• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권7호
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• pp.876-884
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• 2012

The worldwide CPV(Concentrated Photo Voltaic) market has been increased rapidly due to the increase in large-scale PV(Photo Voltaic) plants which are situated in sun-rich areas with either a Mediterranean or equatorial-type climate. CPV systems are arguably some of the most important devices in the production of electricity within regions with a sun-rich climate, particularly those which benefit from abundant direct solar irradiation. We have developed a 500X CPV module with rated power of 170Wp. The CPV module must satisfy the constraint of having a sensitive tracking accuracy due to the limited tolerance of the acceptance angle in intrinsic optical design. In this study, the module's acceptance angle used was designed with a tolerance angle of ${\pm}1^{\circ}$ in the secondary optics design. In general, non-concentrated module type 2-axis trackers have a tolerance angle larger than ${\pm}1^{\circ}$ due to standard silicon-type modules which are insensitive to the tracking accuracy of the sun. They have a tolerance angle of ${\pm}2{\sim}4^{\circ}$, which fails to exert a significant influence on the performance of the module. This paper provides a study of an experimental variation of the efficiency of the CPV module in terms of its tracking accuracy. Also, the performance of the module is studied from the perspective of temperature and direct irradiation.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2012년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.96-101
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• 2012

An experimental study was conducted to investigate the performance of a concentrating photovoltaic cell (CPV) against temperature. It is know that a high efficiency of a CPV can be achieved only with proper cell temperature as well as high concentration ratio (CR). This study is concerned with appropriate cooling condition for a liquid-convection cooler for the best performance of a specific CPV. A series of experiments was conducted in a range of cell temperatures as a result of varying cooling conditions, while the concentration ratio was 390 and the solar irradiation flux was higher than 900 $W/m^2$ in outdoor environment. The CPV had a planar dimension of 10 by 10 mm. A Fresnel lens was used as a concentrator, of which the dimension was 221 mm(W) ${\times}$ 221 mm(L) ${\times}$ 3 mm(t) and the transmissivity was known to be 0.8. The cooler was attached to the bottom side of the CPV and had a contact area of 21 mm(W) ${\times}$ 26 mm(L), which was identical to the size of the base plate of the CPV. The coolant temperature was controlled by an isothermal bath and the flow rate was controlled and measured by a flowmeter. The experimental results showed that the average of power efficiency of the CPV decreased from 28.6 % to 24.7 % as the cell temperature increased from $36^{\circ}C$ to $97^{\circ}C$. An appropriate cooling method of a CPV might increase the power conversion efficiency by about 4% for the same concentration ratio. Discussion is included from the viewpoint of the combined efficiency in addition to the power efficiency.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.124-124
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• 2017

본 연구에서 원추형 집광기와 CPV셀을 기반으로 한 태양광-열(CPV/T) 복합시스템의 설계 및 제작과정을 다룬다. 원추형 집광기의 경우, 이론적 해석을 통하여 최고의 집열효율을 갖는 원추각 45도의 집광기 4개를 결합하여 사용하였다. 원추형 복합시스템은 태양에너지를 집열하여 열에너지를 생산하는 집광기와 작동유체의 순환을 위해 이중 구조로 제작된 흡수기, 집광된 태양으로부터 전기에너지를 생산하는 CPV셀 등으로 구성되어 있다. 효율적인 태양복사열 집광을 위해 태양 위치에 따라 고도각과 방위각을 추적할 수 있는 2축 태양추적장치를 설비하였다. CPV셀은 원추형 집광기의 중심부에 위치한 이중 흡수관의 고집광부인 상단부에 위치하였으며, CPV셀의 결함을 방지하고, 부가적 태양광 집광을 위해 2차 보조 집광기를 부착하였다. 본 논문에서 소개하는 원추형 CPV/T 복합 시스템은 기존 원추형 시스템에 CPV 셀을 부착하여 전기와 열을 동시에 생산 할 수 있으며, 생산된 전기에너지와 열에너지를 이용하여 온실재배의 난방 문제, 운영비용 절약 등 다양하게 농업 분야에 적용가능하다. 특히, 원추형 복합시스템은 설계 및 제작에 있어 쉽고 간결하며, 제작 단가가 낮다는 점에서 보급에 이점이 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Power Electronics
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• 제17권4호
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• pp.1117-1126
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• 2017

