• 한국가시화정보학회지
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• 제21권2호
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• pp.63-71
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• 2023

Energy storage and distribution technologies are emerging as important factors as research on renewable energy continues. Analyzing the thermal flow of phase change material inside a latent heat storage device and to predict the phase change time is an important part for improvement of thermal performance. However, most of the current research is based on the trial-and-error experimental investigation to measure the phase change time. Therefore, in this study, a can-type phase change material container was designed, and the numerical method for analyzing the thermal flow of phase change material was established and validated. The error rate of the phase change time between the numerical and experimental results was within 5%, which proves its reliability. As a result, the phase change finishing times were found to be 78 minutes with inlet fluid temperature of 80℃ during charging process, and 126 minutes with inlet fluid temperature of 9℃ during discharging process.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제10권3호
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• pp.261-281
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• 2023

Magnetic flux sensors are commonly used in monitoring the cable force, but the application of the sensors in large diameter non-closed Galfan cables, as those adopted in Yueqing Gymnasium which is located in Yueqing City, Zhejiang Province, China and is the largest span hybrid space structure in the world, is seldom done in engineering. Based on the construction of Yueqing Gymnasium, this paper studies the cable tension monitoring using the magnetic flux method across two stages, namely, the pre-calibration stage before the cable leaves the rigging factory and the field tension formation stage of the cable system. In the pre-calibration stage in the cable factory, a series of 1:1 full-scale comparative tests were carried out to study the feasibility and relability of this kind of monitoring method, and the influence on the monitoring results of charging and discharging voltage, sensor location, cable diameter and fitting method were also studied. Some meaningful conclusions were obtained. On this basis, the real-time cable tension monitoring system of the structure based on the magnetic flux method is established. During the construction process, the monitoring results of the cables are in good agreement with the data of the on-site pressure gauge.The work of this paper will provide a useful reference for cable force monitoring in the construction process of long-span spatial structures.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제26권6_2호
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• pp.1117-1125
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• 2023

The DC part of the DC microgrid power conversion system uses capacitors for buffers of charge and discharge energy for smoothing voltage and plays important roles such as high frequency component absorption, power balancing, and voltage ripple reduction. The capacitor uses an aluminum electrolytic capacitor, which has advantages of capacity, low price, and relatively fast charging/discharging characteristics. Aluminum electrolytic capacitors(AEC) have previous advantages, but over time, the capacity of the capacitors decreases due to deterioration and an increase in internal temperature, resulting in a decrease in use efficiency or an accident such as steam extraction due to electrolyte evaporation. It is necessary to take measures to prevent accidents because the failure diagnosis and detection of such capacitors are a very important part of the long-term operation, safety of use, and reliability of the power conversion system because the failure of the capacitor leads to not only a single problem but also a short circuit accident of the power conversion system.

• Asia pacific journal of information systems
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• 제27권2호
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• pp.99-125
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• 2017

In this study, we propose an operations model to automate a home energy management system (HEMS) that utilizes an energy storage system (ESS) in consideration of consumer utility. Most previous studies focused on the system for the profits obtained from trading charged energy using large-scale ESS. By contrast, the present study focuses on constructing a home-level energy management system that considers consumer's utility over energy consumption. Depending on personal preference, some residential consumers may prefer consuming additional energy to earn increased profits through price arbitrage and vice versa. However, the current system could not yet reflect on this aspect. Thus, we develop an operations model for HEMS that could automatically control energy consumption while considering the level of consumer's preference and the economic benefits of using an ESS. The results of simulations using a dataset of the Korean market show that an operations policy of charging and discharging can be changed depending on consumer's utility. The impact of this policy is not ignorable. Moreover, the technical specifications of ESS, such as self-discharge rate and round-trip efficiency, can affect the operations policy and automation of HEMS.

• 전자공학회논문지D
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• 제35D권9호
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• pp.26-34
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• 1998

