수력 터빈-조속기 동특성 모델링 및 발전시스템 안정도 향상 방안

김치형 충남대학교 산업대학원 2022 국내석사

국제 유가가 2018년 10월 이래 가장 높은 수준으로 유지되고 있으며, 에너지를 전적으로 수입에 의존하고 있는 국내 전력산업에 큰 영향을 주고 있다. 또한 정부의 에너지 전환 가속화가 추진되면서, 신·재생에너지와 같은 변동성 전원이 전력계통에 확대되어 전력공급의 불확실성이 증가하고 있다. 국내 전력공급의 변동성을 보완할 수 있는 대안으로 안정적인 발전이 가능한 수력에너지의 역할이 앞으로 확대될 것이며, 화석연료 수입 대체, 양질의 전력공급, 부하변동에 대한 속응성이 우수하다는 장점이 있다. 또한, 계통 규모가 커지고 발전 전원의 구성이 변화하여, 정확한 계통 신뢰도 평가를 위한 발전설비의 동특성 모델 정립과 검증이 중요해졌다. 동특성 모델은 사용자가 쉽게 이해할 수 있고, 설비의 운전상황을 정확히 구현할 수 있으며, 향후 지속적인 개선 및 확대가 가능해야 한다. 본 논문에서는 국내 수력발전 설비의 운전/제어 특성을 반영한 동특성 모델링 및 검증, 분석 방법을 제시하였다. 수력 터빈-조속기 제어시스템을 모델링하고 분석하여 합리적 동특성 모델을 제시하고, 동기발전기, 여자제어시스템, 터빈-조속기 제어시스템으로 구성된 수력발전 시스템을 모델링하여 검증하였으며, 터빈-조속기 제어시스템의 제어 성능을 개선하여 수력발전 시스템의 과도 안정도를 향상시켰다. 이를 통해, 안정도 해석기술 향상에 기여하고 신뢰도를 확립할 수 있는 동특성 모델을 제안하였으며, 전력계통에 고장 및 사고와 같은 비정상 상황이 발생할 경우를 모의하여 발전시스템의 과도 동작특성을 개선시킬 수 있는 방안을 제시하였다. International oil prices have remained historically high since October 2018. This has had a significant influence on domestic power industries in Korea, as they are heavily dependent on energy imports (approximately 97%). In addition, the government's policy, aimed at reducing greenhouse gas emissions and transforming the power generation and supply system, has increased the volatility of power grids. This increase is caused by the decreasing fossil-fuel power generation and increasing renewable energy solutions. Hydroelectric power is an effective alternative to fossil fuel and provides considerable benefits, such as a stable power supply and fast response time at peak loads, to electrical systems. At present, increasing renewable energy resources in an interconnected power grid could further increase the complexity of the grid, change its dynamic characteristics, and be crucial in verifying the dynamic model of the system. The dynamic model should be easy to understand, completely describe the characteristics of the system, and improve the existing models to facilitate the development of new models. In this paper, a method for the dynamic modeling, verification, and analysis of the domestic hydropower system was presented, reflecting on its performance characteristics. First, mathematical modeling and analysis of the turbine-governor was proposed, followed by the modeling and verification of a hydropower system composed of a synchronous machine and excitation system. The transient stability of the system was further improved by enhancing the control performance of the turbine-governor. This paper presented a method for developing the stability analysis technology of power generation systems and improving the transient stability in cases of electrical accidents.

