• 한국물환경학회지
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• 제38권3호
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• pp.143-149
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• 2022

Membrane distillation (MD) has emerged as a sustainable desalination technology to solve the water and energy problems faced by the modern society. In particular, the surface wetting properties of the membrane have been recognized as a key parameter to determine the performance of the MD system. In this study, a novel surface modification technique was developed to induce a Janus-type hydrophilic/hydrophobic layer on the membrane surface. The hydrophilic layer was created on a porous PVDF membrane by vapor phase polymerization of the pyrrole monomer, forming a thin coating of polypyrrole on the membrane walls. A rigid polymeric coating layer was created without compromising the membrane porosity. The hydrophilic coating was then followed by the in-situ growth of siloxane nanoparticles, where the condensation of organosilane provided quick loading of hydrophobic layers on the membrane surface. The composite layers of dual coatings allowed systematic control of the surface wettability of porous membranes. By the virtue of the photothermal property of the hydrophilic polypyrrole layer, the desalination performance of the coated membrane was tested in a solar MD system. The wetting properties of the dual-layer were further evaluated in a direct-contact MD module, exploring the potential of the Janus membrane structure for effective and low-energy desalination.

• 천문학회보
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• 제42권2호
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• pp.59.5-60
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• 2017

We present the relationship between vector magnetic field parameters and solar major flare occurrence rate. Based on this, we are developing a forecast model of major flare (M and X-class) occurrence rate within a day using hourly vector magnetic field data of Space-weather HMI Active Region Patch (SHARP) from May 2010 to April 2017. In order to reduce the projection effect, we use SHARP data whose longitudes are within ${\pm}60$ degrees. We consider six SHARP magnetic parameters (the total unsigned current helicity, the total photospheric magnetic free energy density, the total unsigned vertical current, the absolute value of the net current helicity, the sum of the net current emanating from each polarity, and the total unsigned magnetic flux) with high F-scores as useful predictors of flaring activity from Bobra and Couvidat (2015). We have considered two cases. In case 1, we have divided the data into two sets separated in chronological order. 75% of the data before a given day are used for setting up a flare model and 25% of the data after that day are used for test. In case 2, the data are divided into two sets every year in order to reduce the solar cycle (SC) phase effect. All magnetic parameters are divided into 100 groups to estimate the corresponding flare occurrence rates. The flare identification is determined by using LMSAL flare locations, giving more numbers of flares than the NGDC flare list. Major results are as follows. First, major flare occurrence rates are well correlated with six magnetic parameters. Second, the occurrence rate ranges from 0.001 to 1 for M and X-class flares. Third, the logarithmic values of flaring rates are well approximated by two linear equations with different slopes: steeper one at lower values and lower one at higher values. Fourth, the sum of the net current emanating from each polarity gives the minimum RMS error between observed flare rates and predicted ones. Fifth, the RMS error for case 2, which is taken to reduce SC phase effect, are smaller than those for case 1.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제9권2호
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• pp.69-78
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• 2003

태양열을 동력원으로 하여 열에너지를 동력으로 변환, 물을 양수할 목적으로 저온 상변화물질인 펜탄을 작동물질로 하는 에너지변환장치를 제작하여 실험하였다. 장치는 각부의 크기를 그 기능과 상호작용 원리에 따라 논리에 맞게 최적 설계하였다. 장치의 제작 후 실험을 통하여 그 운전 특성을 분석하여 성능향상에 필요한 자료를 획득하고자 하였다. 작동물질인 펜탄을 가열하는 탱크 내부의 온도는 사이클 경과시간에 따라 약 $40­86^{\circ}C$ 범위에서 변동하고 있었으며, 물탱크내 온도 약 $23­24^{\circ}C$, 공기탱크 내 온도 $22­23.5^{\circ}C$ 범위에서 비교적 일정하게 유지되고 있었다. 응축기내의 온도와 냉각수출구 온도는 냉각수입구 온도수준에 따라 정의 상관관계로 변하고 있는 것을 알 수 있었으며, 또한 열 교환 능력도 냉각수 온도수준이 낮을수록 커진다는 것을 확인하였다. 물탱크 내 온도와 응축기내 온도가 상당히 차이가 나므로 물탱크와 응축기와의 연결거리를 최소화하고 연결파이프 크기를 큰 것으로 하여 내부물질이동 저항을 줄이는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있었다. 실험 중 양수량은 1.6­2.4 liter로 나타났으며, 냉각시간의 수준에 따른 물탱크내의 흡입물높이 상승은 차이를 나타내지 않았다. 응축기로부터의 냉각수 배출파이프가 연장되지 않은 경우 냉각수 유량이 5.9 liter/min 이었으나 연장파이프가 있을 때는 2.3 liter/min으로 나타났다. 이러한 현상에서 양수하는 물의 온도가 낮고 유량이 부족한 경우에는 연장파이프를 이용하는 것이 좋고, 냉각수치 양은 풍부하지만 그 온도가 낮지 않은 경우에는 연장파이프를 이용하지 않는 것이 좋다는 사실을 알 수 있다. 실험에서의 응축기내 냉각수의 최대 열교환량은 95.75 kJ/min로 나타났다. 작동물질가열탱크와 기액 분리탱크 내의 압력은 0.13­0.14 MPa.a, 물탱크와 응축기내의 압력은 약 0.11 MPa.a정도로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.723-730
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• 2016

