• 제목/요약/키워드: power harvesting

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압전 캔틸레버 구조를 이용한 도로용 에너지 하베스터의 개발 및 평가 (Development and Evaluation of the Road Energy Harvester Using Piezoelectric Cantilevers)

  • 김창일;김경범;전종학;정영훈;조정호;백종후;강인석;이무용;최범진;조영봉;박신서;남산;이영진
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제25권7호
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    • pp.511-515
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    • 2012
  • A road energy harvester was designed and fabricated to convert mechanical energy from the vehicle load to electrical energy. The road energy harvester is composed of 24 piezoelectric cantilevers and a vehicle load transfer mechanism. Applying a vehicle load transfer mechanism rather than directly installing energy harvesters under roads decreases the area of road construction and allows more energy harvesters to be installed on the side of the road. The power generation amount with respect to the vehicular velocity change was assessed by installing the vehicle load transfer mechanism and the energy harvester in the form of speed bumps and underground. The energy harvester installed in a speed bump form generated power of 7.61 mW at the vehicular velocity of 20 km/h. Also, power generation of the energy harvester installed in the underground form was 63.9 mW at the vehicular velocity of 28 km/h. Although the number of piezoelectric cantilevers was reduced by 1/3 to 24 in comparison to the previous research results with 72 piezoelectric cantilevers, similar power generation characteristic value was obtained within the vehicular velocity of 20 km/h by altering the vehicle load transfer mechanism and cantilever vibration method.

낙동강유역(洛東江流域) 사질(砂質)땅콩재배지(栽培地) 가리(加里) 및 유황분말(硫黃粉末) 시용효과(施用效果) (Effect of Potassium and Sulfur Powder on the Growth of Peanut Plant in Sandy Soil of Nak-dong Riverside)

  • 김창배;박선도;박노권;최대웅;손삼곤
    • 한국토양비료학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.161-168
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    • 1987
  • 낙동강유역(洛東江流域) 사질(砂質)땅콩재배지(栽培地)에서 땅콩에 대(對)한 가리(加里)및 유황분말(硫黃紛末)의 시용수준별(施用水準別) 생육상황(生育狀況), 식물체(植物體)의 양분흡수량(養分吸收量) 및 수량(收量) 그리고 시기별(時期別) 토양(土壤)의 성질변화(性質變化)에 대(對)하여 비교검토(比較檢討)코자 선산군(善山郡) 해평면(海平面) 농가포장(農家圃場)에서 시험(試驗)을 수행(遂行)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 가리(加里) 및 유황분말(硫黃粉末)의 시용량(施用量)을 증가(增加)할수록 주경장(主莖長), 분지장(分枝長) 및 주당분지수(株當分枝數)가 증가(增加)하였으며, 특(特)히 유황분말(硫黃粉末) 처리(處理)는 주근장(主根長), 주당근수(株當根數) 및 근류형성량(根瘤形成量)이 많았으며 또한 수확기(收穫期)에는 근(根)의 발생량(發生量)이 많아 경엽(莖葉)/근(根)의 건물중비(乾物重比)가 낮았다. 2. 개화성기(開花盛期) 근류(根瘤)의 형성량(形成量)과 수확기(收穫期) 경엽(莖葉) 및 근(根)의 건물중(乾物重)과는 정(正)의 유의상관(有意相關)이 인정(認定)되었고, 가리무시용구(加里無施用區)에 비(比)하여 가리(加里)의 시용량(施用量)을 증가(增加)할수록 7~20%의 증수효과(增收效果)가 있었으며, 유황분말(硫黃粉末) 처리(處理)는 무시용구(無施用區)에 비(比)하여 4~13%의 수량증대효과(收量增大效果)가 있었다. 3. 개화성기(開花盛期)의 식물체(植物體) 경엽중(莖葉中) 양분흡수량(養分吸收量)과 수량(收量)과는 각성분(各成分) 공(共)히 정(正)의 유의성(有意性)이 인정(認定)되었으나, 수확기(收穫期) $P_2O_5$ 흡수량(吸收量)과 N/S 비(比)는 부(負)의 상관관계(相關關係)가 있었다. 4. 가리(加里) 및 유황(硫黃)은 증시(增施)할수록 양시기(兩時期) 공(共)히 토양(土壤) pH는 대차(大差)없었고, K, $P_2O_5$$SO_4$의 함량(含量)의 증가(增加)하였으며, $SO_4/P_2O_5$비(比)도 증가(增加)하는 경향(傾向)이었다.