초등학교 급탕 부하를 고려한 태양광/열 시스템 성능분석에 관한 연구

김승호 忠南大學校 産業大學院 2020 국내석사

This study compared and analyzed the solar system installed in most elementary school by applying PV/T system combined with PV system and solar thermal system to maximize the solar energy utilization rate among renewable energy, considering the load characteristics of the elementary school building operation only during the week. The analysis method was selected for elementary school and the PV/T system was modeled under the same conditions as the PV system currently in operation, and then compared and analyzed through simulation. The PV/T system was analyzed using TRNSYS18, an energy program based on dynamic analysis, and the result showed that the amount of heat acquisition as well as the amount of power generation was 43% higher than the amount of power generation of PV system when combined application was applied, which was high in terms of solar energy utilization efficiency. In addition, if the thermal storage tank temperature is maintained at 20℃ or more in the winter season, the module surface temperature is maintained 4℃ or more to prevent snowfall, thereby improving power generation efficiency. 본 논문에서는 TRNSYS 프로그램을 이용하여 태양광/열 시스템이 앞으로 신축 및 증축되는 초등학교 건물에 적용될 수 있도록 성능분석을 하였다. 적설의 영향 분석, 모듈 온도, 급탕 부하에 따른 발전량(PV/T 적용에 따른 급탕 열원 에너지 저감효과 등)을 분석하였으며 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 주간만 운영하는 초등학교 건물 부하 특성을 고려하여 태양광/열 시스템 적용 시 발전량을 시뮬레이션 데이터와 실제 데이터를 비교 분석했을 때 1.8%의 근소한 차이로 발전량이 적었지만, 열 취득량과 발전량을 복합적용 시 43% 높게 나타나 태양에너지 이용효율 면에서 태양광 시스템 단독으로 적용할 때 보다 우위에 있었다. 태양광 시스템의 겨울철 적설이 연속적으로 발생했을 때의 영향을 분석하기 위해 예상 발전량을 산출하여 실제 발전량과 비교분석 해본 결과 실제 발전량은 예상발전량 대비 26%로 감소하는 것을 확인할 수 있었고, 태양광/열 시스템 적용 시 축열조 온도가 20℃ 이상 유지가 된다면 모듈표면 온도를 4℃ 이상 유지할 수 있어 적설 방지를 통해 발전효율 향상을 기대할 수 있었다. 태양광/열 시스템의 보조 열원과 열원기기를 단독으로 운영했을 때의 투입된 에너지 소비량을 비교한 결과 태양광/열 시스템의 보조 열원 에너지 소모량이 단독으로 열원기기를 운영했을 때 보다 60% 덜 소모되는 것으로 확인되어 급탕 분담률이 높은 것으로 판단되었다.

TRNSYS를 이용한 태양열 온수급탕 시스템의 집열기 기울기의 영향에 대한 열성능 해석

조현국 경상대학교 융합과학기술대학원 2012 국내석사

현재 한국에서 태양열 이용에 있어 가장 오랜 역사와 경제성을 갖는 분야는 실용화 단계에 와 있는 태양열 난방 시스템이다. 안정적으로 작동 가능한 태양열 난방 시스템의 성능예측 및 최적설계를 위해서는 장기간에 걸친 실제상황의 운전데이터를 확보할 필요가 있다. 집열기 기울기에 대한 설정은 시스템의 정확한 성능을 파악하기 위해 중요하지만 정확하고 자세한 자료가 확보되어 있지 못한 실정이다. 본 논문에서 태양열 집열기 기울기들을 TRNSYS를 이용해서 시뮬레이션해 보았다. 물론, TRNSYS를 이용한 장기 열성능 해석에 앞서 시뮬레이션 모델에 대한 신뢰도가 확보되어야 하고 열성능에 영향을 미치는 중요한 입력 변수들 즉, 집열기의 열성능, 집열면적, 태양열 시스템의 구성요소의 사양과 성능, 부하조건, 기상상태 등 여러 가지가 고려되어야 하므로 해당설비에 맞는 최적의 변수 값을 입력해야 하는 것이 선행되어야 한다. 특히, 본 논문에서는 태양열 급탕 시스템을 TRNSYS를 이용한 열성능을 집열기 기울기를 다양하게 적용하여 태양열 의존율을 해석적으로 접근해 보았다. 본 연구의 해석 대상은 가정용 태양열 급탕 시스템으로 설정하였다. 태양열 집열기의 기울기를 30˚, 35˚, 40˚, 45˚로 설정하여 TRNSYS로 해석을 수행하였다.

