• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권1호
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• pp.51-56
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• 2012

본 논문은 고파워 전자소자의 폐열로부터 에너지 수확을 목적으로 하는 열전생성기의 생성효율과 열적 성능에 대하여 논한다. 열경계저항을 포함하는 열전모델이 적용되어 생성효율과 고전력 전자소자의 junction 온도를 예측하였고 그 결과는 실험치로 검증되어진다. 검증결과는 예측치와 계측치의 오차가 작음을 보인다. 검증후 열전모델은 다양한 로드저항과 열원의 열율에서 생성효율, 열전생성기 양면의 온도차, 소자의 junction 온도를 예측한다. 본 연구는 로드저항이 생성효율, 열전생성기 양면의 온도차, junction 온도에 미치는 영향에 대해서도 탐구한다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2015년도 제51회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.321-322
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• 2015

Thermoelectric power generation has emerged as a promising alternative technology because it offers a potential application in the direct conversion of waste heat into electric energy. The performance of thermoelectric power generator depends on thermoelectric materials and thermoelectric power module designs. The main objective of this study is to design a 100W thermoelectric generation (TEG) module and to get optimal operating conditions of the module. The design and performance of the TEG module will be presented.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.1022-1026
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• 2013

최근 엔진 효율 향상을 위하여 열전 소자를 이용한 자동차 엔진 폐열 회수 기술이 주목 받고 있다. 열전소자 해석 모델링은 많이 개발 되었으나, 특정한 시스템 해석 모델과 함께 적용된 사례는 찾아보기 어렵다. 따라서, 본 연구에서는 열전소자를 이용하여 디젤 엔진의 배기 폐열 에너지 회수율을 평가할 수 있는 해석 모델을 1-D 상용 프로그램인 AMESim을 이용하여 개발하였다. 개발한 열전소자 해석 모델은 다양한 소자 종류에 따른 열전 발전 효율 및 폐열 회수율 평가가 가능한 모델이며, 디젤 엔진 해석 모델은 현재 상용화된 모든 디젤 엔진을 모사할 수 있는 모델이다. 여러 운전 조건에서 디젤 엔진의 폐열로부터 하나의 열전소자를 사용하여 회수 가능한 에너지는 약 544.75W이고, 전기로 변환될 수 있는 동력은 약 40.4W이었다. 본 연구에서 개발한 해석 모델은 같은 해석 프로그램에서 연동하여 해석을 용이하게 수행할 수 있기에 추후 열전소자를 이용한 디젤 엔진의 배기 폐열 회수 시스템 개발 시 회수율을 예상하고 시스템 최적화를 수행할 수 있는 방법을 제공할 것으로 기대된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.357-362
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• 2005

The tandem solar cell composed of a dye-sensitized solar cell (DSC) and a thermoelectric generator (TEG) was designed. In such new cell, the characteristics of DSC and TEG were investigated. DSC uses the wavelength range of 380∼750 nm and has the maximum efficiency of below 10 ％. If the solar light transmitted through DSC can be converted to heat energy, TEG can generate electric energy using this heat energy. By this means, it is possible to utilize most of solar energy in the wavelength range of 350∼3000 nm for electric generation and it can be expected to obtain higher solar energy conversion efficiency exceeding the known limit of maximum efficiency. For this purpose we suggest the tandem solar cell constructed with DSC and TEG. In this structure, DSC has a carbon nanotube film as a counter electrode of DSC in order to collect the solar light and convert it to heat energy. We measured the I-V characteristics of DSC and TEG, assembled to the tandem cell. As a result, it was shown that DSC with carbon nanotube and TEG had the efficiency of 9.1 ％ and 6.2 ％, respectively. From this results, it is expected that the tandem solar cell of the new design has the possibility of enhanced conversion efficiency to exceed above 15 ％.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권3호
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• pp.243-248
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• 2013

내연기관은 연료로 공급되는 에너지의 30~40%만을 동력에너지로 전환되고 나머지 60~70%는 손실에너지와 배기에너지로 버려지게 된다. 따라서 배기에너지를 회수한다면 기계적 에너지 또는 전기적 에너지로 변환시킬 수 있다. 열전발전기는 배기관에 위치하여 고온 열원과 저온 열원 사이에 온도차를 이용한다. 두 열원 사이에 온도차를 이용하여 전기적 에너지를 발생시켜 동력 에너지 등 여러 에너지로 변환 가능하다. 이 논문에서는 이러한 열전발전기의 특성을 예측하기 위해 수치해석을 통하여 여러 조건에 따른 열전발전기 특성을 예측하였다. 수치해석 결과 고온 열원과 저온 열원 간의 온도 차이가 클수록 발생하는 전력 역시 증가하는 것을 알 수 있었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.66-69
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• 2017

