• 한국유체기계학회 논문집
• /
• 제17권6호
• /
• pp.95-103
• /
• 2014

During the international effort to develop the next generation nuclear reactor technologies, many new power cycle concepts were derived to improve efficiency and reduce the capital cost. Among many innovative power cycles, it was identified that the supercritical $CO_2$ (S-$CO_2$) Brayton cycle technology has a big potential to outperform the existing steam cycle and eventually replace it. The S-$CO_2$ cycle achieves high efficiency with very compact size, which is the ultimate advantage for a power cycle to have. The S-$CO_2$ cycle has a great potential not only for the future nuclear applications but also for general heat sources such as coal, natural gas, and concentrated solar. In this paper, a brief introduction to the S-$CO_2$ power cycle technologies will be first provided, and a short summary of current research and development status of the power cycle technology around the world will be followed. Especially the research works performed by KAIST, KAERI and several related research institutions in Korea will be reviewed in more detail, since they have recently developing a strong infrastructure to test these ideas by constructing a demonstration facility while producing many innovative ideas to improve and realize the concept.

• 전기학회논문지
• /
• 제66권7호
• /
• pp.1032-1038
• /
• 2017

Recently, regulation on carbon emissions has been strengthened according to the new climate change convention (COP21) held in Paris, and then Korea has decided to reduce CO2 emissions by 37% until 2030. As one of countermeasures, the government has energetically performed demonstration projects of island micro-grid including solar power, wind power and energy storage system. However, in order to smoothly introduce island micro-grid, it is a critical issue to carry out the economic evaluation for power utility aspect and independent power producer aspect. Therefore, this paper proposes economic evaluation algorithms of island micro-grid which are based on the present worth method, considering cost and benefit factors in the aspect of both sides. Firstly, in case of power utility this paper proposes algorithm to estimate a period of return on investment according to the introduction capacity of distributed generators replacing diesel generator. And also, in case of independent power producer, this paper proposes evaluation algorithm to estimate weighting factor of SMP and benefit rate based on break-even point related with cost and benefit. From a case study result on real island micro-grid model, it is confirmed that proposed algorithms are useful and practical for the economic evaluation of island micro-grid.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
• /
• 제9권4호
• /
• pp.269-277
• /
• 2019

본 논문에서는 지역 산업 육성을 위한 분산형 전원 Track Record 실증 운영 센터 건립을 위한 당위성 분석 결과에 대해 서술한다. 태양광, 풍력, 에너지 저장 장치등과 같은 신재생에너지원의 광범위한 보급에 따라 이를 설치하여 사용하는 분산형 전원 시스템의 효율, 신뢰성등과 같은 장기간의 데이터에 대한 축적과 획득에 대한 수요와 요구조건이 점점 증가하고 있다. 이러한 내용을 뒷받침하기 위해 산업 수요에 대한 분석과 지역 산업에 미치는 영향에 대해 서술하고, 필요성과 센터 설립의 요구 조건 그리고 운영 목표 등에 대해서 분석하였다. 분석 결과를 바탕으로 1 MW 급의 트랙 레코드 실증 운영 센터 구성과 핵심 시험 설비 구축에 대한 제언을 첨부하였다. 센터에 필요한 핵심 설비에 대한 구성을 분석하였고, 이에 필요한 전력 설비 및 실험 설비를 조사 분석하였다. 시험 결과 인증을 위한 데이터 저장 센터와 시스템 구성을 서술하였다. 본 연구의 결과인 당위성 분석 결과와 설비 구축 제언은 지역산업 육성을 위한 기본 자료로 활용이 가능할 것으로 기대된다.