고분자 전해질막 연료전지를 위한 탄화수소계 전해질막 디자인 연구

이상혁 국민대학교 일반대학원 2024 국내석사

현재 고분자 전해질막 연료전지 (Polymer electrolyte membrane fuel cells, PEMFCs)에서 사용되는 과불소화 술폰산 (Perfluorosulfonic acid, PFSA) 기반 막은 높은 전도성 및 안정성을 가지고 있으나 높은 제작 공정 비용 및 환경 문제, 낮은 가스 차단성 및 낮은 유리전이온도로 인한 고온 운전의 불가와 같은 문제점이 존재한다. 이에, 저비용, 환경친화적인 탄화수소계 (Hydrocarbon, HC) 기반 막으로 대체하려는 수요가 올라가고 있다. HC 막은 고온 운전이 가능하며 낮은 가스투과도를 가진다는 장점을 가지지만, 가혹한 운전 환경에서 팽창 및 수축으로 인한 치수 변화가 커서 기계적 열화가 빠르게 진행되어 수명이 단축되는 문제를 가지고 있다. 이에, 본 연구에서는 HC 막의 기계적 내구성 문제를 극복하고 고온 운전에서의 활용을 극대화할 수 있는 HC 막의 새로운 설계를 제시하였다. 우선적으로, HC 이오노머를 기계적 특성이 우수한 확장형 폴리테트라플루오로에틸렌 (Expanded-Polytetrafluoroethylene, ePTFE) 지지체에 함침시켜 강화복합막을 제조할 수 있는 멀티 바 코팅 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 잔류 알코올 용매를 최적화하여 ePTFE 표면으로의 모세관 침투를 용이하게 하고, 잔류 용매가 ePTFE와 HC 이오노머 간 호환성에 미치는 영향을 기계적, 광학적, 전기화학적 특성 평가를 통해 분석하였다. 그 결과, 강화복합막은 순수 HC 막과 비교하여 비전도성 지지체가 존재함에도 약 5.84%의 낮은 성능 감소만을 보였으며, 기계적 인성이 약 30% 향상되었고, 가속 습윤-건조 조건에서 7배 이상의 내구성을 보여 고내구성 HC 막을 성공적으로 구현할 수 있음을 입증하였다. 또한 고온 운전이 가능한 HC 기반 막의 특성을 이용하여, 고온형 고분자 전해질막 연료전지 (High-temperature PEMFCs, HT-PEMFCs) 에서 인산 (Phosphoric acid, PA)을 도핑한 막에 직접 데칼 전사를 적용하기 위해 역피라미드 구조의 HC 기반 이온 페어 막을 활용하였다. 용매 보조 패터닝으로 제작된 이 구조는 촉매 코팅 막 (Catalyst coated membrane, CCM) 방식의 장점을 극대화하여 촉매 활용률을 높일 수 있었으며, PA의 모세관 침투 효율을 높여 압축 중 PA 손실을 감소시키는 효과를 보였다. 특히, 확장된 3차원 구조는 계면 결합력을 강화하고 패턴 지역의 촉매층 형상 변화를 통해 산소전달저항을 감소시켰다. 이러한 개선으로 인해 패턴화된 CCM은 무수 조건에서 수소/공기 공급 하에 0.5 mg cm-2의 낮은 백금 사용량으로도 160 ℃에서 680 mW cm-2의 높은 성능을 달성하면서 HC 막을 활용한 저가형 고성능 연료전지 시스템의 실현 가능성을 제시하였다. In current PEMFCs, PFSA-based membranes exhibit high conductivity and stability but face challenges such as high production costs, environmental concerns, low gas barrier properties, and inability to operate at high temperatures due to their low glass transition temperature. Consequently, there is growing demand to replace PFSA with low-cost, environmentally friendly HC-based membranes. HC membranes are advantageous in terms of high-temperature operation and low gas permeability; however, they suffer from rapid mechanical degradation and shortened lifespan due to significant dimensional changes caused by expansion and contraction in harsh operating environments. In this study, a new design for HC membranes was proposed to overcome the mechanical durability issues and maximize their performance in high-temperature operations. To address this issue, we developed a multibar coating system to produce a reinforced composite membrane by impregnating an HC ionomer into an ePTFE substrate with superior mechanical properties. This system optimizes residual alcohol solvent to facilitate capillary infiltration into the ePTFE surface, and the effects of this residual solvent on the compatibility between ePTFE and HC ionomers were analyzed through mechanical, optical, and electrochemical assessments. As a result, the reinforced composite membrane showed only about a 5.84% decrease in performance compared to pristine HC membranes, despite the presence of a non-conductive substrate. Additionally, it demonstrated approximately a 30% increase in mechanical toughness and more than a 7-fold improvement in durability under accelerated wet-dry conditions. Furthermore, leveraging the high-temperature operational capability of HC-based membranes, we utilized an HC-based ion-pair membrane with inverted micro-pyramid structure to enable direct decal transfer onto a PA-doped membrane for HT-PEMFCs. This structure, created using solvent-assisted patterning, maximizes the advantages of CCM method, improving catalyst utilization and PA capillary infiltration efficiency while reducing PA loss during thermal imprinting. In particular, the expanded 3D interlocking structure enhances interfacial adhesion strength and reduces oxygen transport resistance by altering the catalyst layer morphology in the patterned regions. As a result of these improvements, the patterned CCM achieved high performance of 680 mW cm−2 at 160 ℃ with a low platinum loading of 0.5 mg cm−2 under anhydrous H2/air supply conditions, demonstrating the feasibility of a low-cost, high-performance fuel cell system utilizing HC membranes.