The main contribution of this paper is the use of sensorless active diodes to generate the gate signals for a three-phase boost-rectifier with a self-powered control scheme. The sensorless operation is achieved making use of the gate control signals generated by the active diode schemes on each of the switching devices using a pulse width half-controlled boost rectifier modulation technique (PWM-HCBR). The proposed scheme synchronizes the gate control signals with a three phase voltage supply. Autonomous operation is obtained making use of the output DC bus to feed the control circuitry, the active diodes and the driver circuitry. The three-phase boost-rectifier is supplied by a three-phase permanent magnet electric generator powered by a solar concentrator dish with variable voltage and variable frequency conditions. Experimental results report an efficiency of up to 94.6% for 25 W and an input of 3.6 V peak per phase with 450.

• 설비공학논문집
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• 제25권5호
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• pp.240-245
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• 2013

We developed a parabolic reflector based daylighting system which can be used as an alternative indoor daytime lighting device such as for fluorescent lamps. The system comprises three main components : a daylight concentrator made of 4 pairs of parabolic reflectors and mirrors, a silica optical fiber bundle based light transmitter, and 4 light diffusers for the final indoor delivery of the collected daylight. We analyzed the performance of the system and revealed the system efficiency and daylighting factor. All test methods follow the rule, NR PV601 : 2007-daylighting system, governed by Korea Energy Management Corporation.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.125-125
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• 2017

본 연구에서 원추형 태양열 집광기의 흡수관 표면의 흑색 도색 여부에 따른 효율분석을 수행하였다. 원추형 집광기 시스템은 열 손실 최소화 및 집광비가 우수한 $45^{\circ}$의 원추각을 갖는 원추형 집광기를 설계 및 제작하였다. 원추형 태양열 집광시스템은 열매체 축열을 위한 온도센서가 내장된 축열조와 태양에너지를 집열시키는 원추형 집광기, 유량측정을 위한 유량계, 열매체의 강제순환을 위한 펌프로 구성되어있다. 또한 지속적인 태양추적을 위해 2축 태양 추적 장치를 설치하였다. 흡수관은 원추형 집광기의 중심부에 설비되었으며, 열매체의 순환을 위해 이중 열교환기 구조로 제작되었다. 흡수관의 길이는 열 손실을 최소화하기 위하여 집광기의 높이와 동일하게 설계하였다. 원추형 집광시스템의 작동유체인 물은 펌프에 의해 흡수관과 축열조를 강제순환 하게되고, 용량이 70L인 축열조에 흡수관으로부터 흡수된 태양 복사열이 저장된다. 원추형 집광시스템의 성능실험은 청명한 날 유량 2L/min, 4L/min, 6L/min에 대해 수행되었으며, 집열효율을 계산하여 비교 및 분석하였다. 흑색으로 도색된 흡수기를 부착한 원추형 집광시스템의 집열효율은 82.25%로 나타났으며, 무 도색 흡수관을 갖는 원추형 집광시스템은 73.26%의 집열효율을 나타내었다. 따라서 본 연구를 통해 흡수관 표면의 흑색 도색이 원추형 집광시스템의 집열효율에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제15권2호
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• pp.107-117
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• 2006

물을 분해하여 수소를 만드는 방법으로서 열화학싸이클을 이용한 방법에 대하여 그동안의 연구 동향에 대하여 살펴보았다. 수소생산이란 관점에서 열화학싸이클이 갖는 장점은 일정한 고온의 열을 얻을 수 있다면, 반응속도의 향상과 아울러 대용량화가 가능하다는 점이다. 안정한 물을 분해하려면 물의 산화/환원이 용이한 매개체를 써서 수소 및 산소를 발생하게 하고 순환시키게 되는데, 매개체가 유독성 물질이라면 이 과정에서 누출이 되지 않도록 하여야 한다. 아직 상용화단계에는 미치지 못하였지만, 일본, 스위스, 이스라엘, 미국, 한국 등에서 집중적으로 연구되고 있는 내용은 IS 싸이클과 ZnO/Zn, $Fe_3O_4/FeO$등과 같은 금속산화물계를 이용한 싸이클들이며, 고온용 및 내부식성 소재와 시스템 분야에서 아직 해결해야할 점이 많다.