• 에너지공학
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• 제26권2호
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• pp.99-120
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• 2017

한국지역난방공사 SS지사에서는 시설용량 전기 99MW, 열 98Gcal/h 규모의 열병합(Combined Heat & Power) 발전소를 구역전기사업으로 운영하고 있다. 이 지역은 경기불황과 수요감소로 하절기 6~9월 사이에 잉여열 처리문제가 발생하여 발전기를 가동하기 곤란한 상황이므로 경제성 있는 에너지 신사업모델 개발이 절실하다. 본 연구에서는 이곳의 실제 운영자료를 기반으로 신재생 에너지 하이브리드 시스템을 도입하여 최적화 운영모델을 개발하고자 한다. 특히 신재생에너지 중에서도 입지제약이 작고 열과 전기를 동시에 생산할 수 있는 연료전지(Fuel Cell)발전과 대표적인 신재생에너지인 태양광(Photovoltaic)발전과 심야발전시 전력을 저장하여 주간에 전력을 방출 할 수 있는 ESS(Energy Storage System)의 조합을 검토하였다. 이에 따른 최적화 모델 선정은 HOMER(Hybrid Optimization of Multiple Energy Resources) 프로그램을 활용하였다. 경제성 분석을 수행한 결과, 순 현재비용(NPC) 측면에서는 기존의 99MW 열병합발전이 가장 경제적이지만 신재생에너지를 사용하여 발생되는 탄소배출권 거래와 REC(Renewable Energy Certificate) 거래를 포함한 측면에서는 99MW의 CHP와 5MW의 연료전지, 521kW의 태양광을 하이브리드 시켜서 전력과 열을 공급하는 것이 99MW의 CHP 열병합발전만으로 전력과 열을 공급하는 것보다 최대 2,475억원 경제적인 것으로 나타났다. 구역전기사업에서 최적화 공정모델로 연료전지와 신재생에너지 하이브리드 시스템을 도입함으로써 경제성을 개선시킬 수 있는 결과를 확인하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.33-38
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• 2010

최근 태양광 발전시스템은 정부 에너지 정책에 의해서 널리 보급되고 있다. 여기에 광전지 전력생산의 효율을 높이기 위해서는 견실한 태양 추적식이 필요하다. 하지만 태양추적 식은 추적기술의 미비에 의해서 아직 널리 보급되지 못하고 있다. 이를 해결하기 위해서 본 논문에서는 태양광전지의 최대전력추적을 위해서 태양광센서 및 신경회로망 제어알고리즘을 적용하였다. 태양추적 센서는 평판위에 한 개의 사각기둥과 동, 서, 남, 북 4개의 광센서로 구성된다. 태양추적 2축 제어는 두 개의 모터에 의해서 각각 동작되며, 모터의 제어 입력은 신경회로망 제어 알고리즘에 의해서 계산된다. 제안된 제어방식의 기능은 태양추적광 발전 실험에 의해서 확인하였으며, 본 논문의 태양추적방식은 고정식 보다 32[%]효율을 증가시켰다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.672-680
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• 2017

태양광 발전 시스템은 태양광 패널이 부착되어 있는 구조물, 이를 지지하는 부분과 발전된 전력을 계통 또는 부하측에 공급하는 장치로 구성된다. 태양광 패널의 발전효율은 태양빛의 입사량에 영향을 받기 때문에 패널이 태양빛을 가장 많이 받을 수 있는 방향으로 패널 구조물을 설치한다. 그러나 태양은 계속 이동하기 때문에 고정식 보다는 태양을 향하여 패널이 회전하는 방식이 더욱 효율이 좋다. 태양광 패널 구조물은 야외에 설치되므로 풍하중, 적설하중 지진하중 등이 작용한다. 본 논문에서는 태양광 패널 구조물에 가장 영향이 큰 풍하중을 유한요소법을 사용하여 구하고 이를 적용하여 태양 추적식 발전 장치의 구조물을 설계하였다. 특히 패널간의 간격에 따른 풍하중을 구하고, 패널 구조물이 지면과 이루는 각도에 따른 풍하중의 변화도 구하였다. 패널간의 간격은 간격이 없을 경우, 간격이 40 mm, 80 mm일 경우 등 3가지 경우에 대하여 해석을 하였으며, 지면과의 각도는 30도, 45도, 60도 등에 대하여 해석을 하였다. 해석결과 풍하중은 패널간의 간격이 없을 경우가 가장 적게 나타났고, 지면과의 경사각이 클수록 커지는 것을 알 수 있었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.179-184
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• 2016