옥외용 디지털 사이니지를 위한 공기조화시스템 팬 모듈 특성에 관한 연구

문정혜 경상국립대학교 융합과학기술대학원 2023 국내석사

A signage system is developed to deliver specific information to people through the visualized structure. Nowadays, Interest is increasing with the expansion of digital signage, and many are installed outdoors. Since environmental changes affected the system, most signage systems have an air conditioning system inside. One of the key components of the air conditioning system is a fan module that adjusts the appropriate temperature of the system. In this study, the temperature change of the front side of the monitor according to the number of fans was examined to find a system that can provide appropriate cooling. To find the hardware configuration that can make the system work at the appropriate temperature by finding the right conditions for the fan module and the air conditioner for outdoor digital signage. In an outdoor digital signage system, the fan module located at the top of the enclosure sucks in the cold air created by the cooling action of the air conditioner inside. The fan module with a high-air volume turbo fan strongly blows cold air from the air conditioner into the narrow space between the front protective glass and the LCD. This is a system that cools the front side as well as the back side of the LCD, which generates a lot of heat. The fan modules were fabricated by changing the number of fans and tested in an environment with or without a light source. As a result, it was confirmed that all fan modules lowered to the target temperature, but there was a difference in the time. And it was found that the temperature change was the largest in the middle of the monitor in an environment with a light source. As a result of analyzing that point, in the end, as expected, three fans were the best, but the difference in temperature drop time between two and three was 22%. The difference between one and two fans is 42%, so even using two fan modules can bring the necessary temperature drop.

냉장창고 증발기 제상시스템 개선연구

이민우 忠南大學校 産業大學院 2020 국내석사

냉장창고 제상 시스템의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로 냉각 시스템의 가동과는 무관하게 성에를 제거시킬 수 있는 냉각 시스템을 제공하는 것을 목적으로 하고 성에를 제거하기 위한 별도의 가열 수단 없이도 자연적으로 성에를 제거할 수 있는 자연 제상이 되는 냉각 시스템을 제공하는 것을 목적으로 하였다. 이와 같은 해결 하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 팽창 변과 전자식 차단 밸브를 증발기와 증발기 코일에 개별적으로 설치하여 일정한 시간 주기로 교번하여 운영되도록 시스템을 구성하였다. 제어부는 사용자가 설정된 시간 값에 따라 전자식 차단 밸브의 개폐 동작을 교번하여 수행하도록 하고 증발기의 성에 발생 여부를 감지하는 성에 감지 센서의 성에 발생 신호에 따라 전자식 차단 밸브의 개폐 동작을 현장 상황에 맞게 일정한 주기로 24시간 타이머와 PLC 프로그램을 활용하여 교번으로 수행하도록 하였다. 냉장창고의 증발기 제상방법을 전열 제상방법과 온수 살수 제상방법에서 공기 제상방법으로 개선함으로써 냉각 시스템을 계속 가동하면서 별도의 가열 수단 없이 자연적으로 성에를 제거할 수 있어 냉장실 내의 온도를 일정하게 유지할 수 있고 전열 제상에 의한 화재 발생 문제를 원천적으로 해결되며 소비전력의 절감과 냉장창고에 저장된 저장 물의 품질을 유지하는 결과를 얻었다. This study describes the cooling system installed in refrigerated warehouses or large refrigerators, especially those that have the function of naturally removing frost from evaporators, including compressor, condenser, expansion chamber and steamers, and the cooling system installed in refrigerated storage.It includes more shut-off valves that control the supply of liquid refrigerant to the expansion side of the condenser. It consists of multiple shut-off valves, the expansion valve, and the cooling pass part of the evaporator above, and is placed in parallel to the condenser to operate the evaporator alternately. It is effective to keep the cooling system running without any additional heating means.These effects also have the effect of fundamentally solving the fire-causing problem caused by heating means for defrosting, the effect of reducing facility failure and reducing power consumption by not using heating means for defrosting, the effect of improving the efficiency of the cooling system through continuous operation of the cooling system, and the quality of storage stored in the reservoir to a certain extent.