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3-3 진동 모드 압전 캔틸레버 에너지 하베스터의 제조 및 전기적 특성 (Fabrication and Electric Properties of Piezoelectric Cantilever Energy Harvesters Driven in 3-3 Vibration Mode)

  • 이민선;김창일;윤지선;박운익;홍연우;백종후;조정호;박용호;장용호;최범진;정영훈
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제30권5호
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    • pp.263-269
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    • 2017
  • A piezoelectric cantilever energy harvester (PCEH) driven in longitudinal (3-3) vibration mode was fabricated, and its electrical properties were evaluated by varying the resistive load. A commercial PZT piezoelectric ceramic with a high piezoelectric charge constant ($d_{33}$) of 520 pC/N and the interdigitated (IDT) electrode pattern was used to fabricate the PCEH driven in longitudinal vibration. The IDT Ag electrode embedded piezoelectric laminates were co-fired at $850^{\circ}C$ for 2 h. The 3-3 mode PCEH was successfully fabricated by attaching the piezoelectric laminates to a SUS304 elastic substrate. The PCEH exhibited a high output power of 3.8 mW across the resistive load of $100k{\Omega}$ at 100 Hz and 1.5 G. This corresponds to a power density of $10.3mW/cm^3$ and a normalized global power factor of $4.56mW/g^2{\cdot}cm^3$. Given the other PCEH driven in transverse (3-1) vibration mode, the 3-3 mode PCEH could be better for vibration energy harvesting applications.

무선 에너지 전송 센서망에서의 공평성을 고려한 라우팅, 스케줄링, 전력 제어 (Joint Routing, Scheduling, and Power Control for Wireless Sensor Networks with RF Energy Transfer Considering Fairness)

  • 문석재;노희태;이장원
    • 한국통신학회논문지
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    • 제41권2호
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    • pp.206-214
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    • 2016
  • 최근들어 무선 센서망에서 센서 노드에 대한 전력 공급을 위한 무선 에너지 전송(radio frequency energy transfer: RFET)에 대한 관심이 높아지고 있다. 기존의 센서망에서는 센서 노드들의 에너지 소비를 줄이는 것이 중요한 연구주제 중의 하나였지만 무선 에너지 전송 센서망에서는 센서 노드들이 계속해서 에너지를 공급받을 수 있기 때문에 에너지 소모를 줄이는 것이 상대적으로 그리 중요한 이슈는 아니다. 하지만 센서 노드들 사이에 가용 에너지양의 차가 발생하게 되기 때문에 무선 에너지 전송 센서망의 성능 향상을 위해서는 이와 같은 성질을 고려하여 프로토콜을 설계하는 것이 중요하게 된다. 이에 본 논문에서는 이를 고려하여 무선 에너지 전송 무선 센서망에서 라우팅, 스케줄링, 전력제어 기법을 'Max-min'과 'Max-min fairness' 두가지의 관점에서 제안을 한다. 또한 본 논문에서 제안한 기법들이 무선 에너지 전송 센서망의 성능을 크게 향상시킴을 보이며 이와 더불어 'Max-min'과 'Max-min fairness' 사이의 차이에 대해서도 논의를 한다.

다수어업의 갈치 자원평가 및 최적어획량 추정 (Estimation of the Optimal Harvest and Stock Assessment of Hairtail Caught by Multiple Fisheries)

  • 남종오;조훈석
    • Ocean and Polar Research
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    • 제40권4호
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    • pp.237-247
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    • 2018
  • This study aims to estimate optimal harvests, fishing efforts, and stock levels of hairtail harvested by the large pair bottom trawl, the large otter trawl, the large purse seine, the offshore long line, and the offshore angling fisheries by using the surplus production models and the current value Hamiltonian method. Processes of this study are as follows. First of all, this study estimates the standardized fishing efforts regarding the harvesting of the hairtail by the above five fishing gears based on the general linear model developed by Gavaris. Secondly, this study estimates environmental carrying capacity (k), intrinsic growth rate (r), and catchability coefficient (q) by applying the Clarke Yoshimoto Pooley (CY&P) model among various surplus production models. Thirdly, this study estimates the optimal harvests, fishing efforts, and stock levels regarding the hairtail by the current value Hamiltonian method, including the average landing price, the average unit cost, and the social discount rate. Finally, this study attempts a sensitivity analysis to figure out changes in optimal harvests, fishing efforts, and stock levels due to changes in the average landing price and the average unit cost. As results induced by the current value Hamiltonian method, the optimal harvests, fishing efforts, and stock levels regarding the hairtail caught by several fishing gears were estimated as 33,133 tons, 901,080 horse power, and 79,877 tons, respectively. In addition, from the results of the sensitivity analysis, first of all, if the average landing price of the hairtail constantly increases, the optimal harvests of it increase at a decreasing rate, and then harvests finally slightly decrease as a result of decreases in stock levels. Secondly, if the average unit cost of fishing efforts continuously increases, the optimal fishing efforts decreases, but optimal stock levels increase. Optimal harvests start climbing and then decrease continuously due to increases in the average unit cost. In summary, this study suggests that the optimal harvests (33,133 tons) were larger than actual harvests (25,133 tons), but the optimal fishing efforts (901,080 horse power) were much less than estimated standardized fishing efforts (1,277,284 horse power), corresponding to the average of the recent three years (2014-2016). This result implies that the hairtail has been inefficiently harvested and recently overfished due to excessive fishing efforts. Efficient management and conservation policies on stock levels need to be urgently implemented. Some appropriate strategies would be to include the hairtail in the Korean TAC species or to extend the closed fishing season for this species.

