• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.50.2-50.2
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• 2011

염료감응형 태양전지는 기존의 실리콘 태양전지에 비해 저렴한 가격과 다양한 날씨 조건에서도 태양광과의 반응성이 안정하다는 여러 가지 장점을 갖고 있다. 하지만 광전 변환 효율이 기존의 실리콘 태양전지에 비해 현저히 떨어진다는 문제점과 장기적으로 안정하지 못하다는 단점을 가지고 있다. 이러한, 염료감응형 태양전지에서 크게 광전 변환 효율을 향상시킬 수 있는 재료는 염료, $TiO_2$와 같은 반도체 산화물전극 재료, 전해질이다. 이 중 $TiO_2$의 특성 및 크기는 염료감응형 태양전지의 효율에 영향을 미친다. 염료감응형 태양전지의 광전 변환 효율을 증가시키기 위해서 $TiO_2$는 넓은 비표면적, 높은 전자의 이동성 및 태양광과의 우수한 반응성을 가져야 한다. Microwave hydrothermal 방법에 의해 제조된 hollow $TiO_2$를 염료감응형 태양전지에 적용시킬 경우 기존의 $TiO_2$의 광흡수 반응이 200~400 nm 사이에서 발생하는 반면, hollow $TiO_2$의 광흡수 반응은 기존의 UV 영역인 200~400 nm 뿐만 아니라 가시광 영역인 400~460 nm 에서도 광흡수 반응이 가능하기 때문에 염료감응형 태양전지에서 광전 변환효율을 증가 시킬 수 있을 것으로 기대된다. 또한, microwave hydrothermal법에 의해 제조된 hollow $TiO_2$는 150-200 nm의 크기를 갖으며 20-30 nm 크기의 $TiO_2$ particle들로 이루어져 있다. hollow $TiO_2$ (150-200 nm)를 기존의 $TiO_2$ (10-20 nm) 층 위에 올려 염료감응형 태양전지의 electrode에 적용할 경우 기존의 $TiO_2$ 단층을 이용한 것보다 우수한 light-scattering 효과를 갖게 되어 광전 변환 효율 증가에 긍정적인 영향을 미칠 것이다. 본 연구에서는 hollow $TiO_2$의 광학적 특성 및 결정성이 염료감응형 태양전지에 미치는 영향을 조사하였다. hollow $TiO_2$의 광학적 특성 및 결정성의 변화를 위하여 microwave hydrothermal 법의 합성 온도 및 합성시간에 변화를 주었다. hollow $TiO_2$의 광학적 특성은 UV-visible spectrometer를 이용하여 조사하였으며, hollow $TiO_2$의 형상과 결정학적 특성은 TEM과 SEM 그리고 X선 회절 분석을 이용하여 관찰되었고, hollow $TiO_2$의 비표면적 측정은 BET 측정법을 이용하였다. 또한 염료감응형 태양전지 cell을 제작하여 $100mW/cm^2$(AM 1.5G) 기준에서 광전 변환 효율을 측정하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.49.1-49.1
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• 2011