다층 구조를 가진 내환경 코팅층의 최적설계와 자가치유 거동 연구 및 기계적 특성 평가

신재원 국민대학교 일반대학원 2024 국내석사

As the aerospace industry advances, various methods are being researched to achieve higher energyefficiency. Currently, the industry demands gas turbine components to perform optimally attemperatures exceeding 1500℃ while also requiring enhanced durability. In particular, the applicationof environmental barrier coatings (EBCs) on gas turbine engines has become increasingly significant.These coatings not only improve the thermal efficiency of gas turbine engines but also protect themfrom external environments, preventing corrosion and wear. Gas turbine engines are subjected toextreme thermal cycles involving high temperatures and cooling, which induce thermal stress, leadingto repeated thermal expansion and contraction. This often results in cracking or delamination, reducingthe service life and mechanical properties of the components. Therefore, the use of advancedenvironmental barrier coatings is essential. Furthermore, integrating crack self-healing agents andoptimizing the composition and design of the coating layers are crucial for advancing this technology. This study focuses on developing a buffer layer with an optimal thickness ratio by incorporating Ti2AlC,a crack self-healing agent, into rare-earth-based oxides, which are widely regarded as promisingenvironmental barrier coating materials. Specifically, the upper layer was composed of Yb2Si2O7, whilethe lower buffer layer consisted of a composite of Yb2Si2O7 and 10 vol% Ti2AlC. Buffer layers werefabricated with thickness ratios of 2:1 and 4:1. The thermal shock behavior, thermomechanicalproperties, and crack-healing effects of these layers were analyzed and compared before and afterthermal shock testing to identify the optimal thickness ratio. Additionally, the composition of thecoating layers was adjusted to fabricate EBC specimens with disilicate and monosilicate top coats, andthe thermal shock behavior of these compositions was evaluated. monosilicate top coat specimensexhibited cracking, leading to further investigation by varying the Ti2AlC content in the coating. Theresults demonstrated that the oxidation of Ti2AlC during heat treatment caused volume expansion,effectively sealing the cracks. This crack-healing behavior, coupled with repeated thermal shock cycles,resulted in improved elastic performance and superior mechanical properties compared to the initialstate. Finally, the study determined the optimal composite ratio and set the top coat composition accordingly,followed by a comparative analysis based on the bond coat. By controlling the proportion and placementof Ti2AlC, the limitations of crack healing, corrosion resistance, and durability were addressed. Thefindings of this study have significant implications for extending the lifespan of components andadvancing thermal efficiency technologies in the aerospace industry, highlighting the substantialresearch value of this work. 항공산업이 발전함에 따라 더 높은 에너지 효율을 얻기 위해 다양한 방법들이 연구되 고 있다. 오늘날 산업의 발전으로 인하여 가스터빈 부품 성능은 1500℃급 이상의 온도 에서 발휘되야 하기때문에 내구성 향상에 많은 관심을 받고 있다. 특히 가스터빈 엔진에 내환경 코팅재를 적용하는 기술이 매우 중요하게 떠오르고 있다. 내환경 코팅은 가스터 빈 엔진의 열효율을 상승시킬뿐더러 외부 환경으로부터 보호하고 부식과 마모를 방지한 다. 가스터빈 엔진은 극한의 고온과 냉각이 반복적으로 노출되어 열적 스트레스로 인하 여 박리가 일어난다. 이러한 이유로 부품의 수명이 단축되고 기계적 특성이 낮아지게 된다. 때문에 내환경 코팅재의 기술이 사용해야만 하 며, 추가로 균열 자가치유제를 적용하고 더 나아가 내환경 코팅층의 최적비율을 연구하 고 최적 설계할 필요가 있다. 본 논문에서는 내환경 코팅소재로 각광받고 있는 회토류계 산화물에 균열 치유재인 Ti2AlC를 첨가하여 균열자가치유 기술을 가진 복합재와 Yb2Si2O7의 두께 비를 제어하여 열적 내구성 관점에서 최적의 두께 비를 가지는 buffer layer를 제작하였다. 상부층에는 Yb2Si2O7를 사용하였고 buffer layer역할을 하는 하부 층에는 Yb2Si2O7+Ti2AlC 10vol% 복합재를 넣어 각각 두께 비 2:1비율과 4:1비율로 제 작하여 열 충격 거동과 열적 기계적특성, 그리고 균열 치유의 효과를 열 충격 전과 후로 비교하여 최적의 두께 비를 연구하였다. 그 후 코팅층의 조성을 조절하여 top coat를 disilicate와 monosilicate로 EBC시험편을 제작하여 조성에 따른 열 충격 거동을 확인 해 보았다. top coat monosilicate의 시험편은 균열이 발생하게 되므로 균열 치유재인 Ti2AlC의 비율을 제어하여 비교를 진행하였으며, 시험편에서의 균열 치유재가 열처리됨 에 따라 산화물이 생성되고 산화물이 균열을 메꾼 후 부피팽창 하여 균열 치유거동과 열 충격 환경이 반복되어도 탄성적인 거동과 기존의 특성보다 뛰어난 기계적 특성을 확인하 였다. 마지막으로 최적의 복합재 비율을 찾아내고 top coat를 최적의 복합재로 설정하여 bond coat에 따른 비교도 진행하였다. Ti2AlC의 비율과 설계 위치를 제어함에 따라 균열 치유와 코팅의 내식성,내구성 향상이라는 한계를 보완할 수 있으며 항공산업에 적용될 시 부품의 수명을 늘리고 열효율 기술발전에 이바지할 수 있기에 연구 가치가 크게 기대 된다.