• Macromolecular Research
• /
• 제17권12호
• /
• pp.963-968
• /
• 2009

Liquid crystal (LC; E7 and/or ML-0249)-embedded, poly(vinylidenefluoride-co-hexafluoropropylene) (PVdF-co-HFP)-based, polymer electrolytes were prepared for use in dye-sensitized solar cells (DSSCs). The electrolytes contained 1-methyl-3-propylimidazolium iodide (PMII), tetrabutylammonium iodide (TBAI), and iodine ($I_2$), which participate in the $I_3^-/I^-$ redox couple. The incorporation of photochemically stable PVdF-co-HFP in the DSSCs created a stable polymer electrolyte that resisted leakage and volatilization. DSSCs, with liquid crystal(LC)-embedded PVdF-co-HFP-based polymer electrolytes between the amphiphilic ruthenium dye N719 absorbed to the nanocrystalline $TiO_2$ photoanode and the Pt counter electrode, were fabricated. These DSSCs displayed enhanced redox couple reduction and reduced charge recombination in comparison to that fabricated from the conventional PVdF-co-HFP-based polymer electrolyte. The behavior of the polymer electrolyte was improved by the addition of optimized amounts of plasticizers, such as ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC). The significantly increased short-circuit current density ($J_{sc}$, $14.60\;mA/cm^2$) and open-circuit voltage ($V_{oc}$, 0.68 V) of these DSSCs led to a high power conversion efficiency (PCE) of 6.42% and a fill factor of 0.65 under a standard light intensity of $100\;mW/cm^2$ irradiation of AM 1.5 sunlight. A DSSC fabricated by using E7-embedded PVdF-co-HFP-based polymer electrolyte exhibited a maximum incident photon-to-current conversion efficiency (IPCE) of 50%.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제34권5호
• /
• pp.301-308
• /
• 2021

사회기반 시설물의 노후화에 대응해 이상 징후를 파악하고 유지보수를 위한 최적의 의사결정을 내리기 위해선 디지털 기반 SOC 시설물 유지관리 시스템의 개발이 필수적인데, 디지털 SOC 시스템은 장기간 구조물 계측을 위한 IoT 센서 시스템과 축적 데이터 처리를 위한 클라우드 컴퓨팅 기술을 요구한다. 본 연구에서는 구조물의 다물리량을 장기간 측정할 수 있는 IoT센서와 클라우드 컴퓨팅을 위한 서버 시스템을 개발하였다. 개발 IoT센서는 총 3축 가속도 및 3채널의 변형률 측정이 가능하고 24비트의 높은 해상도로 정밀한 데이터 수집을 수행한다. 또한 저전력 LTE-CAT M1 통신을 통해 데이터를 실시간으로 서버에 전송하여 별도의 중계기가 필요 없는 장점이 있다. 개발된 클라우드 서버는 센서로부터 다물리량 데이터를 수신하고 가속도, 변형률 기반 변위 융합 알고리즘을 내장하여 센서에서의 연산 없이 고성능 연산을 수행한다. 제안 방법의 검증은 2개소의 실제 교량에서 변위계와의 계측 결과 비교, 장기간 운영 테스트를 통해 이뤄졌다.

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제13권5호
• /
• pp.1093-1100
• /
• 2018

웨어러블 기기에서 반도체의 소형화 및 저전력 기술이 빠르게 진행됨에 따라 다양한 초소형 형태의 응용서비스를 제공할 수 있게 되었다. 최근에는 태양열, 피에조, 마찰 등 다양한 에너지 하베스터를 이용해 저전력 반도체는 매우 낮은 전원으로도 동작할 수 있게 되었다. 웨어러블 상황에서의 대부분에 에너지 하베스팅은 비연속적(non-linear)으로 발전된다. 이에 따라 본 연구에서는, 3Hz의 낮은 주파수기반 디바이스 플랫폼을 제작하여 실험적으로 평가하였다. 본 연구는 비연속적 발전 환경을 고려해, 2단계의 저장환경과 사용된 에너지 발전소자의 맞춘 에너지 고효율 변환 플랫폼 설계하였다. 또한, 비연속적 에너지 수집 환경에서 안정적인 에너지를 저장 유지를 통해 약 4.67mW/min 발전하였다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제25권10호
• /
• pp.1302-1309
• /
• 2021

최근, 정부는 경기침체 극복에 대응하고 구조적 변환에 따른 국제활동을 주도하기 위한 국가발전 전략으로 "한국판 뉴딜 종합계획"을 도입하였다. 한국판 뉴딜에서 에너지와 관련된 '그린뉴딜'은 배출 가스 제로화를 목표로 하고 저탄소 녹색 경제로의 전환을 가속화하는 것이며, 이를 위해 정부는 재생에너지 사용 확대를 촉진한다는 계획이다. 본 논문에서는 저탄소 녹색 경제로의 전환을 촉진하기 위해 미활용 저온 열에너지를 활용하는 바이너리 발전과 실제 발전환경에서 무인 자동운전을 통해 저 비용으로 유지관리가 가능한 신경망 기반 제어시스템에 대해 검토한다. 이러한 바이너리 발전의 실현은 태양광, 풍력 등과 더불어 재생에너지의 도입을 가속화 할 것으로 기대된다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
• /
• 제7권1호
• /
• pp.41-51
• /
• 2016

