업적으로 크게 주목을 받고 있는 분야가 바로 해양에너지이다. 삼면이 바다로 둘러싸인 우리나라는 부존자원이 풍부하여 조력, 조류, 파력에너지에 대한 실용화 기술이 요구되고 있으며, 특히 빠른 조류흐름을 이용하는 조류발전은 해양환경에 거의 영향을 끼치지 않는 친환경적인 발전 방법이다. 조류발전은 조수간만에 의해 발생되는 해수의 자연적인 수평 유체흐름을 로터 및 발전기를 설치하여 회전운동으로 변환시켜 전력을 생산하는 발전 형태이다. 조류발전은 로터의 방향에 따라 크게 수평축 형태와 수직축 형태로 구별할 수 있으며, 발전량은 로터 단면의 크기와 조류속도에 따라 큰차이가 난다. 따라서 본 연구는 저수심형 100 kW급 수평축 조류발전 터빈의 성능해석을 위하여 상용 ANSYS-CFX를 이용하여 3차원 유동해석및 성능평가를 수행하였고, 유동해석을 통해 회전하는 로터 블레이드 표면 유선, 로터 주변 3차원 유동특성에 대해 고찰을 하였다. 그 결과 토크는 터빈의 날개가 증가함에 따라 증가하다가 TSR 3.77에서 최대토크가 발생하였으며, 그 이후 날개끝 속도비가 증가해도 토크는 감소하였다. 또한, 설계유속에서 0.38의 최대 출력계수를 얻었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.187-192
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• 2019

수요관리와 정전에 대한 비상전원 기능을 갖춘 하이브리드 전력저장시스템으로 비상발전설비가 필요한 빌딩 및 공장건축 시에 투자비를 최소화하고, 상시 전력비를 절감함으로서 경제성을 확보할 수 있 기술을 개발함으로써 새로운 비즈니스 모델을 제시한다. 평상시에 STS(Static Transfer Switch)를 통해 부하에 계통 전력을 공급하고 PCS는 계통에 병렬로 연계되어 수요관리를 수행한다. EMS는 수요예측을 통한 전력의 효율적 운용을 위해 ESS에 충방전 지령을 PMS(Power Management System)로 하달하고 PMS는 다시 PCS 제어기로 지령을 전달하여 시스템을 운용한다. 정전시에는 STS가 계통으로부터 빠르게 이탈되면서 PCS는 독립 전원이 되어 부하 측에 정전압/정주파수의 전력을 공급할수 있는 구조이다. 따라서 하이브리드 ESS에 대한 실 계통 연계 및 독립 운전 성능 검증을 통한 신뢰성을 확보할수 있고, 저탄소 녹색성장 기술의 효율적 전력망과 연계 운영이 가능하게 함으로써 ESS 연계를 통한 신재생에너지 발전에 의한 불규칙한 전력 품질개선, 피크부하 기여도 제고가 가능하다. 또한 현재 석탄 화력이 담당하고 있는 주파수추종 예비력을 ESS로 대체함에 따라 연료비가 높은 LNG 발전기 가동비용을 절감할 수 있는 기대효과가 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.493-493
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• 2014