고강도의 줄넘기 운동을 지속 가능하고 즐거운 경험으로 만들기 위한 에너지 자립형 스마트 줄넘기 (Self-Powered Smart Jump-Rope to Transform an Intensive Physical Activity into Electricity-Generating Fun Experience)

  • 조종현;여정진;박혜정;유문호;양윤석
    • 한국HCI학회논문지
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    • 제9권2호
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    • pp.13-21
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    • 2014
  • 줄넘기 운동은 간단하면서도 매우 효과적인 운동 효과를 갖고 있지만, 높은 강도의 단조로운 운동 패턴으로 인해 지속적으로 운동을 시행하기 어려운 단점이 있다. 한편 줄넘기를 할 때 수반되는 운동에너지로부터 전기에너지를 생성하는 자가발전이 가능하며, 이전 연구에서 자가발전이 가능한 에너지 자립형 줄넘기로써 그 가능성을 확인한 바 있다. 본 연구에서는 에너지 자립형 줄넘기의 내부에 자체 생산된 전력으로 구동되는 초소형 임베디드 시스템을 내장하여, 줄넘기 운동 중의 가속도를 측정하고 스마트폰으로 무선 전송하도록 하였다. 스마트폰에서는 전용 앱을 통해 전송받은 가속도 데이터로부터 사용자의 점프를 감지하여 음악 줄넘기를 접목한 게임 콘텐츠와 실시간 연동할 수 있도록 하였다. 개발된 스마트 줄넘기 프로토타입은 사용자 테스트를 통해 줄넘기 운동의 지속적인 동기부여 방법으로써 유용함을 확인 할 수 있었으며, 축적된 운동 데이터를 기반으로 사용자에게 체계적인 피드백을 제공함으로써 줄넘기 운동의 효과를 보다 높일 수 있을 것으로 기대한다. 아울러 건전지 교체가 불필요한 에너지 자립 특성은 비용 절감과 더불어 사용성과 지속가능성 향상에도 크게 기여할 수 있을 것이다.

The effect of film morphology by bar-coating process for large area perovskite solar modules

  • Ju, Yeonkyeong;Kim, Byeong Jo;Lee, Sang Myeong;Yoon, Jungjin;Jung, Hyun Suk
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.416-416
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    • 2016
  • Organic-inorganic metal halide perovskite solar cells have received attention because it has a number of advantages with excellent light harvesting, high carrier mobility, and facile solution processability and also recorded recently power conversion efficiency (PCEs) of over 20%. The major issue on perovskite solar cells have been reached the limit of small area laboratory scale devices produced using fabrication techniques such as spin coating and physical vapor deposition which are incompatible with low-cost and large area fabrication of perovskite solar cells using printing and coating techniques. To solution these problems, we have investigated the feasibility of achieving fully printable perovskite solar cells by the blade-coating technique. The blade-coating fabrication has been widely used to fabricate organic solar cells (OSCs) and is proven to be a simple, environment-friendly, and low-cost method for the solution-processed photovoltaic. Moreover, the film morphology control in the blade-coating method is much easier than the spray coating and roll-to-roll printing; high-quality photoactive layers with controllable thickness can be performed by using a precisely polished blade with low surface roughness and coating gap control between blade and coating substrate[1]. In order to fabricate perovskite devices with good efficiency, one of the main factors in printed electronic processing is the fabrication of thin films with controlled morphology, high surface coverage and minimum pinholes for high performance, printed thin film perovskite solar cells. Charge dissociation efficiency, charge transport and diffusion length of charge species are dependent on the crystallinity of the film [2]. We fabricated the printed perovskite solar cells with large area and flexible by the bar-coating. The morphology of printed film could be closely related with the condition of the bar-coating technique such as coating speed, concentration and amount of solution, drying condition, and suitable film thickness was also studied by using the optical analysis with SEM. Electrical performance of printed devices is gives hysteresis and efficiency distribution.