집광채광 설비는 건축물의 조명에너지 절감 및 자연광의 실내 유입을 위해 적용 가능한 태양에너지설비로써 다른 신 재생 에너지 설비와 다르게 연간에너지생산에 대한 정량적 데이터가 아직까지 부재하다. 집광채광 설비의 설치효과를 판단하기 위해서는 집광채광 설비 설치에 따른 연간 에너지생산량 산출이 필요하며, 이를 위해서는 각 구성부분(집광부, 전송부 및 산광부)의 광전송 효율에 대한 데이터가 구축되어야 한다. 본 연구는 집광채광 설비의 효율 분석에 관한 첫 번째 단계로써 외부광속에 대한 집광부 통과 직후의 내부광속의 비율을 예측하였다. 국내에 보급된 집광채광 설비는 대부분 프리즘형과 광덕트형이며, 우선적으로 집광부 입사면의 경사각과 방위각이 다양하여 내부광속 산출방법론이 매우 복잡한 프리즘형을 분석대상으로 삼았다. 전일사량, 외부조도 및 집광부 내부조도가 측정되었으며, 외부광속으로부터 내부광속을 산출하는 공식을 유도하기 위해 천공상태에 따라 전일사량 측정치가 직산분리 되었다. Perez model과 Liu and Jordon에 의해 제시된 계산식과 입사면 및 집광부 면적을 고려하여 수평면 외부조도 측정치로부터 외부광속이 그리고 내부조도로부터 내부광속이 산출되었다. 입사면의 투과율이 동일하다는 전제 하에 천공상태에 따른 태양광 투과 비율을 도출한 결과, 담천공(Kt ${\leq}$ 0.3)에서 0.39, 부분담천공(0.3${\geq}$ 0.78)에서 1.0으로 나타났다. 도출된 투과비율을 외부광속에 적용하여 내부광속을 계산한 결과치와 측정치는 약 ${\pm}9%$ 정도의 차이를 보였다. 연간 기상데이터에 위와 같은 방법론이 적용되면 프리즘형 집광부의 연간 내부광속이 산출될 수 있다. 또한 기존 연구에서 제시된 발광효율 산출식과 일사 파장에 따른 시감도를 고려하면 매 시간별 외부조도도 산출이 가능하다. 일사량 측정치와 외부조도 측정치 사이의 상관관계를 분석한 결과 결정계수 $R^2$이 0.99인데 반해 일사량 측정치와 외부조도 계산치 사이의 상관관계 결정계수는 0.95로 측정치 보다 약간 작은 값을 갖는다. 이렇게 산출된 외부조도는 각 입사면의 면적을 반영하여 외부광속으로 변환되고, 앞서 산출된 천공상태별 투과비율이 적용됨으로써 내부광속이 도출될 수 있다. 이와 같은 집광부에 대한 연구를 바탕으로 향후 전송부와 산광부 효율을 도출하고 궁극적으로 집광채광 설비를 통해 실내에 전달되는 연간 빛에너지를 예측할 수 있을 것이다. 또한 본 연구의 방법론은 다른 형태의 집광채광 설비에도 적용이 가능할 것으로 판단되며, 국내 집광채광 설비의 연간 에너지생산량에 대한 폭 넓은 데이터 구축이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.71.2-71.2
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• 2011

300MW 급 태안 IGCC 가스화 플랜트 및 기존 발전소에 CCS 를 설치할 경우에 대해 기술 타당성 검증을 목적으로 CCS 모델링을 수행하였다. CCS Case Studies 는 플랜트 운전부하에 따른 $CO_2$ 제거율, $H_2S$ 제거율, 소모동력 범위 등 플랜트 성능을 예측할 수 있다. Case Studies 결과를 활용하여 설계된 CCS 설비 용량이 운전범위에 적합한지를 판단할 수 있고 과잉 설계되었을 경우 플랜트 건설비를 절감할 수 있다. IGCC 가스화 플랜트에서 생산되는 합성가스의 $CO_2$ 분압, 목표 $CO_2$ 제거율, 경제성을 기준으로 적합한 CCS 공정을 판단한 결과 Selexol 공정이 선정되었다. Selexol 공정은 고압, 고농도의 산성가스 제거에 적합하며 다른 물리적 용매인 Rectisol 공정에 비해 건설비용이 경제적이고 화학 흡수제인 아민과 비교하여 운전 온도 범위가 넓다. CO, $H_2O$ 를 $CO_2$, $H_2$ 로 전환하는 Water Gas Shift Reaction (WGSR) 공정은 Co/Mo 촉매 반응기로 구성되었고 Selexol 공정은 $H_2S$ Absorber, $H_2S$ Stripper, $CO_2$ Absorber, $CO_2$ Flash Drum 로 구성되었다. WGSR+Selexol 모델링은 Wet Scrubber 후단의 합성가스 (40.5 bar, $136{\sim}139^{\circ}C$) 를 대상으로 하였다. WGSR+Selexol 공정 운전 조건 변화 [Process Design Case(PDC), Equipment Design Case(EDC), Turndown Design Case(TDC)] 에 따른 플랜트 모델링 결과를 비교분석 하였다. 주요 분석 내용은 WGSR 설비에서의 CO 의 $CO_2$ 전환 효율, Selexol 설비에서 $CO_2$ 제거 효율, $H_2S$ 제거 효율이다. 모델링 결과 WGSR 설비에서의 CO 의 $CO_2$ 로의 전환율 99.1% 이상, Selexol 설비에서 $CO_2$ 제거율은 91.6% 이상, $H_2S$ 제거율 100%이었다. CCS 설비 설치에 따른 플랜트 성능 영향을 분석하기 위해서 CCS 설비의 Chiller, Compressor, Pump 소비동력을 계산하였다. 모델링 결과 Chiller 는 2.6~8.5 MWth, Compressor 는 3.0~9.6 MWe, Pump 는 1.4~3.0 MWe 범위 이었다. 플랜트 로드가 50%인 TDC 소모동력은 플랜트 로드가 100%인 PDC 소모동력의 절반 수준이었다. 합성가스를 WGS+Selexol 공정을 통해 수소가스로 전환시키면 가스터빈 연료가스의 Lower Heating Value (LHV) 값이 평균 11.5% 감소하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.48-48
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• 2011

