• 대한기계학회논문집B
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• 제39권10호
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• pp.787-793
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• 2015

초임계 이산화탄소($S-CO_2$) 사이클은 소형화된 터보기계 및 열교환기를 통해서 작은 공간에서도 높은 열효율로 전력을 생산할 수 있는 잠재력을 가진 것으로 평가되고 있으며, 최근 이에 대한 관심이 증가하고 있다. 원자력 및 태양열(CSP) 분야에서 $S-CO_2$ 사이클에 대한 연구 결과가 다수 소개되어 온 반면, 폐열 분야에 대한 연구 결과는 상대적으로 많지 않다. 본 연구에서는 폐열 회수 응용 분야에 있어서, 예열에 의한 $S-CO_2$ 사이클의 성능 향상 가능성을 살피기 위하여, 재생 $S-CO_2$ 브레이튼 사이클과 예열기를 갖는 재생 $S-CO_2$ 브레이튼 사이클을 모델링하고 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과, 순출력을 극대화시키는 최적 $CO_2$ 분기율이 존재함을 확인하였다. 본 연구의 시뮬레이션 조건 하에서, 예열기에 의한 순출력 향상은 약 16-26%로 계산되었다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제32권4호
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• pp.24-33
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• 2012

Recently, finishing materials at spandrel area, a part of curtain-wall system, are gradually forced to improve thermal insulation performance in order to enhance the building energy efficiency. Also, Building Integrated Photovoltaics(BIPV) systems have been installed in the exterior side of the spandrel area, which is generally composed of windows. Those BIPVs aim to achieve high building energy efficiency and supply the electricity to building. However, if transparent BIPV module is combined with high insulated spandrel, it would reduce the PV efficiency for two major reasons. First, temperature in the air space, located between window layer and finishing layer of the spandrel area, can significantly increase by solar heat gain, because the space has a few air density relative to other spaces in building. Secondly, PV has a characteristics of decreased Voltage(Voc and Vmp) with the increased temperature on the PV cell. For these reasons, this research analyzed a direct interrelation between PV Cell temperature and electricity generation performance under different insulation conditions in the spandrel area. The different insulation conditions under consideration are 1) high insulated spandrel(HIS) 2) low insulated spandrel(LIS) 3) PV stand alone on the ground(SAG). As a result, in case of 1) HIS, PV temperature was increased and thus electricity generation efficiency was decreased more than other cases. To be specific, each cases' maximum temperature indicated that 1) HIS is $83.8^{\circ}C$, 2) LIS is $74.2^{\circ}C$, and 3) SAG is $66.3^{\circ}C$. Also, each cases yield electricity generation like that 1) HIS is 913.3kWh/kWp, 2) LIS is 942.8kWh/kWp, and 3) SAG is 981.3kWh/kWp. These result showed that it is needed for us to seek to the way how the PV Cell temperature would be decreased.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2009년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.39-44
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• 2009

Geothermal energy is the heat contained in the earth and its internal fluids. Geothermal energy is stored as sensible or latent heat. Supplied by both internal and external sources, it represents a vast supply which is only started to be tapped for generation of electric power. In general, this is natural dry or wet medium to high enthalpy steam at temperatures above $150^{\circ}C$. For some time, binary systems employing substances with a lower boiling point than water in a secondary circuit have been used to generate vapor for driving turbines at a lower temperature level. The utilization of binary plants and the possibility of production from enhanced geothermal systems can expand its availability on a worldwide basis. The geothermal electricity installed capacity is approaching the 10,000GW threshold. Geothermal energy is not present everywhere, but its baseload capability is a very important factor for its success.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.237.1-237.1
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• 2010

Recent developments such as concern over global warming, depletion of fossil fuels and increase in energy demands by the increasing world population has eventually lead to mass production of electricity using renewable sources. Ocean contains energy in form of thermal energy and mechanical energy: thermal energy from solar radiation and mechanical energy from the waves and tides. The current paper looks at generating power using waves. The primary objective of the present study is to maximize the primary energy conversion (first stage conversion) of the base model by making some design changes. The model entire consisted of a numerical wave tank and the turbine section. The turbine section had three components; front guide nozzle, augmentation channel and the rear chamber. The augmentation channel further consisted of a front nozzle, rear nozzle and an internal fluid region representing the turbine housing. Different front guide nozzle configuration and rear chamber design were studied. As mentioned, a numerical wave tank was utilized to generate waves of desired properties and later the turbine section was integrated. The waves in the numerical wave tank were generated by a piston type wave maker which was located at the wave tank inlet. The inlet which was modeled as a plate wall which moved sinusoidally with the general function, $x=asin{\omega}t$. In addition to primary energy conversion, observation of flow characteristics, pressure and the velocity in the augmentation channel, rear chamber as well as the front guide nozzle are presented in the paper. The analysis was performed using the commercial code of the ANSYS-CFX. The base model recorded water power of 29.9 W. After making the changes, the best model obtained water power of 37.1 W which represents an increase of approximately 24% in water power and primary energy conversion.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2008년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.269-272
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• 2008

This paper treats TEGS(Thermo-Electric Generation System) by using two different metals which have N and P types of thermo-electric characteristics respectively. Heat source is the thermal energy from the oxidative reaction of methanol and catalyst. Heat sink is an air cooling system (fan and heat sink). 4 TEMS of $40{\times}40mm$ of TEGS with 500ml methanol produce the electric power of maximum 6W and average 5W for 9 hours.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.310-316
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• 2021