본 논문은 주사전자현미경(SEM)의 전자총을 이용하여 MCM 또는 PCB 회로기판의 신호연결선에서 전압차를 유도시켜 개방/단락 등의 결함을 측정 검사하는 방법을 제시한다. 본 실험에서는 주사전자현미경의 구조를 변형시키지 알고 회로기판의 개방/단락 검사를 실시할 수 있는 이중전위전자빔(Dual Potential) 검사방법을 사용한다. 이중전위전자빔(Dual Potential) 측정검사 방법은 이차전자수율 값 δ의 차이를 유기시키는 δ < 1 인 충전 전자빔과 δ > 1 인 읽기 전자빔을 사용하여 한 개의 전자총이 각각 다른 가속전압에 의해 생성된 두 개의 전자빔으로 측정하는 방법으로 특정 회로네트에 대한 개방/단락 등의 측정 검사가 가능하다. 또한 읽기 전자빔을 이용할 경우 검사한 회로 네트를 방전시킬 수 있어 기판 도체에 유기된 전압차를 없앨 수 있는 방전시험도 실시할 수 있어, 많은 수의 회로네트를 지닌 회로 기판에 대해 측정 검사할 때 충전되어 있는 회로네트에 대한 측정오류를 줄일 수 있다. 측정검사를 실시한 결과 glass-epoxy 회로기판 위에 실장된 구리(Cu) 신호연결선은 7KeV의 충전 전자빔으로 충전시키고 10초 이내에 주사전자현미경을 읽기 모드로 바꾸어 2KeV의 읽기 전자빔으로 구리표면에서의 명암 밝기 차이를 읽어 개방/단락 상태를 검사할 수 있었다. 또한 IC 칩의 Au 패드와 BGA의 Au 도금된 Cu 회로패드를 검사한 결과도 7KeV 충전 전자빔과 2KeV 읽기 전자빔으로 IC칩 내부회로에서의 개방 단락 상태를 쉽게 검사할 수 있었다. 이 검사방법은 주사전자현미경에 있는 한 개의 전자총으로 비파괴적으로 회로 기판의 신호 연결선의 개방/단락 상태를 측정 검사할 수 있음을 보여 주었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.369-377
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• 2013

현재 전기자동차와 신재생에너지전원의 출력안정화에 필수적인 2차전지가 개발되고 있고, 2차전지의 효율적인 운용을 위하여 상태감시 기술과 수명예측 기술이 요구되고 있다. 기존의 2차전지 상태감시 방법으로는 전압과 비중에 의한 충전상태평가 방법 등이 있으나, 이 방법은 온도에 따라 변화되는 전압과 비중의 특성을 고려할 수 없는 한계점을 가지고 있다. 즉, 2차전지의 SOC를 평가하기 위해서는 전지 케이스 내부의 전해액 온도에 따라 달라지는 비중 값을 측정해야 하지만, 대부분의 2차전지는 밀폐형으로 보급되고 있어서 전해액의 상태를 파악하기 어려운 실정이다. 따라서 본 논문에서는 전지내부의 온도를 보정하는 열전달식을 유도함으로 정확한 SOC평가 알고리즘을 제시하였다. 또한 2차전지의 수명 예측 방법으로는 내부저항 측정 또는 잔존 용량 측정 등의 수명 예측 방법들이 있으나, 충 방전상태와 충전 후 방치시간, 사용 환경 등 여러 가지 요인에 의해 2차전지의 수명을 정확하게 판단하기 어렵다. 따라서 상기의 문제점을 해결하기 위해 $20^{\circ}C$로 환산된 비중 값에 대하여 전지의 충 방전에 대한 비중누적 값을 계산함으로 충 방전 사이클을 판정하는 수명예측 알고리즘을 제시하였다. 상기에서 제시한 알고리즘을 바탕으로 시험 장치를 제작하여 다양한 시뮬레이션을 수행한 결과, 기존의 방법에 비하여 본 논문에서 제안한 알고리즘이 정확한 연축전지의 상태감시 및 수명예측에 대한 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제23권3호
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• pp.241-259
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• 2013

충전층을 이용한 열에너지저장 시스템은 자갈이나 콘크리트와 같은 열저장매질과 공기나 오일과 같은 열전달유체를 이용하여 현열에너지를 저장하는 방식으로서, 저장매질의 경제성과 화학적 안정성, 시스템 구축의 용이성 등 많은 장점이 갖는다. 본 연구에서는 충전층을 이용한 열에너지저장 기술에 대하여 개략적으로 소개하고, 이러한 열에너지저장소의 에너지 수지와 성능 효율을 분석하기 위한 수치 모델을 제시하였다. 유한차분법을 이용하여 저장소 내 1차원 비정상 열전달 해석을 수행하였으며, 반복적인 주입과 토출에 따른 충전층의 온도분포와 외부로의 손실 에너지를 계산하였다. 해석모델은 AA-CAES(advanced adiabatic compressed air energy storage)와 연계된 고온의 열에너지저장시스템으로 저장소가 지하암반 내에 위치하는 경우와 지상에 위치하는 경우를 모사하고, 성능효율 및 열손실률을 비교 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.14-18
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• 2019

