전기 자동차의 충· 방전 장소를 고려한 도시별 일부하 곡선 산출

최상봉,이재조,성백섭 한국에너지학회 2020 에너지공학 Vol.29 No.3

본 논문은 전기 자동차의 충· 방전 장소를 고려한 도시별 일부하 곡선 산출을 위한 방법론을 제시하였다. 즉, 특정 도시에서 전기 자동차 충· 방전에 의해 발생되는 부하량이 전력 그리드에 미치는 영향을 용이하게 파악할수 있도록 전기 자동차의 충· 방전 장소를 고려한 도시별 일부하 곡선 산출 알고리즘을 제시하였다. 구체적으로는 PEVs 점유율 시나리오에 따라 도시내의 전기차 충· 방전 장소별 즉, 직장 및 가정에 대하여 오전에 직장에도착한 전기차에 대해 그리드에 방전을 그리고 오후에 가정에 도착한 전기차에 대해 충전을 시행하는 가정을수립한 후 오전 직장 도착 차량운행 특성과 SMP 요금제를 동시에 반영한 PEVs 방전 전력을 산정하였다. 그리고 오후에 가정 도착 차량운행 특성과 TOU 요금제를 동시에 고려한 PEVs충전 전략에 대해 각각 서울시를 대상으로 충· 방전 전력 형태별로 일부하곡선을 산출한 후 기존 부하와 합산하여 그리드에 미치는 영향 평가를비교 분석하였다.

고율 방전용 리튬 전지의 한계 방전 전류 예측을 위한 전기화학 시뮬레이션

김성종(Simon Kim),이영신(Young Shin Lee) 대한기계학회 2015 大韓機械學會論文集A Vol.39 No.8

리튬 전지는 에너지 밀도가 높고, 소형화 및 경량화가 가능한 이차전지로서 저장된 화학 에너지를 전기화학적 반응을 통해 전기 에너지로 변환하는 장치로 노트북, 휴대폰, 파워-툴 및 자동차 등에 널리 사용되고 있는 에너지원이다. 특히, 파워-툴이나 자동차와 같은 응용분야에서는 고율 충방전을 필요로 하는데, 본 논문에서는 리튬 전지의 고율 방전 특성에 대해서 상용 유한요소 해석 프로그램을 이용하여 전기화학 시뮬레이션을 진행하여 실험 결과와 유사한 전기화학 모델을 완성하게 되었다. 또한, 이러한 전기화학적 해석 모델을 이용하여 고율 방전용 리튬 전지의 한계 방전 전류가 63A 정도라는 것을 해석적으로 예측 할 수 있었고, 이를 바탕으로 고율 방전 시 리튬 전지의 거동에 대해서 이해할 수 있게 되었다. Li-ion batteries are energy sources that are widely used in applications such as notebooks, cellular phones, power tools, and vehicles. They are devices in which stored chemical energy is changed to electrical energy by electrochemical reactions. They have a high energy density, small size, and are lightweight. In particular, power tools and vehicles require high charge/discharge rates. Therefore, in this paper, we perform electrochemical simulations using a commercial finite-element analysis program to determine the high discharge-rate characteristics of Li-ion cells. In addition, by performing high discharge-rate simulations, we found that the limited discharge current was 63 A . Based on the results obtained, we investigate the behavior of Li-ion cells with a high rate of discharge.

집진을 위한 정전분무의 방전 현상에 대한 연구

김소연(Soyeon Kim),조연주(Yeonjoo Cho),김민성(Minsung Kim) 대한설비공학회 2018 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2018 No.11

