• 한국융합학회논문지
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• 제2권2호
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• pp.47-56
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• 2011

2008년도 지식경제부의 전망에 의하면 신재생에너지전원 중 풍력발전의 보급전망은 2020년 37%, 2030년 42%에 달하고, 2012년부터 시행 예정인 신재생에너지 의무할당제(Renewable Portfolio Standard-RPS)의 도입으로 태양광 및 풍력 등의 신재생에너지가 향후 지속적으로 배전계통에 연계 운용될 것으로 예상된다. 현재 풍력은 배전계통에 전용선로로 연계되어 계통에 미치는 영향은 미미하지만, 3[MW] 이상의 대규모 풍력발전이 일반 배전선로로 확대 운용되면, 풍력발전 연계용 변압기 및 풍력발전기의 %임피던스에 의한 사고전류 변동으로 보호계전기(OCR, OCGR)의 오 부동작을 야기할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 대표적인 풍력발전기인 이중여자유도발전기(Double-Fed Induction Generator-DFIG)가 고압 배전선로에 연계되어 운전되는 경우, 3상단락, 2선단락 및 1선지락의 사고특성을 분석하기 위하여, 전력계통 상용소프트웨어인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 풍력발전기의 모델링과 시뮬레이션을 수행하고, 대칭좌표법을 통한 이론적인 수치해석의 결과치를 비교/분석하여, 제안한 수법의 유용성을 확인하였다.

• 태양에너지
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• 제11권3호
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• pp.3-8
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• 1991

우리나라의 오지 또는 섬 등지에 태양에너지 이용기기의 설치는 대체에너지 이용차원에서도 실현되어야 할 분야이다. 이러한 태양에너지 이용기기의 설계를 위한 필수자료는 신뢰성있는 일사량의 측정 및 그의 분석이다. 그러나 국내에는 15개 지역에 일사량을 측정할 수 있는 시스템이 설치되어 있지만 전력수급이 쉽지 않은 오지에서의 정확한 일사자원의 평가는 불가능하다. 따라서 본 연구를 통하여 무인자동일사량 측정시스템(KIER 시스템)을 개발하여 기존의 HWS 시스템과 같이 우리나라의 독도에 설치하여 그 성능을 비교하였다. 그 결과 절대오차가 3% 내외로 신뢰도가 높았으며, 1989년 10월부터 8개월 동안의 전 일사량의 평균치는 약 $2,330W/m^2$ day로 독도에서 태양에너지 이용시스템의 설치 및 활용가능성이 높은 것을 알 수 있었다. 본 KIER 시스템은 앞으로 독도 이외의 오지지역에도 설치를 추진할 예정이다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.61-68
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• 2021

풍력이나 태양광 같은 재생에너지의 활용은 온실가스 감축과 경제성 확보를 얻기 위해서 많은 나라에서 피할 수 없는 선택이 되고 있다. 그러나 재생에너지의 간헐성 때문에 계통으로 연계되는 재생에너지의 비중이 커지게 되어 얻어지는 문제가 더욱 크게 부각되고 있다. 복합에너지시스템은 일반적으로 2개 이상의 재생에너지원이 서로 함께 사용되면서 시스템 효율을 증가시킬 뿐만 아니라 에너지 공급에서 더욱 안정적이다. 전력시스템을 비교해 보면 복합에너지시스템의 제어 및 최적화는 모델링, 운전 및 운영계획의 요소가 더욱 어려워진다. 마이크로그리드시스템을 갖는 삼마도에 대한 복합에너지시스템 성능개선의 주 목적은 다양한 분산전원, 에너지저장장치, 전력계통의 신뢰성을 확보하기 위해서 상호 조화롭게 조정하는 것으로 운전비용을 줄이고 최상의 경제적인 이득을 얻기 위한 것이다. 본 논문은 최적의 마이크로그리드시스템을 갖는 개선된 삼마도 복합에너지시스템을 제안한다. 시험운전결과 ESS의 SOC 변동폭이 약 12%로 낮아졌으며, 태양광 발전제약이 제거되었고, 디젤발전기의 운전시간이 감소함을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.2343-2348
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• 2014

지락사고 시 지락전류에 의한 전위경도 상승으로부터 인체를 보호하기 위하여 발전소의 주 접지망을 구성한다. 이를 위한 접지설계시 일반적으로 IEEE Std-80-2000(한전설계기준 2602)에 의하여 계산한다. 그러나 이는 수상환경에서 적용하기 힘들어 수상태양광의 접지저항 확보를 위한 접지기술이 명확하지 않다. 그런데 500kW 수상태양광의 모듈표면 및 금속덕트에 정전기가 발생하고 있고, 안정적인 접지확보를 위해서는 수상환경의 접지방식에 대한 구체적인 방안이 필요한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 수상환경에서 Wenner 4 전극법으로 대지저항률을 조사.분석하였으며, 현재 운영중인 수상태양광의 접지저항을 국제규격(IEEE std-81)에서 제시하는 전압강하법으로 측정 분석하여 안정적인 접지확보를 위한 수상태양광 접지방안을 제시하였다. 수면 1m 수중의 저항률이 ($126.3969[{\Omega}{\cdot}m]$) 하상의 저항률($97.5713[{\Omega}{\cdot}m]$)보다 대체로 높은 것을 측정 분석되었고, 제시한 접지앵커 접지방안은 수상태양광의 더욱 안정된 접지저항 확보를 위해 경제적으로 가장 효과적인 방법으로 판단되며, 향후 수상태양광 발전의 접지방법으로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국진공학회지
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• 제16권3호
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• pp.161-166
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• 2007