반도체의 전도성은 주로 케리어에 의해서 결정된다. 전도성이 높아지려면 케리어의 수가 많고 에너지 내의 트랩 준위를 만들어서 케리어들이 낮은 에너지로도 금지대역을 넘어설수 있도록 하는 도핑기법을 주로 사용한다. 케리어들은 결정질 결합구조를 갖으며, 계면불일치에 의하여 전도성이 떨어지는 경향도 있지만 대체적으로 고농도 도핑은 이동도를 높이는 대표적인 방법에 속한다. 하지만 비정질 결합구조에서도 전도성이 높아지는 현상이 나타나며, 본 연구에서는 트래핑현상과는 다른 터널링 현상에 의한 공간전하제한 전류가 흐르면서 전도성이 향상되고 이동도가 높아지는 현상에 대하여 관찰하였다. 비정질구조에서는 케리어수가 낮고 저항이 높아지며, 커패시턴스의 on/off 특성이 향상되면서 이동도가 높아지는 것을 확인하였다. ZTO 박막은 150도에서 열처리한 경우 커패시턴스의 on/off 특성이 향상되었으며, 충전과 방전하는 실험에서는, 충전과 방전되는 형상에 있어서 시간차이가 있었으며, n형과 p형의 구분이 없었으며, 공핍층과 같은 비정질 결합구조를 보여주었다. 비정질 결합구조는 전위장벽으로 볼 수 있으며, 전위장벽은 공간전하제한전류가 흐르게 되는 원천이기도 하며, 터널링현상에 의한 전도현상이 나타나는 원인이 된다. 따라서 비정질구조에서 이동도가 증가하는 현상이 나타났으며, 케리어가 희박함에도 불구하고 전도성이 증가하는 것을 확인하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.392-401
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• 2020

연구목적: 본 연구는 비상시의 예비전원장치로 사용 가능한 리튬이온커패시터의 동작 특성을 분석하고, 충·방전시의 선형비례특성을 이용하여 전압을 측정하는 것으로도 예비전원장치의 동작 이상 유무를 판단 할 수 있는 실험근거의 제공을 목적으로 한다. 연구방법: 본 연구를 위한 방법으로 먼저 기존 예비전원장치와 리튬이온커패시터에 대한 동작원리 및 특성을 분석하고, 다음으로 실험에 사용한 유도등의 구성도와 시스템 블록도에 따라 리튬이온커패시터의 전압 측정을 통해 배터리의 보유 전력량을 확인하는 전압대역별 방전전력량 측정 값 테스트와 유도등을 이용한 동작 테스트 실험으로 진행한다. 연구결과: 리튬이온커패시터의 선형비례특성을 이용한 충전전압을 확인하는 것만으로도 정확하게 유도등 램프의 유효동작 시간을 추론 할 수 있는 근거를 제시하고 있다. 결론: 재난 상황 시 리튬이온커패시터를 비상유도등의 예비전원장치로 사용함으로써 비상유도등의 완전 방전을 미연에 방지하고, 예비전원장치의 정상 작동 수행의 문제가 발생하지 않게 하며, 간단한 전압측정만으로도 예비전원장치의 이상 유무를 확인 할 수 있게 하여 향후 피난설비 적용에 많은 활용도를 제시하고자 하였다.

• 에너지공학
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• 제20권3호
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• pp.185-190
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• 2011

본 논문은 초전도 에너지 저장장치(SMES)용 전도냉각형 고온초전도 자석의 설계, 제작 및 평가에 대해 기술한다. 고온초전도 자석은 황동 안정화재를 갖는 2개의 Bi-2223 다심 선재가 적층된 4-ply 도체로 제작된 22개의 double pancake coil(DPC)로 구성된다. 그리고, 각 DPC는 내경과 외경이 각각 500 mm, 691 mm이고 높이가 10 mm인 2개의 single solenoid coil로 구성된다. 코일 내부의 전기적 손실에 의해 발생된 열의 냉각을 위하여 DPC 사이에 두께 3 mm의 알루미늄 판이 내재된다. 고온초전도 자석은 2단 Gifford McMahon 냉동기에 의해 5.6 K까지 냉각된다. 충전전류가 증가할수록 방전시 고온초전도에서의 최대 온도가 증가 하였다. 충전전류가 360 A일 때 ��치 없이 고온초전도 자석에 1 MJ의 자기에너지가 성공적으로 저장되었다. 본 연구에서는 SMES용 전도 냉각형 고온초전도자석에 대한 열적, 전자기적 특성을 보이고, 본 연구를 통해 얻어진 결과는 전도냉각형 고온초전도자석의 최적설계 및 안정도 평가에 활용될 것이다.