트리첼 펄스 코로나의 전기-유체역학적 해석과 실험적 검증

바트에르덴,이호영 국제차세대융합기술학회 2024 차세대융합기술학회논문지 Vol.8 No.2

본 연구에서는 트리첼 펄스 코로나 특성을 분석하기 위해 침-셀 평판 전극 모델에서 고전계와 전하에 대 한 연속 방정식을 결합하여 유한요소법 기반의 전기-유체역학적 해석과 검증 실험을 수행하였다. 전기-유체역학적 해석 모델은 고전계에 대한 푸아송 방정식과 전자, 양이온, 음이온 전하에 대한 연속 방정식으로 표현하여 검증된 상용화 해석 도구인 COMSOL Multiphysics에 적용하여 전산 수치 해석하였다. 효율적인 유한요소해석을 위해 침-셀 평판 전극을 2차원 축 대칭 차원에서 고전계-전하 운동장을 하나의 멀티피직스 시스템으로 수학적 모델링 하였다. 트리첼 펄스 전류 해석은 부극성의 고전압이 인가된 침 전극에 2차 전자방출을 경계 조건으로 입력하고 일반화된 에너지법을 이용하여 계산하였다. 전산 수치 해석과 동일한 형상과 입력 조건에서 측정한 실 규모 실험 을 수행하여 본 연구에서 구축한 전기-유체역학적 해석기법을 실험 결과와 비교 검증하였다. In this study, a finite element method based electro-hydrodynamic analysis and verification experiments were performed to analyze the Trichel pulse corona characteristics by combining the continuous equations for the classical field and charge in a needle-cell plate electrode model. The electro-hydrodynamic model is represented by Poisson's equation for the classical field and continuous equations for cation, anion, and electron charges, and applied to COMSOL Multiphysics, a validated commercial analysis tool, for computational numerical analysis. For efficient finite element analysis, the needle and cell plate electrodes were mathematically modeled as a single multiphysics system with the high field-charge kinetic field in the two-dimensional axisymmetric dimension. The Trichel pulse current analysis was calculated using the generalized energy method with secondary electron emission from a negatively polarized, high-voltage applied needle electrode as a boundary condition. Full-scale experiments measured under the same geometry and input conditions as the numerical simulations were performed to compare and validate the electro-hydrodynamic model developed in this study with the experimental results.

수중 전기방전을 이용한 에틸렌디아민테트라아세트산 폐액의 처리

조진오(Jin Oh Jo),목영선(Young Sun Mok),강덕원(Duk Won Kang) 大韓環境工學會 2007 대한환경공학회지 Vol.29 No.5

본 연구에서는 저전압 및 고전류에 의해 운전되는 수중 전기방전 기술을 이용하여 고농도(70,000 mg/L) 철(III)-에틸렌디아민테트라아세트산(Fe(III)-EDTA) 폐액을 처리하였다. 폐액내의 두 전극사이에 교류전압을 인가하면 폐액이 저항체의 역할을 하므로 전극주변 폐액의 온도가 빠르게 상승하며 동시에 전기화학반응에 의해 물이 분해되어 산소 및 수소 기체가 생성된다. 물의 기화 및 전기분해에 의해 생성된 기체가 전극주변을 감싸게 되면 이 기체층에서 강력한 전기방전이 일어난다. 과산화수소의 주입이 없을 때는 전기방전에 의해 약 50%의 Fe(III)-EDTA가 제거되었으며, 과산화수소 주입량이 증가됨에 따라 Fe(III)-EDTA 제거효율이 크게 증가하였다. 초기 Fe(III)-EDTA에 대한 과산화수소의 몰비가 24.7 이상일 때는 1 kWh의 에너지로 80 g 이상의 Fe(III)-EDTA를 제거할 수 있었다. 텅스텐 전극과 철전극을 비교한 결과 전극재질이 Fe(III)-EDTA 제거효율에 미치는 영향은 거의 없는 것으로 나타났다. 본 연구의 공정에서는 초기 Fe(III)-EDTA에 대한 과산화수소의 몰비가 24.7 이상일 때 30분 이내에 Fe(III)-EDTA 제거반응이 완료되었다. This study investigated the treatment of liquid waste containing highly concentrated iron(III)-ethylenediaminetetraaceticacid(Fe(III)-EDTA) of 70,000 mg/L by an underwater electrical discharge process using low voltage and high current. When AC voltage is applied to the discharging electrode with the other electrode grounded, the temperature of the liquid waste around the discharging electrode rapidly increases, and at the same time, hydrogen and oxygen gases are formed at the electrode as a result of electrochemical reactions. Ultimately, gases formed by vaporization of water and electrochemical reactions cover the electrode. Since the liquid waste is electrically conductive, it elongates the ground electrode up to the border of the gas layer, where electrical discharge occurs. Without hydrogen peroxide, electrical discharge was able to remove about 50% of Fe(III)-EDTA. As the concentration of hydrogen peroxide added increased, the removal efficiency of Fe(III)-EDTA increased. When the molar ratio of hydrogen peroxide to the initial Fe(III)-EDTA was higher than 24.7, more than 80 g of Fe(III)-EDTA was removed with an energy of 1 kWh. A comparison between tungsten and steel electrodes showed that electrode material did not affect the Fe(III)-EDTA removal. In the present underwater electrical discharge process, the removal of Fe(III)-EDTA was completed within 30 min at molar ratios of hydrogen peroxide to the initial Fe(III)-EDTA higher than 24.7.