2010년 약 19.5 GWp 의 규모로 성장한 태양광 시장의 주요 소재는 실리콘을 이용한 태양전지이며, 고성능 및 고효율 태양전지 시장이 급성장 하였다. 이러한 고품질 태양전지에 사용되는 주요 원료인 9N 급 폴리실리콘은 2008년 4월 $265/kg 까지 상승하였으나, 점차 하향안정세에 있으며, 급속한 가격 경쟁을 통해 당분간 장기공급가가 50$/kg 이하로 하락할 것으로 전망된다. 이러한 실리콘 제조기술 중 가장 많이 사용되는 기술은 Trichloro-silane (TCS) 또는 Mono-silane (MS)를 사용하는 기상법인 일명 Siemens 공정이다. 이러한 기상법의 경우 12N 이상의 초고품질 실리콘 제조가 가능하나, 대규모의 설비투자(1억원/폴리실리콘 1톤)와 높은 에너지(120 kWh/kg)가 요구된다. 이에 최근 기상법이 아닌 야금학적인 정련법에 대한 기술이 개발되고 있으며, 이는 금속 실리콘을 슬래그 처리, 편석 분리, 응고 급랭, 전자빔, 플라즈마 등을 이용하여 정련하는 공정을 말한다. 야금학적 정련법은 순도 면에서 기상법에 비하여 낮은 단점이 있음에도 불구하고, 여러 장점들로 인해 활발히 연구되며 점차 실용화 되고 있는 매우 유용한 기술이다. 야금학적 정련법의 주요 장점은 기상법에 비해 약 25% 정도의 설비 투자비로 가능하고, 금속 실리콘을 직접 사용하며, 에너지 payback이 짧다. 또한, 산 및 염화실렌을 사용하지 않으므로 환경 문제를 적게 야기하고, 생산설비의 확장성도 매우 높다. 본 연구에서는 국내 규석광을 이용하여 일련의 정련 공정을 거쳐 고순도SG(Solar Grade)급 실리콘을 제조하고자 하였다. 실리콘 용융 환원로를 개발하고 순도를 높이기 위해 슬래그정련법을 이용하였으며, 생산된 3N 급의 금속 실리콘을 비기상법정련 방식인 일방향 응고와 플라즈마 정련 및 전자기유도 용해법을 이용하여 고순도의 실리콘을 제조하였다. 본 연구에서는 상업생산을 개시한 외국의 E사와 비교하여 산침출공정을 거치지 않으므로 실리콘회수율 및 환경부하 절감의 장점을 갖고 있으며 최종 순도 실리콘 6N 이상, 보론 함유량 0.2 ppm 이하를 달성하였으며, 기존 기상법 대비 약 20%의 전력 감소와 약 13%의 금속실리콘 원료 절감 효과가 있었다. 저가/고순도 SG급실리콘의 제조기술 개발은 향후 세계 태양광 시장에 대한 경쟁력을 확보하고, 시장 점유율 상승에 기여할 수 있으며, 산업 확대를 통한 주변 산업으로의 파급 효과가 매우 클 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.312-312
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• 2012