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태양 에너지 기반 센서 시스템을 위한 효율적인 에너지 관리 기법 (Efficient Energy Management for a Solar Energy Harvesting Sensor System)

  • 노동건;윤익준
    • 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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    • 제15권7호
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    • pp.478-488
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    • 2009
  • 태양 에너지를 이용한 무선 센서 네트워크에서는 공급되는 에너지의 변화가 크고 저장할 수 있는 배터리 용량이 제한적이기 때문에 이에 적응적으로 대처할 필요가 있다. 또한, 이렇게 변화하는 에너지 공급에 대처하기 위해 노드의 동작을 빈번히 변화시키는 것과는 달리, 일정한 수준 이상으로 안정되게 동작 하는 것을 필요로 하는 응용이 있을 수 있다. 따라서 태양 에너지 기반 센서 시스템에서 사용 가능한 에너지를 최대한 이용함과 동시에 일정 수준의 에너지를 안정적으로 제공하기 위해서는, 각 노드가 자신이 수집 할 수 있는 에너지의 양을 예측하고 이를 효율적으로 할당하는 기법이 필요하다. 본 논문에서는 시간 슬롯 단위의 수집 가능 에너지량에 대한 기댓값 모델을 기반으로, 각 시간 슬롯에 할당되는 에너지의 변화를 최소화함과 동시에, 주기적으로 수집되는 태양 에너지를 최대한 활용하기 위한 효율적인 에너지 할당 기법을 제안한다. 또한 이들의 유효성을 확인하기 위하여 테스트베드 구축하고, 우리의 기법을 평가하였다.

Evaluation of Soil Loss with Surface Covering Methods Using Strip Tillage Seeding Device

  • Lee, Jeong-Tae;Ryu, Jong-Soo;Lee, Gye-Jun;Jung, Hee-Ju;Kim, Jeom-Soon;Park, Seok-Ho
    • 한국토양비료학회지
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    • 제47권6호
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    • pp.425-431
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    • 2014
  • Most fields in highland areas are covered with rye or hairy vetch for conservation during a fallow. However, using cover crops needs an effort to sow, and this makes top soil more vulnerable to loss due to surface disturbances. The aims of this study were to develop an automatic seeding-regulator device using a low-price, extensive-use GPS sensors and a DC motors and to evaluate a working efficiency of it after adaptation to partial tillage machine for reducing seeding effort. The amount of runoff water and soil loss was evaluated with partial tillage and simultaneous-seeding after harvesting soybean, in 17% slope lysimeters. In results, the seeding amount with the machine speed was stable between $0.5{\sim}0.8m\;s^{-1}$ of working sections. The automatic control device of seeding-rate could be enough to solve the slip problems of power selecting supply system or five four-wheel drive device. In partial tillage and simultaneous seeding, runoff water was 11.6% ($1.8m^3ha^{-1}$) of the scatter-seeding control ($15.5m^3ha^{-1}$) and soil loss was 13.2% ($7kg\;ha^{-1}$) of the scatter-seeding control ($53kg\;ha^{-1}$). These results suggest that partial tillage and simultaneous-seeding methods are very effective in decreasing work effort and soil loss of sloped land.

에너지용 이온 교환 복합막 최근 연구 개발 동향 (Recent Developments in Ion-Exchange Nanocomposite Membranes for Energy Applications)

  • 황두성;티파니 청;통슈아이 왕;김상일
    • 멤브레인
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    • 제26권6호
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    • pp.432-448
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    • 2016
  • 최근 이온 교환 고분자 전해질 막을 활용한 고효율 에너지 전환 및 저장 장치에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 고분자 전해질 연료전지, 레독스 흐름전지 및 역전기투석 등 다양한 에너지 시스템에서 에너지 효율 향상을 위해 이온교환 전해질 막의 양/음이온의 선택적 수송 거동이 중요시되고 있다. 본 총설은 각각의 고효율 전해질 전지 시스템에 따라 요구되는 다양한 이온 교환막의 선택적 양/음이온 투과 거동의 한계점을 고찰하고, 한계를 극복하기 위한 다양한 구조의 고분자 이온 교환 복합막의 장점 및 단점을 정리하였다. 고분자 가교법 및 다공성 지지체 복합막 이외에 다양한 구조의 신규다공성 무기 나노입자를 유-무기 이온교환 복합막에 도입하는 시도가 이루어지고 있는 동시에, 이온 선택도 향상을 위한 다양한 형태의 표면 개질 방법이 개발되고 있으며, 이를 통해 이온 교환 복합막의 선택적 양/음이온 거동의 한계를 극복하는 전략을 제시하고 있다.