나노간극에 발생하는 전기방전의 실험적연구

이영민(Young Min Lee),최해운(Hae Woon Choi) 대한기계학회 2011 大韓機械學會論文集A Vol.35 No.5

나노간극에서 발생하는 전기방전에 대해서 실험적으로 연구하고 그 결과를 분석하였다. Pt-Ir 합금으로 구성된 음극과 금으로 박막코팅된 양극사이에 전기방전을 하였다. 음극과 양극에서 전기장을 10V~80V 범위에서 제어하였으며, 간극은 50㎚ 에서 800㎚ 로 제어하였다. 이때 발생된 전기방전신호, 쇼트신호 등은 간접적으로 나노간극에서 발생하는 현상들을 이해할 수 있었다. 실험결과 전기방전은 전기장과 음극의 전극첨단의 반경에 매우 밀접하게 관련이 있었다. 작은 간극에서 발생하는 전기방전은 비교적 산포도가 크고 랜덤한 형태를 보였으며 음극 전극첨단의 반경에 민감하게 반응하였다. We present an experimental study of electrical discharge in nanoscale gaps. The discharge occurred between a cathode made of sharpened Pt-Ir wire and a gold-plated anode. Electric discharges were detected for electric potentials from 10 V to 80 V, and their gaps ranged from 50 ㎚ to 800 ㎚. The spark signals indirectly showed spark phenomena such as discharges or shortages in the system. The sparks and discharges strongly depended on the electric potential (voltage) and the radius of the tips. For small gaps, the electrical discharge was random and strongly depended on the radius of the cathode tips.

Physical Mechanism of Light emission from Discharge Cells in the Plasma Display Panel

엄환섭,최은하,Uhm, Han-S.,Choi, Eun-H. The Korean Vacuum Society 2006 Applied Science and Convergence Technology Vol.15 No.6

플라즈마 디스플레이 패널은 양극과 음극사이의 방전공간을 가진 많은 방전 셀로 구성되어 있다. 네온과 제논가스로 채워진 이 방전공간에서 전기방전이 일어난다. 전자온도가 방전조건에 의하여 정해지며 이온도를 통하여 제논의 함량에 따른 방전전압을 이론적으로 계산할 수 있다. 방전 셀 내의 플라즈마가 147 nm와 173 nm의 극자외선을 방출하고 이 자외선들은 형광물질을 여기하여 가시광선을 방출한다. 이러한 모든 과정에 대한 물리적인 메커니즘의 모델을 만들고 실험에서 측정된 데이터와 모델이 예시하는 결과를 비교한다. 실험 데이터는 이론 결과와 비교적 잘 일치하는 것을 관찰할 수 있다. PDP의 방전과 동작을 더욱 개선하기 위하여 새로운 물질이 필요하고 더 좋은 셀 구조가 요구된다. The plasma display panel is made of many small discharge cells, which consist of a discharge space between the cathode and anode. An electrical discharge occurs in the discharge space filled by neon and xenon gases. The electron temperature is determined from the sparking criterion, which theoretically estimates the electrical breakdown voltage in terms of the xenon mole fraction. The plasma in the cell emits vacuum ultraviolet lights of 147 nm and 173 nm, exciting fluorescent material and converting VUV lights to visible lights. The physical mechanisms of all these processes have been theoretically modeled and experimentally measured. The theory and experimental data agree reasonably well. However, new materials and better configuration of cells are needed to enhance discharge and light emission efficiency and to improve the PDP performance.