태양광 모듈은 필요한 발전량을 얻기 위해 태양 전지를 직렬과 병렬로 조합하여 구성하며, 이 모듈은 일사량 및 온도에 따라 발전성능이 크게 좌우되는 특성을 가지고 있다. 또한, 태양광 전원은 건물 또는 나무 등의 주변 환경에 의한 음영과 같은 특수한 상황에 의하여 출력손실이 발생하게 된다. 즉 태양광 전원을 구성하는 태양광 모듈 일부에 부분음영이 발생할 경우, 태양광 모듈의 단락전류가 제한되어 전체 발전량 손실을 초래하고, 열점(Hot-Spot) 현상과 같은 열화현상이 발생하여 모듈의 수명을 단축시킨다. 따라서 본 논문에서는 태양광 모듈의 출력을 향상시키기 위한 태양전지와 바이패스 다이오드의 최적구성 알고리즘을 제시하였다. 또한, 부분 음영에 의한 출력손실을 최소화하기 위하여 태양광 어레이의 회로를 최적으로 구성하는 알고리즘을 제시하였다. 상기 알고리즘을 바탕으로 회로해석 프로그램인 PSIM S/W를 이용하여 태양광 모듈과 태양광 어레이를 모델링하여 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과, 본 논문에서 제안한 태양 전지와 바이패스 다이오드의 최적구성 알고리즘과 태양광 어레이의 최적구성 알고리즘이 태양광 전원의 성능 향상에 유용함을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.56.1-56.1
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• 2010

결정질 실리콘 태양전지의 표면 ARC(Anti-reflection Coating)layer는 반사도를 줄여 광 흡수율을 증가시키고, passivation 효과를 통하여 표면 재결합을 감소 시켜 태양전지의 효율을 높이는 중요한 역할을 한다. Silicon nitride 박막은 외부 stress 요인에 대해 안정성을 담보할 수 있어야한다. 따라서, 본 연구에서는 굴절률 가변에 따른 silicon nitride 박막을 PECVD를 이용하여 증착하고, 항온/항습 stability test를 통해 박막의 안정성을 확인하였다. Silicon nitride 증착을 위해 PECVD를 이용하였고, 공정압력 0.8Torr, 증착온도 $450^{\circ}C$, 증착파워 300W에서 실험을 진행하였다 박막의 굴절률은 1.9~2.3의 범위로 가변하였다. 항온/항습에 대한 신뢰성을 test 하기 위하여 5시간동안의 test를 1cycle로 하여 20회 동안 실험을 실시하였다. 증착된 silicon nitride 박막의 lifetime은 firing 이후 57.8us로 가장 높았으며, 항온/항습 test 이후에도 유사한 경향을 확인 할 수 있었다. 또한, 100h 동안의 항온/항습 test 결과 silicon nitride 박막의 lifetme 감소는 8.5%에 불과했다. 본 연구를 통하여 온도와 습도의 변화에 따른 결정질 실리콘 태양전지의 SiNx 박막의 증착 공정 조건에 대한 신뢰성을 확인 할 수 있었다.

• 농업과학연구
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• 제41권4호
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• pp.275-281
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• 2014

The ozone depletion has caused plants to be exposed to an increased penetration of solar ultraviolet-B (UV-B) radiation. Enhanced UV-B radiation may have influence on biological functions of plant in many aspects including inhibition of photosynthesis. It is evident that UV-B can potentially impair the performance of all three main component processes of photosynthesis, the photophosphorylation reactions of the thylakoid membrane, the $CO_2$-fixation reactions of the Calvin cycle and stomatal control of $CO_2$ supply. Owing to these depressed reactions, the production and allocation of carbohydrates might be markedly affected, and therefore, the growth and development of plant are distinctly reduced. In this review paper, we provide basic theory and further researches in terms of photosynthesis and carbohydrate synthesis in response to elevated UV-B radiation.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권2호
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• pp.790-802
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• 2017