Magnesium oxide has become focus for research activities due to its use in magnetic tunnel junctions and for understanding of do ferromagnetism. Theoretical investigations on such type of system indicate that the presence of defects greater than a threshold value is responsible for the magnetic behaviour. It has also been shown experimentally that by decreasing the film thickness and size of nanoparticles, enhancement/increase in magnetization can be achieved. Apart from the change in dimension, swift heavy ions (SHI) are well known for creating defects and modifying the properties of the materials. In the present work, we have studied the irradiation induced effects in magnesium oxide thin film deposited on quartz substrate via X-ray absorption spectroscopy (XAS). Magnesium oxide thin films of thickness 50nm were deposited on quartz substrate by using e-beam evaporation method. These films were irradiated by 200 MeV Ag15+ ion beam at fluence of $1{\times}10^{11}$, $5{\times}10^{11}$, $1{\times}10^{12}$, $3{\times}10^{12}$ and $5{\times}10^{12}ions/cm^2$ at Nuclear Science Centre, IUAC, New Delhi (India). The grain size was observed (as studied by AFM) to be decreased from 37 nm (pristine film) to 23 nm ($1{\times}10^{12}ions/cm^2$) and thereafter it increases upto a fluence of $5{\times}10^{12}ions/cm^2$. The electronic structure of the system has been investigated by X-ray absorption spectroscopy (XAS) measurements performed at the high energy spherical grating monochromator 20A1 XAS (HSGM) beamline in the National Synchrotron Radiation Research Center (NSRRC), Taiwan. Oxides of light elements like MgO/ZnO possess many unique physical properties with potentials for novel application in various fields. These irradiated thin films are also studied with different polarization (left and right circularly polarized) of incident x-ray beam at 05B3 EPU- Soft x-ray scattering beamline of NSRRC. The detailed analysis of observed results in the wake of existing theories is discussed.

• Journal of Biosystems Engineering
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• v.8 no.1
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• pp.17-29
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• 1983

The milling process is considered as causing one of the greatest grain losses among all the processes in rice post-production. Major source of grain losses in the rice milling is considered as the whitening process. This study was attempted to develop an abrasive-type whitener, the whitening chamber of which being supplied by jet-air evenly and continuously. To investigate the milling performance by the new whitener, three kind of emery-stone grit(#36, #41, and #46), and three levels of rotational speed of emery stone roller (950, 1070, and 1200 rpm) were tested. The jet-air abrasive-type whitener was also compared with the conventional abrasive-type having no jet-air blower in terms of their milling performance. In addition, the effect of different combinations of sequential uses of the abrasive- and friction-type whiteners on the milling performance was also experimentally evaluated. The results of this study are summarized as follows; 1. In general, the whitening system combined with the abrasive type whitener with jet-air supply, which was newly designed, and the existing jet-air friction type whiteners produces more milled- and head-rice by about 0.3% points and 2.8% points, respectively than the system combined with the existing abrasive type without the jet-air supply under the same operational conditions. The former also consumed less electricity by 0.024 KwH per 100kg of milled rice production and gave more milling capacity by about 35 kg/hr. As compared with the conventional whitening system consisting of jet-air friction type whiteners only, the former yielded more milled- and head-rice by 1.5% points and 4.4% points, respectively. 2. The abrasive roller having 46 grit emery was better than the roller having 36 grit in aspects of milling performance and machine efficiency, in general. 3. With regard to the effect of combination method of abrasive type and friction type whiteners, one pass in abrasive type plus three passes in friction type gave better milling performance and energy efficiency than the two passes in abrasive type plus two passes in friction type regardless of the designs of the emery stone rollers. 4. The increase in rotational speed of the emery stone roller from 950 rpm to 1200 rpm presented negative effects on milled and head-rice yields and machine efficiency, but slightly positive effect on milling capacity.