유도전동기 모델링 및 다이나모 시스템에 의한 효율 성능평가 시험

김두일 경상국립대학교 융합과학기술대학원 2024 국내석사

Electric motors account for more than 45% of global power consumption, and in this situation, improving motor efficiency by just 3% can save significant power. In this paper, countermeasures for management and diagnosis for high-efficiency oper- ation of three-phase induction motors are based on parameter information on the in- duction motor nameplate, parameter information calculated by the registration circuit, and parameters measured by testing of the dynamo system. Author intendeds to pres- ent information, etc. through mutual comparison/analysis process. In order to confirm the high-efficiency operation status of the three-phase induction motor, the efficiency measured by nameplate presentation, equivalent circuit-based cal- culation, and dynamo system was compared and analyzed for each parameter. For the applied three-phase induction motor, the efficiency indicated on the nameplate is 88.5%, the efficiency calculated by open-circuit and closed-circuit tests based on the equivalent circuit is 87.8%, and the error between the nameplate efficiency and the equivalent circuit efficiency is about 0.7%. The efficiency measured using the input power and mechanical power obtained by the power analyzer and dynamo system was confirmed to be 88.6%, which is about 0.1% different from the name plate effi- ciency, which means that the three-phase induction motor in question was purchased relatively recently. It was confirmed that it was not deteriorated. 전동기는 전 세계 전력소비의 약 45% 이상을 차지하고 있으며, 이와 같은 상 황에서 전동기 효율을 단 3%만 향상시켜도 상당한 전력을 절감할 수 있다. 본 논문에서는 3상 유도전동기의 고효율 운영을 위한 관리 및 진단에 대한 대응책 을 유도전동기 명판의 파라미터 정보, 등기회로에 의해 계산된 파라미터 정보, 그리고 다이나모 시스템의 시험에 의해 계측된 파라미터 정보 등을 상호 비교/분 석을 통하여 제시하고자 한다. 3상 유도전동기의 고효율 운영상태를 확인하기 위해 각 파라미터를 통해 명판 제시, 등가회로기반 계산, 다이나모 시스템에 의해 계측된 효율을 비교 및 분석 하여 판단하였다. 적용한 3상유도전동기에 있어서 명판에 표기된 효율은 88.5%, 등가회로기반으로 오픈회로 및 폐회로 시험에 의해 계산된 효율은 87.8%이며 명 판 효율과 등가회로 효율과의 오차는 약 0.7%이다. 그리고 전력분석계 및 다이나 모 시스템에 의해 얻은 입력전력과 기계적 전력을 이용하여 측정한 효율은 88.6%로 명판 효율과 약 0.1% 차이가 나는 것으로 확인하였으며, 이는 해당 3상 유도전동기는 비교적 최근에 구입한 것이거나 노후화되지 않은 것임을 확인하였 다.