The manufacturing cost of thin-film photovoltics can potentially be lowered by minimizing the amount of a semiconductor material used to fabricate devices. Thin-film solar cells are typically only a few micrometers thick, whereas crystalline silicon (c-Si) wafer solar cells are $180{\sim}300\mu}m$ thick. As such, thin-film layers do not fully absorb incident light and their energy conversion efficiency is lower compared with that of c-Si wafer solar cells. Therefore, effective light trapping is required to realize commercially viable thin-film cells, particularly for indirect-band-gap semiconductors such as c-Si. An emerging method for light trapping in thin film solar cells is the use of metallic nanostructures that support surface plasmons. Plasmon-enhanced light absorption is shown to increase the cell photocurrent in many types of solar cells, specifically, in c-Si thin-film solar cells and in poly-Si thin film solar cell. By proper engineering of these structures, light can be concentrated and coupled into a thin semiconductor layer to increase light absorption. In many cases, silver (Ag) nanoparticles (NP) are formed either on the front surface or on the rear surface on the cells. In case of poly-Si thin film solar cells, Ag NPs are formed on the rear surface of the cells due to longer wavelengths are not perfectly absorbed in the active layer on the first path. In our cells, shorter wavelengths typically 300~500 nm are also not effectively absorbed. For this reason, a new concept of plasmonic nanostructure which is NPs formed both the front - and the rear - surface is worth testing. In this simulation Al NPs were located onto glass because Al has much lower parasitic absorption than other metal NPs. In case of Ag NP, it features parasitic absorption in the optical frequency range. On the other hand, Al NP, which is non-resonant metal NP, is characterized with a higher density of conduction electrons, resulting in highly negative dielectric permittivity. It makes them more suitable for the forward scattering configuration. In addition to this, Ag NP is located on the rear surface of the cell. Ag NPs showed good performance enhancement when they are located on the rear surface of our cells. In this simulation, Al NPs are located on glass and Ag NP is located on the rear Si surface. The structure for the simulation is shown in figure 1. Figure 2 shows FDTD-simulated absorption graphs of the proposed and reference structures. In the simulation, the front of the cell has Al NPs with 70 nm radius and 12.5% coverage; and the rear of the cell has Ag NPs with 157 nm in radius and 41.5% coverage. Such a structure shows better light absorption in 300~550 nm than that of the reference cell without any NPs and the structure with Ag NP on rear only. Therefore, it can be expected that enhanced light absorption of the structure with Al NP on front at 300~550 nm can contribute to the photocurrent enhancement.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.61.1-61.1
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• 2010

$CuIn_{1-x}-GaxSe_2$ based materials with direct bandgap and high absorption coefficient are promising materials for high efficiency hetero-junction solar cells. CIGS champion cell efficiency(19.9%, AM1.5G) is very close to polycrystalline silicon(20.3%, AM1.5G). A reduction in the price of CIGS module is required for competing with well matured silicon technology. Price reduction can be achieved by decreasing the manufacturing cost and by increasing module efficiency. Manufacturing cost is mostly dominated by capital cost. Device properties of CIGS are strongly dependent on doping, defect chemistry and structure which in turn are dependent on growth conditions. The complex chemistry of CIGS is not fully understood to optimize and scale processes. Control of the absorber grain size, structural quality, texture, composition profile in the growth direction is important to achieving reliable device performance. In the present work, CIS nanoparticles were prepared by a simple wet chemical synthesis method and their structural and optical properties were investigated. XRD patterns of as-grown nanopowders indicate CIS(Cubic), $CuSe_2$(orthorhombic) and excess selenium. Further, as-grown and annealed nanopowders were characterized by HRTEM and ICP-OES. Grain growth of the nanopowders was followed as a function of temperature using HT-XRD with overpressure of selenium. It was found that significant grain growth occurred between $300-400^{\circ}C$ accompanied by formation of ${\beta}-Cu_{2-x}Se$ at high temperature($500^{\circ}C$) consistent with Cu-Se phase diagram. The result suggests that grain growth follows VLS mechanism which would be very useful for low temperature, high quality and economic processing of CIGS based solar cells.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.123.2-123.2
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• 2010

Fuel Cell cogeneration system is a promising technology for generating electricity and heat with high efficiency of low pollutant emission. We have been developed 5kW class fuel cell cogeneration system for commercial and residential application. The fuel processor is a crucial part of producing hydrogen from the fossil fuels such as LNG and LPG. The 5kW class high efficiency fuel processor consists of steam reformer, CO shift converter, CO preferential oxidation(PrOx) reactor, burner and heat exchanger. The one-stage CO shift converter process using a metal oxide catalyst was adopted. The efficiency of 5 kW class fuel processor shows 75% based on LHV. In addition, for the purpose of continuous operation with load fluctuations in the commercial system for residential use, load change of fuel processor was tested. Efficiency of 30%, 50%, 70% and 100% load shows 75%, 75%, 73% and 72%(LHV), respectively. Also, during the load change conditions, the product gas composition was stable and the outlet CO concentration was below 5 ppm. The Fuel processor operation was carried out in residential fuel cell cogeneration system with fuel cell stack under dynamic conditions. The 5kW class fuel processor have been evaluated for long-term durability and reliability test including with improvement in optimal operation logic.