In recent year, energy harvesting technologies from the ambient environments such as light, motion, wireless waves, and temperature again a lot of attraction form research community [1-5] due to its efficient solution in order to substitute for conventional power delivery methods, especially in wearable together with on-body applications. The drawbacks of battery-powered characteristic used in commodity applications lead to self-powered, long-lifetime circuit design. Thermoelectric generator, a solid-state sensor, is useful compared to the harvesting devices in order to enable self-sustained low-power applications. TEG based on the Seebeck effect is utilized to transfer thermal energy which is available with a temperature gradient into useful electrical energy. Depending on the temperature difference between two sides, amount of output power will be proportionally delivered. In this work, we illustrated a low-input voltage energy harvesting circuit applied discontinuous conduction mode (DCM) method for getting an adequate amount of energy from thermoelectric generator (TEG) for a specific wearable application. With a small temperature gradient harvested from human skin, the input voltage from the transducer is as low as 60mV, the proposed circuit, fabricated in a $0.6{\mu}m$ CMOS process, is capable of generating a regulated output voltage of 4.2V with an output power reaching to $40{\mu}W$. The proposed circuit is useful for powering energy to battery-less systems, such as wearable application devices.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.589-602
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• 2024

열전 발전기(TEG)는 일반적으로 열 변환 효율이 높지 않다. 열전 발전기 모듈의 성능은 재료의 특성, 다리의 개수 외에도 다리의 형상에 따라 달라진다. 본 연구에서는 폐열을 효율적으로 수확할 수 있도록 열전소자의 다리 형상을 원통형, 큐브형 등 다양한 기하학적 구조로 모델링하여 전기적 특성을 수치상으로 비교하였다. 다리 형상에 따른 온도분포 및 발전량을 비교하였고 기존 Cube 모양이 가장 높게 나타났다. 냉각효과를 적용한 발전량을 비교한 결과 자연대류에서는 Cone, 강제대류에서는 Hourglass 모양이 가장 높았다. 본 연구 결과에 따르면 기하학적 구조가 열전 발전기의 효율에 영향을 미칠 수 있음을 확인하였다

• 전기전자학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.716-720
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• 2021

본 연구에서는 태양광소자와 열전소자로 이루어진 에너지 융합 발전소자에 쿨링패치를 적용하고 에너지 융합 발전소자의 성능을 조사하였다. 쿨링패치를 열전소자의 뒷면에 부착하였을 때, 에너지 융합 발전소자의 상층에 위치한 태양광소자의 온도가 저하되고 열전소자 양단의 온도차는 증가되었다. 태양광 복사 조도를 200 W/m²부터 1000 W/m²까지 증가시키면서 에너지 융합 발전소자의 성능을 측정해본 결과, 쿨링패치는 태양광의 조도가 증가할수록 에너지 융합 발전소자의 성능 향상에 효과적이었고 1000 W/m²에서는 42.1 mW까지 융합소자의 최대 출력 전력이 증가하였다. 본 연구에서는 쿨링패치를 에너지 융합 발전소자에 부착함으로써 에너지 융합 발전소자의 출력 전력이 27% 이상으로 증가하는 것을 확인하였다.

• 전기학회논문지
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• 제59권10호
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• pp.1845-1849
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• 2010

We have proposed and fabricated a Buck-Boost DC to DC Converter for Thermoelectric generator (TEG) with constant output voltage suitable for battery chargers or constant voltage supplies in the range of several watt. The experimental and simulation results have shown that the proposed method allows stable operation with maximum 86% power transfer efficiency. The proposed circuit has a merit in cost and miniaturization of a system compared to conventional MPPT algorithms, because the proposed method adopts only analog circuit without DSP or micro controller unit for calculating peak power point by iterative methods.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.1455-1458
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• 2007

In this research, a polycrystalline silicon (poly-Si) film layer for micro thermoelectric generator (TEG) was fabricated. The fabrication process of the thermoelectric poly-Si film layer is explained. The P-type and N-type poly-Si films were fabricated on a tetra ethoxy silane (TEOS) layer with a supporting Si wafer. Seebeck coefficient and electrical conductivity were measured, including the transport properties such as the hall coefficient, hall mobility and carrier concentration. The design parameters for a rapid thermal process (RTP) were decided based on the experimental results. The measured power factors of the P-type and N-type were $21.2\;{\mu}Wm^{-1}K^{-2}$ and $26.7\;{\mu}Wm^{-1}K^{-2}$, respectively.