태양광발전이란 태양에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 것이다. 지난 5년 동안 태양광발전은 세계적으로 높은 성장률을 보여 왔다. 특히 2006년에는 30%, 이상의 성장을 가져왔으며 앞으로 20년 동안 평균 생산 성장률은 매년 27%-34%가 될 것으로 예상하고 있다. 현재까지는 태양광발전을 이용해 생산된 전력의 가격은 기존 전력발전의 가격보다 높지만 태양광 기술의 발전과 효율의 향상으로 점점 그 가격이 떨어지고 있다. 뿐만 아니라 태양전지용의 실리콘 기판의 대량생산은 점점 더 태양전지의 가격 저하를 가져오고 있다. 태양전지의 변화효율의 한계는 30%이다. 현재에는 결정질 실리콘 태양전지가 주를 이루고 있지만 미래에는 박막 실리콘 태양전지가 주도를 이룰 것이다. 2030년에는 박막 태양전지가 90%이상을 이루고 결정질 태양전지는 10% 이하로 떨어질 것을 예상하고 있다. 성균관대학교에서는 결정질 실리콘 태양전지의 저가화와 고효율화를 주 연구로 수행하고 있다. 현재 성균관대학교에서는 스크린 프린트를 이용해서 16% 이상의 다결정 실리콘 태양전지와 17% 이상의 단결정 실리콘 태양전지를 성공적으로 제작하였다. 제 1세대에서 다음 세대의 태양전지 발전의 과정은 새로운 접근법으로 확대되지만 여전히 실리콘이 지금까지 주된 재료로 쓰이고 있다. 2010년까지 이러한 기술들에 대한 격차는 여전히 있지만 태양광발전을 통한 전력생산의 가격은 60 cent/watt 정도로 예상하고 있다. 태양광발전은 청정에너지로서 재생불가능 하고 고갈되어가고 환경오염을 일으키는 다른 에너지와 비교하여 점점 대체에너지로서의 자리를 확립해 가고 있다.

• 한국건축시공학회지
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• 제11권2호
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• pp.116-126
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• 2011

최근 환경문제 해결 및 미래 성장동력 확보를 위해 전 산업 분야에 걸쳐 친환경 에너지의 활용이 지속적으로 이루어 지고 있다. 특히 설치장소의 제약이 없고 무한한 태양에너지를 활용한 태양광발전 산업에 관심이 집중되고 있으며, 건설산업에서도 건물통합형 태양광발전에 대한 연구와 사례적용이 활발히 이루어지고 있다. 하지만 최근 건축물의 초고층화는 시공단계에서의 에너지 소비를 크게 증가시키며, 이에 따라 시공단계에서의 친환경에너지 활용 방안에 관한 연구가 요구된다. 이에 본 연구에서는 초고층 거푸집 공사 전력공급을 위한 PV시스템(PVFS)을 제안하고 설계 및 적용타당성 분석을 수행함으로써, 건물시공 단계에서의 친환경 에너지 활용에 대한 가능성을 모색하였다. 사례연구를 통해 설계된 PVFS에 대한 설치면적 위치 확보 및 거푸집 허용하중 초과 여부, 공정영향, 경제성 검토를 수행하였으며, 그 결과 기술발전을 통한 경제성 문제가 해결된다면 가까운 미래에 현장 적용 가능성이 충분할 것으로 판단되었다. 본 연구결과는 시공현장에서의 친환경 에너지 적용 가능성을 제시함으로써 친환경에너지 접목을 통한 새로운 건축환경 구축에 기여할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.7176-7181
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• 2015

본 논문은 방초, 방림, 로드킬 등이 적용된 고기능 가드레일 지주에 태양광 모듈을 부착하여 자체 전력을 생산하고 USN을 이용하여 야생동물의 출현과 자동차 도로의 상황을 통합 관제 및 상시 감시할 수 있는 시스템에 관한 것이다. 전체 시스템은 태양광 발전 모듈, 감지 센서부(초전형), 제어부(동작 선택부 및 동작 센서부), USN시스템, DB(응향 및 섬광), 음향 및 섬광 출력부, 로드킬 방지 및 자동차 안전유도 제어 시스템으로 구성된다. 따라서, 도로환경의 개선과 로드킬을 방지하여 동물들을 보호할 수 있고 자동차를 안전하게 유도하며 신재생에너지와 IT융합 기술이 접목된 USN을 이용한 다목적 가드레일의 원격제어 및 모니터링 시스템에 관한 연구이다. USN을 이용한 원격제어 및 모니터링 시스템의 실험결과 무인 감지 시스템의 동작시간은 5.1 ms 이내, 소비전류는 0.328 mA이며 원격제어 시스템의 데이터 전송 속도는 250 kbps, 소비전류는 0.283 mA로 구현됨을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.526-535
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• 2018