본 연구를 통해 개발된 전기부하시험장치는 상용전원이 필요한 피시험장치(변압기, 정류기, 전압조정기, 인버터 등)와 상용전원이 불필요한 독립형 피시험장치(동력발전기, 풍력발전장치, 태양광발전장치, 하이브리드발전 장치, 배터리 등)에 대하여 정격용량시험이나 가변부하시험을 능동적으로 정밀하게 제어하면서도 시험 중에 사용되는 전기에너지를 소비하지 않고 전원변환장치를 통하여 계통선으로 전달하도록 설계되었다. 동기식 pwm 인버터회로를 상용전원과 연결시켜서 시험에 사용되는 전력을 계통선으로 귀환되도록 설계되었으며, 종전의 수동식 전기저항체를 사용한 전기부하시험장치에 비해 93.4% 정도의 전력을 소모하지 않고도 피시험체에 대한 시험이 가능하도록 하였다.

• 디지털융복합연구
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• 제12권3호
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• pp.243-248
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• 2014

최근 태양광에너지는 실시간 태양의 위치를 추적하여 모듈경사각과 이루는 갓을 산정하여 일사량을 보정하는 부분에서 컴퓨팅과의 결합이 확대되고 있다. 태양광 발전은 태양의 위치에 따라 출력변동이 심하고 출력 예측이 어려워 효율적인 전력 생산을 위해서 신재생에너지를 전력계통에 안정적으로 연계할 수 있는 기술이 필요하다. 본 논문에서는 실증단지 내 발전단지의 실시간 기상자료 예측값을 이용하여 최종적으로 태양광 발전량 예측값을 산정하는 태양광 발전을 위한 발전량 예측 모델을 분석한다. 태양광 발전량은 태양광 발전기별 모듈특성, 온도 등을 감안하여 보정계수를 입력하고 예측 지역의 위치 경사각을 분석하여 발전량 예측 계산 알고리즘을 통해 최종 발전량을 예측한다. 또한, 제안 모델에서는 실시간 기상청 관측자료와 실시간 중기 예측 자료를 입력 자료로 사용하여 단기 예측 모델을 수행한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.662-671
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• 2020

최근, 국·내외적으로 CO₂배출의 저감을 위한 기술적인 방안 중 하나로 도서지역의 마이크로그리드에 기 설치된 디젤발전기의 가동률을 줄이고 신재생에너지전원의 비중을 높여 운용하고 있는 실정이다. 특히, 국내에서는 가파도, 가사도, 울릉도 등의 도서지역에 디젤발전기와 신재생에너지, 전기저장장치로 구성된 독립형 마이크로그리드의 실증 및 보급 사업이 활발하게 진행되고 있으며, 기존의 디젤발전기 대신 정전압, 정주파수(constant voltage constant frequency, CVCF) 기능을 가진 CVCF 인버터 및 CVCF 인버터용 배터리를 도입하여 마이크로그리드를 안정적으로 운용하는 연구들이 진행되고 있다. 그러나, CVCF 인버터 기반 마이크로그리드의 정상상태 운용특성에 있어서, 출력이 불안정한 태양광전원과 풍력발전과 같은 신재생에너지전원이 계통에 연계되면서 전력품질에 많은 문제가 발생하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 신재생에너지전원과 전기저장장치 연계에 따른 마이크로그리드의 운용특성을 분석하기 위하여, PSCAD/EMTDC를 이용하여 30kW급 마이크로그리드 시스템을 모델링하고, 이를 바탕으로 마이크로그리드 시험장치를 구현한다. 30kW급 마이크로그리드 시스템을 바탕으로 시뮬레이션 및 시험을 수행한 결과, 제안한 방법이 CVCF 인버터 기반의 마이크로그리드 시스템에서 저전압, 과전압 및 불평형 문제를 개선하는 데 유용함을 확인하였다.