2차 전지 제조사업장 밀폐형 장비의 국소배기시스템 특성과 성능 관리에 관한 연구

한동훈 한성대학교 대학원 2025 국내석사

본 연구에서는 2차 전지 제조라인 밀폐형 장비의 국소배기시스템 특성을 파악하고, 밀폐(가동)시는 문 개방(유지보수)시에 성능을 검증하였다. 연구대상은 10대의 마킹기와 이와 연결된 국소배기시스템이었다. 마킹기와 국소배기시스템 기본 구조, 마킹기의 개구부 등을 파악하였고, 문 개방시와 밀폐시 마킹기 개구부의 제어풍속, 마킹기에 부착된 배관의 유속, 후드정압 (부착된 배관의 정압) 등을 측정하였다. 밀폐된 상태(정상가동)에서 마킹기에 부착된 배관(Φ100 mm)내 유속은 1.6~ 5.2 m/s였으며, 후드정압은 (-)3 mmAq ~ (-)59 mmAq의 범위로 나타났다. 배관속도나 후드정압은 전체 국소배기시스템의 송풍기로부터의 거리, 주변기기의 정압 및 유량 등에 따라 영향을 받으므로 마킹기의 위치에 따라 다르게 나타났다. 밀폐된 상태에서 급기구의 유입속도는 1.2~6.5 m/s였으며 전선유입구의 빈틈으로 유입되는 속도는 0.5~7.5 m/s인 것으로 나타났다. 따라서 정상적으로 가동되는 경우 밀폐형 장비의 열린 개구면의 유입속도는 0.5 m/s이상인 것으로 나타났다. 문 개방시의 후드정압은 (-)0.6 mmAq에서 (-)45 mmAq범위로 밀폐시보다 감소했다. 감소원인은 부스의 개구면적이 넓어짐에 따라 공기 유입이 늘어나면서 후드정압의 일부가 속도압으로 변환했기 때문으로 보인다. 실제로 문 개방시 개구면에서 제어풍속은 0.4~9.5 m/s로 상당히 높게 나타났다. 이때 급기구의 유입속도는 0.5~5.4m/s로 문을 닫은 밀폐시의 40~83% 수준을 유지하였고, 전선유입구의 빈틈으로의 유입속도도 0.5~5.4 m/s로 나타나 72~100% 수준을 유지하였다. 위와 같은 결과를 바탕으로 밀폐형 장비는 국소배기시스템에 연결된 장비가 일정 이상의 후드 정압만 유지하면, 가동시(밀폐상태)는 물론 유지보수를 위해 문을 개방할 때도 부스형 후드의 제어속도 기준인 0.5 m/s 수준의 성능을 낼 수 있다는 점이 확인되었다.

자동차용 실내 미세먼지 센서의 감지특성에 관한 연구

김정현 충남대학교 산업대학원 2021 국내석사

As fine dust has become a subject of social issues and attention, fine dust sensors for automobiles have been installed indoors to measure and remove the amount of fine dust in the room. Accordingly, fine dust sensors for automobiles should be able to detect the amount of fine dust flowing into the room most accurately, and research should also be conducted to install them in an optimal location where the environment for using air conditioners has the least impact on the sensor's detection performance. Accordingly, the purpose of this study is to compare and analyze the sensor's detection characteristics and performance through experiments depending on the environment of air conditioning by installing fine dust sensors in various locations in vehicles. 미세먼지가 사회적인 이슈와 관심의 대상이 되면서, 자동차용 미세먼지 센서를 실내에 장착하여 실내의 미세먼지량을 측정하고 제거하기 위한 시스템을 구성하기 시작했다. 그에 따라 자동차용 미세먼지 센서는 실내로 유입된 미세먼지의 양을 가장 정확하게 감지할 수 있어야 하고, 공조시스템의 사용 환경과 같은 외란에 대해 센서의 감지 성능에 영향이 가장 적은 위치에 장착되어야 할 연구가 필요하게 되었다. 이에 따라 본 연구에서는 차량 실내의 여러 위치에 미세먼지 센서를 장착하여 공조시스템의 사용 환경별 실험을 통해 센서의 감지특성 및 성능을 비교 분석하는데 그 목적이 있다.