In the stratosphere, the air is stable and a photovoltaic (PV) system can produce more solar energy compared to in the atmosphere. If unmanned aerial vehicles (UAVs) fly in the stratosphere, the flight stability and efficiency of the mission are improved. On the other hand, the weakened lift force of the UAV due to the rarefied atmosphere can require more power for lift according to the weight and/or wing area of the UAV. To solve this problem, it is necessary to minimize the weight of the aircraft and improve the performance of the power system. A regenerative fuel cell (RFC) consisting of a fuel cell (FC) and water electrolysis (WE) combined PV power system has been investigated as a good alterative because of its higher specific energy. The WE system produces hydrogen and oxygen, providing extra energy beyond the energy generated by the PV system in the daytime, and then saves the gases in tanks. The FC system supplies the required power to the UAV at night, so the additional fuel supply to the UAV is not needed anymore. The specific energy of RFC systems is higher than that of Li-ion battery systems, so they have less weight than batteries that supply the same energy to the UAV. In this paper, for a stratospheric long-endurance hybrid UAV based on an RFC system, three major design factors (UAV weight, wing area and performance of WE) affecting the ability of long-term flight were determined and a simulation-based feasibility study was performed. The effects of the three design factors were analyzed as the flight time increased, and acceptable values of the factors for long endurance were found. As a result, the long-endurance of the target UAV was possible when the values were under 350 kg, above 150 m² and under 80 kWh/kg H₂.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제27권4호
• /
• pp.86-93
• /
• 2023

국내 교량들의 노후화 진행에 따라 구조물의 지속적인 안전관리를 위한 실시간 계측 기반의 교량 관리시스템이 필요하다. 현재 교량 계측시스템 기술은 대형 단일 교량의 계측을 중심으로 발전하여 유선을 기반으로 전원을 공급하고 계측 데이터를 수집한다. 하지만 산발적으로 분포하는 중소교량에는 위치적 문제로 인해 유선 기반 계측시스템을 적용하기 어렵다. 본 연구에서는 중소교량을 대상으로 무선 기반 계측시스템을 구축하는 방안을 제안하였다. 제안한 무선 기반 계측시스템은 기존 유선 기반의 계측시스템의 한계를 극복하기 위해 태양광 발전을 통해 무선 전원을 확보하였으며, LTE 통신을 활용하여 데이터를 송출하게 하였다. 또한, 교량 계측시스템의 관리를 위한 시스템 원격 제어 방안과 전원 관리 방안도 제안되었다. 제안한 계측시스템의 검증을 위해 실제 지방도상의 교량 32개소에 설치되었으며, 1년간의 장기 계측데이터를 수집하였다. 설치된 테스트 베드에서 80.6%의 계측데이터 취득이 가능함을 확인하여 제안한 계측시스템의 운용 가능성을 검증하였다. 제안된 시스템 구축방안은 지방도상 노후 교량들의 안전감시에 활용 가능할 것으로 기대된다.

• 농촌지도와개발
• /
• 제11권2호
• /
• pp.251-265
• /
• 2004

The agricultural sector's economic structure in Korea is regarded to encounter major barriers on the way toward revitalizing its economic prosperity. Among many, the energy-related problem is one of prime nuclei embedded in the country's agricultural sector. The ought-to-come structural changes in the country's agricultural energy system hinge upon the central government's policy direction as well as efforts of local governments and local farming community members. The indirect aids via 'cross subsidy' of electricity tariff rate and 'tax-exempt price' of oil fuels are two notable causes of the unsustainable energy consumption pattern in the country's agricultural sector. As measures, demand-side management(DSM) and energy-efficiency promotions are regarded to be the most attractive methods for energy conservation and economic productivity as well. Development of renewable energy sources are also receiving a great deal of attention for the long-term alternatives to the country's existing oil-based agricultural production mode. This study examines the contributive potential of DSM approaches and renewables-based technologies. With the critical evaluation on the concurrent adversities of the country's agricultural energy system, various sources of renewable energy-solar power, wind power, biomass, etc.-are examined for the purpose of technological and economical viability. As sufficient potentials of renewable energy sources are being estimated, both the system production cost and the installation cost for the county's rural areas are expected to lower in the long term. DSM options are also evaluated to be fruitful even in the short term. Both the public and civil arenas must galvanise each side's effort in order to promote these policy options and community potentials.