• 환경영향평가
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• 제26권4호
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• pp.217-226
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• 2017

오늘날 대부분의 국가는 기후변화 문제에 직면해 있으며, 특히 군소도서개발국들(SIDS: Small Island Developing States)은 기후변화의 영향에 가장 취약하다. 이들은 전력생산 및 교통부문에 있어 수입된 석유와 화석 연료에 크게 의존하고 있으므로 유가 변동에 따라 경제적으로 매우 영향을 받는다. 군소도서개발국들(SIDS)이 디젤 연료에 의존하는 이유 중 하나는 외딴 섬에 인구가 분산되어 있어서 계통연결을 통한 전력공급이 어렵기 때문이다. 군소도서개발국들 중 피지(Fiji)는 기후변화의 심각성을 인식하고 기후 변화의 영향을 줄이기 위한 '국가계획'을 통해 신재생에너지 사용을 적극 장려하고 있다. 본 연구에서는 피지의 마부바 섬(Mavuva Island)을 대상으로 HOMER 프로그램을 사용하여 태양광, 에너지저장장치 및 디젤 발전의 조합을 통하여 최적의 에너지 시스템을 시뮬레이션하고 분석한다. 태양광과 디젤 발전을 합친 하이브리드 에너지시스템이 이 지역의 실행가능성 및 가격 측면에서 가장 효과적이고, 온실가스 감축효과도 큰 것으로 파악되었다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제47권6호
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• pp.6-11
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• 2010

태양광발전은 발전 셀의 특성상 태양광의 일사량에 따라 발전량이 달라지며, 태양과 셀 단면이 이루는 각도에 의하여 발전량에 차이를 가져온다. 일사량은 경도와 위도로 분류되는 지구표면의 위치와 계절에 의하여 결정되는 반면, 태양과 발전 셀의 단면이 이루는 각도는 고정된 위치에서 태양광발전 장치의 각도를 가변함으로서 변경가능하다. 실용적인 발전효율 향상 방안으로 태양광 발전 장치의 각도 조절방법이 많이 사용되며, 이를 위한 태양추적장치에 대한 연구가 활발하다. 본 연구에서는 태양광발전 효율향상을 위한 태양추적시스템에 관한 연구를 진행하였다. 본 연구의 태양추적시스템은 광도전효과(Photo conductive effect)를 이용한 반도체 포토센서를 이용하여 태양의 위치확인을 위한 센서부를 구성하였으며, 센서의 출력신호를 마이크로프로세서를 이용하여 해석하고, 태양을 추적하기위한 구동부 제어신호를 발생시켰다. 태양추적시스템의 성능분석을 위한 태양발전장치(10W)를 제작하였으며, 실험을 통하여 연구에서 설계및제작된 태양추적장치의 유용성을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.485-492
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• 2021

50kW 또는 그 이하의 정격용량을 갖는 풍력터빈은 일반적으로 소형풍력으로 간주한다. 소형풍력터빈은 독립형 전력시스템과 가전제품, 독립적인 적용 및 에너지저장장치, 태양광, 소수력, 디젤엔진과 같은 다른 에너지 기술을 조합하여 동시에 사용할 수 있는 매력적인 대체품이다. 연구목적은 터빈블레이드 제작법과 구조가 가능한 상업용 개발과정과 유사성을 갖도록 50kW급 풍력터빈 블레이드를 개발하기 위한 것이다. 목함에 기반하여 제작된 몰드기법은 탄소섬유와 열경화성 수지인 유리섬유를 사용한 경량설계, 다중부목, 오목성을 유지하기 위하여 채택한다. 수 작업형 시제품 제조법은 공기역학적인 평판형의 반복적인 설계를 통해서 단주기를 갖는 고밀도 형상 몰드를 사용하여 개발한 것이다. 5개의 블레이드 생산공정을 통하여 제작하고, 블레이드의 주요 구성요소는 IEC-61400-23 규정에 따라 설계의 적절성을 검증하기 위하여 시험하며. 또한, 개발된 블레이드를 갖는 풍력시스템은 성능특성을 검증하기 위하여 IEC 61400-12 규정에 따라 시험한다. 블레이드와 터빈시스템의 시험결과는 상업운전에서 요구되는 유효한 설계조건을 확인하였다.