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2005.06a
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• pp.21-29
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• 2005

The HANARO, a multi-purpose research reactor of 30 MWth open-tank-in-pool type, has been under normal operation since its initial criticality in February, 1995. Recently, ten years after the initial operation of the HANARO, one of the two primary cooling pumps was decontaminated for overhaul maintenance in 2004. Before decontamination exposure doserate and surface contamination level of primary cooling pump measured at 4 points. After final decontamination exposure doserate and surface contamination level of primary cooling pump remeasured by same method done before. It is easy to decontaminate the out side exposed surfaces of the pump, but it is difficult to approach the inside surface due to double volute installed in the casing. Therefore, a new decontamination facility has been developed to solve this problem. A concentrated de-contaminant (DX-300) is rotated in the closed pump casing by the impeller actuated by a temporary motor. Nuclide particles are removed by the emulsification effect of the de-contaminant and the surface contaminants are chemically removed from the pump by the corrosion and dissolution effect. The inside surfaces of the primary cooling pump have been decontaminated by using the facility. As results, the contamination level of the inside surfaces was maintained below the surface contamination limit.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.25 no.4
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• pp.191-199
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• 2013

It is estimated and analyzed that the design wave height and the confidence interval (hereafter CI) according to the return period using the fourteen-year wave data obtained at Pusan New Port. The functions used in the extreme value analysis are the Gumbel function, the Weibull function, and the Kernel function. The CI of the estimated wave heights was predicted using one of the Monte-Carlo simulation methods, the Bootstrap method. The analysis results of the estimated CI of the design wave height indicate that over 150 years of data is necessary in order to satisfy an approximately ${\pm}$10% CI. Also, estimating the number of practically possible data to be around 25~50, the allowable error was found to be approximately ${\pm}$16~22% for Type I PDF and ${\pm}$18~24% for Type III PDF. Whereas, the Kernel distribution method, a typical non-parametric method, shows that the CI of the method is below 40% in comparison with the CI of the other methods and the estimated design wave height is 1.2~1.6 m lower than that of the other methods.

• Journal of the Korean Society of Food Culture
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• v.15 no.3
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• pp.163-174
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• 2000

This research was designed to develop a computer program and evaluate the nutritional balances especially the balance of fatty acids, amino acids and antioxidant vitamins for convenience foods. The Korean convenience food, Kimbab purchased from markets was evaluated by using the self-developed computer program. Contents of calories, protein and calcium were lower$(1/3^{\circ}{\neq}1/2)$ than the recommended levels of Korean adult woman, and the carbohydrate/ protein/ fat(CPF) energy ratio was 70: 13: 17. The mean P/ M/ S ratio was 2.2/ 1.4/ 1 and that of ${\omega}6/\;{\omega}3$ fatty acids was 17.9/ 1, which was higher than the desirable ratio of $4{\sim}8/\;1$. Average essential amino acid balance of market-Kimbab samples was within the desirable range even though the absolute amount of protein was lower than the recommended level. Contents of antioxidant vitamins (A, C &E) were lower than recommended levels. Two kinds of nutritionally adjusted Kimbab menu were established by self-developed computer program. Some of major changes was adding food ingredients such as tuna fish and perilla leaf cooked with sesame oil and soybean oil to increase ${\omega}3$ series fatty acids. Some fruits and milk were also added to the menu. The adjusted CPF ratios was 63: 15: 22 and the new values for P/ M/ S and ${\omega}6/\;{\omega}3$ fatty acids ratios were 1.0/ 1.2/ 1/0 and 6.1/ 1 respectively. In sensory evaluation of two kinds of adjusted Kimbab, the taste and overall estimation scores were higher than unadjusted Kimbab. The computer program developed in this study might be used as a tool for the evaluation of nutritional balance of other convenience foods and menu planning.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.4
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• pp.92-99
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• 2016

A wind turbine is controlled for the purpose of obtaining the maximum power below its rated wind speed. Among the methods of obtaining the maximum power, TSR (Tip Speed Ratio) optimal control and P&O (Perturbation and Observation) control are widely used. The P&O control algorithm using the turbine power and rotational speed is simple, but its slow response is a weak point. Whereas TSR control's response is fast, it requires the precise wind speed. A method of measuring or estimating the wind speed is used to obtain a precise value. However, estimation methods are mostly used, because it is difficult to avoid the blade interference when measuring the wind speed near the blades. Neural networks and various numerical methods have been applied for estimating the wind speed, because it involves an inverse problem. However, estimating the wind speed is still a difficult problem, even with these methods. In this paper, a new method is introduced to estimate the wind speed in the wind-power graph by using the turbine power and rotational speed. Matlab/Simulink is used to confirm that the proposed method can estimate the wind speed properly to obtain the maximum power.