최근, 도서지역에서는 $CO_2$ 배출의 저감을 위하여, 디젤발전기의 가동률을 줄이고 신재생에너지전원의 비중을 높여, 계통을 안정적으로 운용할 수 있는 방안들이 연구되고 있다. 특히, Carbon free를 목표로 하는 도서지역용 Micro-grid에서는 CVCF(constant voltage & constant frequency) 인버터를 기반으로 운용되는데, CVCF 인버터용 배터리의 SOC(state of charge) 상태에 따라, 계통의 부하소비 보다 신재생에너지전원의 출력이 큰 경우에 CVCF 인버터 내에서 발생하는 에너지 Sinking에 의하여, 배터리측 전압이 급격히 상승하여, 인버터의 과전압 보호동작에 의해 CVCF 인버터가 급격하게 탈락되어 계통에 정전이 발생하는 문제점이 일어날 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 CVCF 인버터를 기반으로 한 도서지역용 Micro-grid의 안정적인 운용을 위하여, 에너지 Sinking 시에 발생 가능한 CVCF 인버터의 탈락을 사전에 방지하는 과도상태 운용알고리즘을 제안한다. 또한, PSCAD/EMTDC의 모델링을 이용하여, 제안한 알고리즘을 적용한 Micro-grid의 과도상태 운용특성을 분석한 결과, 배터리의 전압과 SOC에 따라 CVCF 인버터가 탈락하는 과도상태를 사전에 방지할 수 있어, 본 논문의 유용성을 확인하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제34권1호
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• pp.98-104
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• 2014

Photovoltaic (PV) cell is considered as one of the finest ways to utilize the solar power. A study of improving solar cell's efficiency is important because the lifetime of solar cell is determined by photovoltaic module technology. Therefore, oxidation (and/or corrosion) of solder materials will be one of the primary yield and long-term reliability risk factor. Recently, the development of lead-free solder alloy has been done actively about lead-free solder alloys of the thermodynamic and mechanical properties. However, the oxidation behavior have rarely been investigated In this study, the oxidations of 60 wt% Sn-40 wt% Pb, 62 wt% Sn-36 wt% Pb -2 wt% Ag, 50wt% Sn-48 wt% Bi-2 wt% Ag alloys for the interconnect ribbon after exposure in atmosphere at $100^{\circ}C$ for several times were investigated. The wettability of 62 wt% Sn-36 wt% Pb-2 wt% Ag and 50 wt% Sn-48 wt% Bi-2 wt% Ag solders was also studied to compare with that of 60 wt% Sn-40 wt% Pb alloy. The results howed that the zero cross time and the wetting time of 50 wt% Sn-48 wt% Bi-2 wt% Ag solder were better than other two samples. The surface of tested samples was analyzed by XPS. The XPS result showed that in all samples, SnO grew first and then the mixture of SnO and $SnO_2$ was detected. $SnO_2$ grew predominantly for the long time aging. Moreover XPS depth profile analysis has found surface enrichment of tin oxide.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.1355-1363
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• 2015

태양광전원이 연계된 배전계통에서 발생되는 과전압문제를 해소하기 위하여, 계통에서 발생하는 전압변동에 대응하여 전압을 일정하게 유지시킬 수 있는 선로 전압 조정장치(Step Voltage Regulator)의 도입이 제안되고 있다. 일반적으로 SVR은 전압조정 방법에 의하여 Tap위치를 결정한 후, 일정시간이 지나면 Tap이 동작하도록 운용된다. 하지만 지연시간(30sec) 이후에 Tap을 동작시키는 SVR의 특성에 의하여, 이 시간동안 수용가전압은 규정치를 벗어날 가능성을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 배전계통의 상용소프트웨어인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 LDC방법에 의한 SVR의 전압조정 모델링과, 양방향으로 유무효전력을 제어할 수 있는 전지전력저장장치(Battery Energy Storage System)의 모델링을 제안하였다. 또한 SVR의 문제점을 보완하기 위하여, BESS와의 협조방안에 대한 모델링을 제시하였다. 상기에서 제안한 모델링을 바탕으로 수용가의 전압특성을 분석한 결과, SVR과 BESS에 의하여 안정적으로 전압이 유지됨을 확인하여, 본 연구에서 제시한 모델링의 유효성을 입증하였다.