• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.11-13
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• 2019

This paper proposes a novel high step-up non-isolated DC-DC converter, suitable for regulating dc bus in various inherent low voltage micro sources especially for photovoltaic (PV) and fuel cell sources. This novel high voltage Non-isolated Boost DC-DC converter topology is best replacement, where high voltage conversion ratio is required without the transformer and also need continuous input current. Since the proposed topology utilizes the stack-based structure, the voltage gain, and the efficiency are higher than other conventional non-isolated converters. Switches in this topology is easier to control since its control signal is grounding reference. Also, there is no need of extra gate driver and extra power supply for driver circuit, which reduces the cost and size of system. In order to show the feasibility and practicality of the proposed topology principle operation, steady state analysis and simulation result is presented and analyzed in detail. To verify the performance of proposed converter and theoretical analysis 360W laboratory prototype is implemented.

• 에너지공학
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• 제27권3호
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• pp.1-9
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• 2018

본 연구에서는 양면수광형 태양광 발전시스템의 바닥면 적용을 목적으로 개발된 고반사율 인조잔디를 적용하여 태양광 모듈의 발전성능 옥외실증평가를 실시하였다. 사용된 모듈은 60셀 규격의 단면수광형 모듈과 2종의 양면수광형 모듈이며, 양면수광형 모듈들은 각각 split-type과 일반 box-type의 정션박스가 부착된 모델이다. 평가결과 양면모듈의 split-type 정션박스가 일반 box-type 정션박스 대비 후면출력개선에 크게 도움이 되었고, 이는 energy yield 향상으로 이어졌다. 양면수광형 모듈은 단면모듈 대비 일반 시멘트 바닥면에서는 평균적으로 28-29%, 인조잔디 바닥면에서는 29-33% 정도의 발전량 향상 (bifacial gain)을 보였다. 인조잔디의 경우 반사율을 높힌 시편의 경우 반사율(Albedo)이 0.18로 기존의 단모 및 장모의 반사율 0.14-0.15 보다 우수한 것으로 평가되었고, 이는 bifacial gain의 기존 29-30% 수준에서 33%로의 개선을 달성하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.539-546
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• 2018

최근 태양광발전시장이 급격히 증가하면서 태양전지 모듈 출력 최소화를 위한 연구에 관심이 집중되고 있다. 태양광 발전에서 부정합이 발생하면 옵티마이저의 역할이 중요하다. 기존의 시스템에서는 중앙 집중형 인버터 방식과 직렬형 마이크로인버터방식을 주로 사용되고 있다. 본 논문에서는 기존의 시스템 구성방식과 부정합으로 인한 발전효율 손실 문제를 분석하였다. 또한 음영으로 인한 부정합이 발생하게 되면 이를 개선할 수 있는 모듈 부착형 전력보상방식을 제안하였다. 제안한 모듈 부착형 옵티마이저를 구현하여 기존의 운영방식과 비교, 분석한 결과 제안한 운영방식의 효율이 크게 향상됨을 확인하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제33권2호
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• pp.35-41
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• 2013

Dye-sensitized solar cell (DSC) allows light transmission and the application of various colors that make it especially suitable for building-integrated PV (BIPV) application. In order to apply DSC module into windows, it has to be panelized: DSC module should be protected with reinforced glass to the entire surface. Up to date, it seems to be common to make double glazing with DSC modules with air gaps between the glasses and the DSC modules. Few research has been conducted on the characteristics of various glazing types with DSC modules. This study aims to analyze the electrical performance of DSC modules according to panelizing method for glazing unit with DSC modules. The prototype of the DSC glazing that applied silicone filler between DSC modules and glasses was developed. The electrical performances of this type of DSC glazing with the filler and rather conventional double glazing with DSC modules were compared. Their performances were measured using a solar simulator that is suitable for DSC performance testing. The results indicated that the electrical performance of the filler type DSC glazing improved by 7% compared to that of the conventional DSC double glazing type.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권6호
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• pp.523-535
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• 2012

태양광 추진 항공기는 감시, 지구 모니터링, 통신 등에 대기 오염 없이 그리고 가까운 장래에 인공위성과의 가격 경쟁력까지 갖추게 될 수 있어 미래의 고고도 장기체공 임무수행을 위해 더욱더 그 중요성이 증대되고 있다. 그러나 전통적인 항공기 사이징 방법들은 태양광 추진 항공기에 바로 적용될 수 없다. 본 연구에서는 다양한 동력 시스템 구성품들이 태양광 추진 장기 체공 항공기의 사이징에 어떤 영향을 미치는지를 파악하기 위하여 에너지 균형 및 구속조건 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 동력 생성과 연료전지의 재생 에너지 저장을 위한 광전지 모듈을 동력 시스템 구성품으로 고려하였다. 또한 본 연구 결과를 검증하기 위해 고고도 무인기에 이 새로운 사이징 기법을 적용하여 결과를 제시하였다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제13권4호
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• pp.472-478
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• 2022

Solar energy harvesting is practiced by various nations for the purpose of energy security and environment preservation in order to reduce overdependence on oil. Converting solar energy into electrical energy through Photovoltaic (PV) module can take place either in on-grid or off-grid applications. In recent time Lithium battery is exhibiting its presence in on-grid applications but its role in off-grid application is rarely discussed in the literature. The preliminary capacity and Peukert's study indicated that the battery quality is good and can be subjected for life cycle test. The capacity of the battery was 10.82 Ah at 1 A discharge current and the slope of 1.0117 in the Peukert's study indicated the reaction is very fast and independent on rate of discharge. In this study Lithium Iron Phosphate battery (LFP) after initial characterization was subjected to life cycle test which is specific to solar off-grid application as defined in IEC standard. The battery has delivered just 6 endurance units at room temperature before its capacity reached 75% of rated value. The low life of LFP battery in off-grid application is discussed based on State of Charge (SOC) operating window. The battery was operated both in high and low SOC's in off-grid application and both are detrimental to life of lithium battery. High SOC operation resulted in cell-to-cell variation and low SOC operation resulted in lithium plating on negative electrode. It is suggested that to make it more suitable for off-grid applications the battery by default has to be overdesigned by nearly 40% of its rated capacity.