Physical Mechanism of Light emission from Discharge Cells in the Plasma Display Panel

Han S. UHM(엄환섭),Eun H. CHOI(최은하) 한국진공학회(ASCT) 2006 Applied Science and Convergence Technology Vol.15 No.6

플라즈마 디스플레이 패널은 양극과 음극사이의 방전공간을 가진 많은 방전 셀로 구성되어 있다. 네온과 제논가스로 채워진 이 방전공간에서 전기방전이 일어난다. 전자온도가 방전조건에 의하여 정해지며 이온도를 통하여 제논의 함량에 따른 방전전압을 이론적으로 계산할 수 있다. 방전 셀 내의 플라즈마가 147㎚와 173㎚의 극자외선을 방출하고 이 자외선들은 형광물질을 여기하여 가시광선을 방출한다. 이러한 모든 과정에 대한 물리적인 메커니즘의 모델을 만들고 실험에서 측정된 데이터와 모델이 예시하는 결과를 비교한다. 실험 데이터는 이론 결과와 비교적 잘 일치하는 것을 관찰할 수 있다. PDP의 방전과 동작을 더욱 개선하기 위하여 새로운 물질이 필요하고 더 좋은 셀 구조가 요구된다. The plasma display panel is made of many small discharge cells, which consist of a discharge space between the cathode and anode. An electrical discharge occurs in the discharge space filled by neon and xenon gases. The electron temperature is determined from the sparking criterion, which theoretically estimates the electrical breakdown voltage in terms of the xenon mole fraction. The plasma in the cell emits vacuum ultraviolet lights of 147 ㎚ and 173 ㎚, exciting fluorescent material and converting VUV lights to visible lights. The physical mechanisms of all these processes have been theoretically modeled and experimentally measured. The theory and experimental data agree reasonably well. However, new materials and better configuration of cells are needed to enhance discharge and light emission efficiency and to improve the PDP performance.

전기집진기 화재 원인과 예방대책

김윤회 한국화재조사학회 2017 한국화재조사학회 학술대회 Vol.2017 No.04

가정에서 사용하는 진공청소기 및 공장에 설치된 각종 집진기는 화재에 매우 취약하 다. 특히 산업현장에 설치된 전기집진기에서의 화재는 막대한 재산피해를 가져오게 된 다. 최근 발생한 전기집진기의 조사결과 공통된 구조적 문제로 폭발 화재가 발생한 것 을 알 수 있었다. 이에 유사한 사고의 감식요점과 재발방지 대책을 제시하였다. Vacuum cleaners used at home and various dust collectors installed in factories are very vulnerable to fire. Especially, a fire in an electrostatic precipitator installed on an industrial site leads to enormous property damage. A recent survey of electrostatic precipitators revealed that explosive fires occurred due to common structural problems. The similarity of the accident and the measures to prevent the recurrence were suggested.

정보보호를 고려한 전기자동차 충방전 시스템의 인증과 운영에 관한 연구

이성욱 국제문화기술진흥원 2021 The Journal of the Convergence on Culture Technolo Vol.7 No.1

전기자동차의 증가에 따라 공공장소의 전기자동차 충방전 기반시설 또한 급격히 늘어나고 있다. 전기자동차의 충방전을 위해서는 보안상의 취약점을 최소화하기 위해 전기자동차와 서비스 제공자가 서로의 신원을 확인하는 상호 인증과정 후에 층방전 서비스를 시작하여야 한다. 본고에서는 해쉬함수와 메시지 인증코드를 사용하여 전기자동차와 충방전 서비스 제공자간의 양방향 인증 방법을 제안한다. 그리고 효율적인 충방전 시스템의 운영에 대해 기술한다. 제안된 시스템은 외부로 부터의 공격에 강한 내성을 가지며 충방전 서비스 이용자의 개인정보를 효과적으로 보호할 수 있다. With increase of electric vehicle in the road, the number of charging/discharging infrastructure for electric vehicle in public space is also increased rapidly. To charge or discharge the electric vehicle the user of electric vehicle and service provider should verify the each other’s identity to minimize security vulnerability. This paper proposes mutual authentication scheme between electric vehicle and charging/discharging service provider with help of hash function and Message Authentication Code(MAC). Also efficient operating scheme for charging/discharging service system is proposed. The analysis shows that the system has robustness against security vulnerability. Also this system can keep the sensitive personal information of service user safely.