기존의 인공위성은 다기능·높은 성능을 가진 대형위성을 국가 단위에서 운용하는 것이 일반적이었으나 최근의 전기·전자 및 광학 기술의 경량 소형화 발전에 따라 점차 소형위성이 주목받고 있다. 크기와 무게가 감소됨에 따라 적은 비용으로 개발 및 발사가 가능하여 위성 개발에 진입장벽이 낮아지고 있으나, 인공위성의 전력공급에 필수적인 태양전지 패널의 경우 태양광에 효율적으로 노출되기 위해 넓은 표면적이 필요하여 소형화 및 경량화가 제한적이다. 우주용 태양전지는 우주선과 태양열, 온도와 같은 다양한 우주환경을 고려하여 제작되어야하고, 부피를 최적화하기 위해 전개 매커니즘을 적용하며 경량화 및 고효율화를 위하여 태양전지 셀의 구조적 재료적인 연구개발이 필요하다. 현재 태양전지 패널로 개발되어 운용되고 있는 제품들은 고효율화를 위하여 주로 InGaP/GaAs/Ge 소재의 3중구조를 적용하고 있다. 최근에는 초고효율 다층구조 태양전지를 위하여 4중접합 이상의 구조가 연구되고 있으며, 나아가 소재적으로 경량화에 유리한 유연박막 태양전지, 유기 및 유무기 하이브리드 태양전지 등이 차세대 소형위성용 태양전지로 주목받고 있다.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2008년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.263-268
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• 2008

Building Integrated PV(BIPV) is one of the best fascinating PV application technologies. To apply PV module in building, various factors should be reflected such as installation position, shading, temperature, and so on. Especially a temperature should be considered, for it affects both electrical efficiency of a PV module and heating/cooling load in a building. This study investigates a semitransparent PV module that is designed as finished material for windows. Therefore it needs to considerate about the optical characteristics of the transparent module. It reports the effect of thermal and optical characteristics of the PV module on generation performance. The study was performed by measuring sun spectrum and luminance through the PV modules and by monitoring the temperature and experiment. The results showed that 1 degree temperature rise reduced about 0.48% of output power.

• 청정기술
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• 제20권4호
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• pp.449-456
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• 2014

기후변화로 인한 국지적인 이상가뭄 빈발 및 물수지 관련 불확실성 증가 등으로 각국에서는 사용가능한 담수량 확보, 즉 물안보 문제가 크게 대두되고 있다. 사용가능한 담수량 중 상당부분이 전력을 생산하는 발전 분야에도 사용되기 때문에 그 중요성이 점차 증대하고 있다. 신재생에너지원인 태양광발전은 설비제조, 설치 및 운전의 전 과정(life cycle)에서 수자원을 소비하지만 전통적인 에너지원인 화력발전이나 원자력발전에 비하면 상대적으로 수자원을 적게 사용한다는 장점이 있다. 본 연구에서는 태양광시스템의 원료채취부터 운영발전까지 물 사용량을 알아보기 위해 전 과정의 물 발자국을 측정하여 그 결과를 분석했다. 물 발자국 산정결과 태양광시스템의 전체 물 발자국은 $0.989m^3/MWh$이며, 폴리실리콘과 태양전지 공정에서 물 발자국이 높게 나타났다. 폴리실리콘 공정은 에너지 다소비 공정이기 때문에 냉각수 사용량이 많았고 태양전지 공정에서는 고효율 결정질 실리콘 세척을 위한 탈 이온수(deionized water) 사용량이 많았기 때문에 물 발자국이 높은 것으로 보인다. 태양광발전은 기존 에너지원보다 물 사용량이 적은 발전원임을 확인할 수 있었으며, 에너지 분야의 물 사용량을 절감할 수 있는 가치를 가지고 있음을 알 수 있다. 향후 에너지정책 결정에 있어서 신재생에너지의 부가적인 가치로서 물 발자국 개념의 도입이 중요하다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권11호
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• pp.907-914
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• 2014

본 연구는 센서식 및 프로그램식의 태양추적장치를 이용하여 집광형 태양전지의 발전효율을 증가시키는 연구를 진행하였다. 또한 집광형 태양전지에서 발생된 열은 히트파이프를 포함한 흡열기로 회수함으로써 온수나 난방에 사용할 수 있었다. 실험 결과 집광형 태양전지의 평균 전기효율은 16%, 히트파이프를 포함한 흡열기의 열효율은 62% 로 복합효율이 78%를 나타내었다. 태양위치에 따른 실시간 추적, 일몰 이후 난방장치의 동쪽방향 원상복귀, 원상복귀후 자동종료는 Simulink 프로그램으로 구현하였다. 히트파이프 유무, 집광비, 흡열기 입구 속도에 따른 집광형 태양전지 및 흡열기 온도를 해석하였으며 실험결과와 일치하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제47권6호
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• pp.647-661
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• 2015

The supercritical $CO_2$ (S-$CO_2$) Brayton cycle has recently been gaining a lot of attention for application to next generation nuclear reactors. The advantages of the S-$CO_2$ cycle are high efficiency in the mild turbine inlet temperature region and a small physical footprint with a simple layout, compact turbomachinery, and heat exchangers. Several heat sources including nuclear, fossil fuel, waste heat, and renewable heat sources such as solar thermal or fuel cells are potential application areas of the S-$CO_2$ cycle. In this paper, the current development progress of the S-$CO_2$ cycle is introduced. Moreover, a quick comparison of various S-$CO_2$ layouts is presented in terms of cycle performance.