• 에너지공학
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• 제28권3호
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• pp.65-79
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• 2019

본 연구는 산업단지 내 Gas Combined Cycle CHP와 연계 가능한 신재생에너지원을 조합하여 최적의 설비용량을 산정하고자 하였다. 특히 2013~2016년도 에너지사용계획 협의 대상 산업단지 중 집단에너지 공급대상 지역지정 연료사용량 요건은 연간 3.8만 TOE로 미달되지만, 열밀도가 $92.6Gcal/km^2{\cdot}h$로 높은 세종첨단일반산업단지를 연구 대상으로 하였다. 그리고 신재생에너지 Hybrid System 경제성 분석 프로그램인 HOMER Pro를 이용하여 연료전지와 태양광발전을 연계한 FC-PV Hybrid CHP System의 최적화 운영 모델에 대해 분석하였다. 또 CHP의 주 공급 에너지원인 열에너지에 있어, 열수요량 뿐만 아니라 우점 업종에 대한 열수요 패턴을 분석하여 연구의 신뢰도를 높이고자 하였으며, 경제성 분석을 추가하여 상대적 편익을 비교하고자 하였다. 연구 결과, 신규 조성 중인 세종첨단일반산업단지의 전체 간접열 수요는 연간 378,282 Gcal이며, 이중 제지업종이 연간 293,754 Gcal인 약 77.7%를 우점하고 있었다. 산업단지 전체 간접열 수요에 대해 단일 Combined Cycle CHP의 최적 설비용량은 30,000 kW로, 이때 열생산은 CHP가 275,707 Gcal, 72.8 %를 분담하고, 첨두부하보일러 PLB가 103,240 Gcal, 27.2 %를 분담하는 것으로 분석되었다. 그리고 CHP와 연료전지, 태양광 조합에서는 최적 설비용량이 각 30,000 kW, 5,000 kW, 1,980 kW이며, 이때 열생산은 Combined Cycle CHP가 275,940 Gcal, 72.8%, 연료전지가 12,390 Gcal, 3.3%, PLB가 90,620 Gcal, 23.9%를 분담하였다. 여기서 CHP 용량이 감소하지 않은 것은, CHP 용량 감소에 따른 부족한 열 생산량에 대해 PLB의 과다한 운전이 요구되는 경제적이지 못한 대안이 도출되었기 때문이었다. 한편 우점 업종인 제지업종의 간접열 수요에 대해서는 Combined Cycle CHP, 연료전지, 태양광 조합의 최적 설비용량은 25,000 kW, 5,000 kW, 2,000 kW로, 이때 열생산은 CHP 225,053 Gcal, 76.5%, 연료전지 11,215 Gcal, 3.8%, PLB가 58,012 Gcal, 19.7%를 분담하는 것으로 분석되었다. 그러나, 현행 전력시장 및 가스시장에서의 경제성 분석결과는 모두 투자비 회수가 불가능한 것으로 확인 되었다. 다만, 우점 업종인 제지 업종만을 대상으로 CHP와 연료전지, 태양광을 조합한 CHP Hybrid System이 단일 CHP System에 대해 연간 약 93억원의 경영여건을 개선시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.646-651
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• 2018

최근 태양전지의 Donor/Acceptor 계면에 그래핀 양자점을 완충 층으로 삽입하여 광 전환 효율을 향상시킨 많은 연구 결과들이 보고되었다. 그래핀 양자점은 그래핀 단일 층이 여러 겹 쌓여서 구성된 수 나노미터 크기의 물질로, 양자 제한 효과에 의한 밴드갭 조절이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 하지만 대부분의 그래핀 양자점을 활용한 연구에서 레이저 분쇄나 수열 처리 등과 같은 복잡하고 접근성이 떨어지는 용액 공정들이 박막 형성에 사용되고 있다. 본 연구에서는 Indium tin oxide(ITO)/$TiO_2$/Poly(3-hexylthiophene)(P3HT)/Al 구조로 구성된 태양전지의 Donor/Acceptor 계면에 그래핀 양자점을 단순한 초음파 처리를 통해 용매에 분산시켜 박막 공정에 사용하였음에도 불구하고, 단락 전류를 $1.26{\times}10^{-5}A/cm^2$에서 $7.46{\times}10^{-5}A/cm^2$으로, 곡선인자(Fill factor)를 0.27에서 0.42로 향상된 결과를 확인하였다. 이러한 결과를 트랜지스터 구조의 소자를 활용한 전기적 성질 확인과 순환 전압-전류법을 통한 에너지 레벨 분석 및 가시광 흡수 스펙트럼 분석 등을 통하여 고찰하였다. 본 연구 결과를 통해 그래핀 양자점 용액 공정이 복잡한 처리 공정 없이도, 보다 폭넓게 활용 가능할 것으로 예상된다.