This paper proposes the modeling and control strategy to track the MPPs of hybrid PV and Wind power systems, using a new dual input boost converter. The dual input power conditioning system with an independent MPPT control scheme is introduced with minimum number of circuit elements in order to reduce the switching loss, size and cost of the system. Since the operating conditions for the PV and Wind power systems are very distinct from each other, an efficient and superior control system is required to track the MPPs of both renewable sources with the use of a simply-structured single-ended single-inductor converter. The design of Power-Conditioning System (PCS) and detail control strategy are presented in this paper. To provide independent tracking of MPPs, a variable duty-cycle control strategy is employed for the wind system and a variable frequency strategy is employed for the PV system. Finally, the proposed dual-input converter for hybrid power conditioning system is implemented and the hardware test results are presented. From the hardware experiment, it is concluded that the proposed system successfully tracks the MPPs of both of the renewable power systems independently.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.64-75
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• 2007

Photovoltaic systems utilize the infinite clean energy of the sun, without creating any air pollution or noise and mechanical vibration. A PV system operates without the need of fuel, rotation surfaces, high temperatures or high pressures. It is therefore to do maintain and simple to install as well as having a long life cycle. The global market for PV systems continues to grow rapidly by 30[%] per year. This paper suggests a new design method for the PV system installation that will allow to the improvement of system efficiency. This method is in accordance with the loss parameter compensation method designed for the PV systems and investigated through simulation and practical experimentation. It was applied to an interconnected 10[kW] grid PV system and was demonstrated in the field. Features such as solar array, PCS, system efficiency, performance and stability were considered. Through the proposed optimal parameter design method, the features of the system were studied, and the 10[kW] PV system was demonstrated and analyzed.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.689-689
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• 2013

Atomic layer deposition (ALD)에 의한 알루미늄 산화 막(Al2O3)은 고효율 결정질 실리콘 태양전지를 위한 우수한 표면 패시베이션 특성을 제공한다. 알루미늄 산화막는 고정적인 음전하를 가지고 있기 때문에 p-형 실리콘 태양 전지 후면은 전계에 의한 우수한 패시베이션 효과를 형성한다. 그러나, ALD 방식으로 증착된 알루미늄 산화막은 매우 긴 공정 시간을 필요로 하기 때문에 기존의 실리콘 태양 전지 공정에 적용하기가 어렵다. 본 논문에서는 알루미늄 산화막 형성에서 공정 시간을 줄이기 위해 Plasma assisted atomic layer deposition (PA-ALD) 방식을 적용했다. PA-ALD 기술은 trimethylaluminum (TMA)과 O2를 사용하여 기판 표면에 알루미늄 산화막을 증착하는 것으로 ALD 방식과 유사하지만, O2 플라즈마를 사용함으로써 증착 속도를 향상시킬 수 있다. 이는 좋은 패시베이션 특성을 가지는 알루미늄 산화막을 실리콘 태양전지양산 공정에 적용할 수 있는 가능성을 제시한다. PA-ALD 방식에 의한 알루미늄 산화막의 패시베이션 특성을 최적화하기 위해서 증착 후 열처리 조건에 대한 연구도 수행하였다. 막증착률이 1.1${\AA}$/cycle인 Al2O3층의 두께 변화에 따른 특성을 최적화하기 위해 공정 온도를 $250^{\circ}C$ 고정하고, 열처리 온도와 시간을 가변하였으며 유효 반송자수명을 측정하여 알루미늄 산화막의 패시베이션 특성을 확인했다.

• 한국농공학회논문집
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• 제52권5호
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• pp.1-9
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• 2010

Evapotranspiration (ET) is one of the basic components of the hydrologic cycle and is essential for estimating irrigation water requirements. In this study, artificial neural network (ANN) models for reference crop evapotranspiration ($ET_0$) estimation were developed on a monthly basis (May~October). The models were trained and tested for Suwon, Korea. Four climate factors, daily maximum temperature ($T_{max}$), daily minimum temperature ($T_{min}$), rainfall (R), and solar radiation (S) were used as the input parameters of the models. The target values of the models were calculated using Food and Agriculture Organization (FAO) Penman-Monteith equation. Future climate data were generated using LARS-WG (Long Ashton Research Station-Weather Generator), stochastic weather generator, based on HadCM3 (Hadley Centre Coupled Model, ver.3) A1B scenario. The evapotranspirations were 549.7 mm/yr in baseline period (1973-2008), 558.1 mm/yr in 2011-2030, 593.0 mm/yr in 2046-2065, and 641.1 mm/yr in 2080-2099. The results showed that the ANN models achieved good performances in estimating future reference crop evapotranspiration.