• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.57-58
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• 2015

대용량 분산 발전원이 증가하면서 이러한 대용량 분산 발전을 효율적으로 운전하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 멀티레벨 인버터 토폴로지 중 NPC와 T-type 인버터의 중성점 전압제어와, DSVPWMx(Discontinuous Space Vector Pulse Width Modulation) 방식을 적용하여 두 개의 멀티레벨 인버터에서 발생하는 효율과 제어방식의 차이를 시뮬레이션 하였다.

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.17 no.4
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• pp.1-11
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• 2017

Interest in all kinds of renewable energies has been highly increased while the micro-small-hydro power(MSHP) development has shown relatively slowly growth because of the negative public recognition about dam site development. It is, however, announced that the micro-SHP shows higher energy conversion efficiency compared to other renewable energies and does not emit any carbon dioxide. Thus, it is concerned about the development and application of micro-SHP as an alternative energy. In this study, the application for Android was exploited with Eclipse to visualize readily the potential realizable amount of hydropower by micro-SHP. With this application, we can select the region from the map, obtain the design discharge of the selected site was calculated with HEC-HMS, presented by U.S. Army of Corp. and perform the simply economic analysis in sequence. Yeongwol in Gangwon-do Province, Korea was chosen as the target area since historically abundant precipitation was found and it is possible to obtain fundamental data from WAMIS. Results from this study could be expanded the whole region of Korea. Also, the initial investment cost would be reduced if the location for micro-SHP would be determined properly, because this application can help us easily select and examine the potential micro-SHP sites without on-the-spot visit.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.106-106
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• 2011

소수력은 온실가스 배출량이 적은 친환경 청정에너지원이면서 지역의 분산전원에 기여할 수 있는 유용한 자원으로 평가되고 있다. 이러한 여건은 소수력발전 사업이 전력의 smart grid 구축 효과로 인해 가장 큰 효율성을 달성할 수 있을 것으로 기대된다. 국내 소수력발전은 1500Mw의 부존량을 가진 것으로 평가되고 있으나 계절적 편중으로 인한 가동률 부족, 경제성 부족 등으로 활발한 보급이 이루어지지 않고 있다. 특히 신재생에너지 확대 전략에도 불구하고 지원금 등 경제적 인센티브 부족으로 인해 민간부문의 참여는 상당히 저조하다. 그럼에도 불구하고 수력에너지는 환경친화적이고 잠재성이 큰 신재생에너지로 온실가스 저감과 에너지 확보에 기여할 수 있다. 특히 수력에너지는 민간투자의 어려움이 존재하므로 정부의 장기적인 기술개발투자 및 효율성 확대 정책이 중요하다. 본 연구에서는 소수력 확대의 경제 환경적 효과를 평가해보기 위해 연산일반균형모형 (CGE :Computable General Equilibrium Model)을 구축한다. 본 연구는 다음과 같이 수행되었다. 첫째, 수력발전부문과 수도사업을 구분하고 사회회계행렬을 작성하였으며, 전력부문에서 수력발전을 포함한 다단계 생산구조를 가정하였다. 둘째, 일반균형모형 방정식 체계를 작성하고 모형의 파라미터 추정 등 보정(Calibration) 작업을 수행하였다. 셋째, 국가 중기 온실가스저감 시나리오를 적용한 전망을 수행하고 소수력 확대(투자지원) 시나리오를 구축한다. 본 연구는 저감수단으로 탄소세를 부과하였다. 끝으로, 소수력 발전 보급 확대의 경제적, 환경적 파급효과를 계산하였다. 분석결과, 소수력 발전 잠재 성장을 반영한 수력에너지 비중은 약 2020년에 약 4.5% 까지 증가하는 것으로 나타났다. 이로 인한 온실가스 저감 기여분은 약 3%에 이르는 것으로 계산 되었다. 또한 수도사업과 비에너지 제조업의 산업비중은 증가하였다. 이러한 결과는 소수력 발전 확대가 화석연료 대체를 통한 지속가능한 에너지 수요에 기여하고 지역개발과 물산업 발전 등 경제적 파급효과 등을 유발할 수 있음을 시사한다. 또한 본 연구에서 고려하지 못한 소수력 기술 개발은 에너지 대체 촉진으로 인한 온실가스 저감과 녹색성장에 기여할 것이다.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.24 no.4
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• pp.166-176
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• 2010

The output characteristics of photovoltaic(PV) arrays are nonlinear and are affected by the temperature and solar insolation of cells. Maximum power point tracking(MPPT) methods are used to maximize PV array output power by tracking maximum power point(MPP) continuously. To increase the output efficiency of PV system, it is important to have more efficient MPPT. This paper proposes a novel maximum power point tracking(MPPT) control algorithm considering insolation to improve efficiency of PV system. The proposed algorithm is composed perturb and observe(P&O) method and constant voltage(CV) method. The proposed method is simulated under varying operating conditions. The effectiveness of these different MPPT methods is investigated thoroughly by PSIM simulation. The simulation results show that this proposed method provides better performance than conventional methods at a variable insolation without self-excited vibration of the power. By the simulation results, the validity of the proposed HB method is proved.

• Journal of Korean Society of Transportation
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• v.21 no.6
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• pp.109-122
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• 2003

우리나라는 2004년 4월 경부고속철도개통을 앞두고 마지막 준비를 하고 있다. 1964년10월 고속철도를 가장 먼저 개통한 일본을 비롯한 프랑스, 독일 등은 이미 고속철도가 철도교통의 중심은 물론 각국의 교통수송에 높은 비중을 차지하고 있다. 2001년에 일본이 경우 1일 773,951명을 수송하고 있으며, 프랑스는 228,714명을 수송하고 있다. 세계적으로도 고속철도는 2000년 현재 유럽이 15,350km, 아시아는 2,152,9km를 운영 중에 있는데 이는 2010년에는 유럽은 41,350km, 아시아는 4,755.7km로 증가될 전망이다. 특히 아시아는 2005년 10월 개통예정인 대만의 타이페이와 카오슝의 345km를 비롯하여, 중국은 상해~북경의 1,330km를 2008년 ㅂ구경올림픽에 맞추어 개통을 준비하고 있다. 일본, 프랑스, 독일 등 고속철도의 운영국가들은 고속철도수송의 수송량이 급격하게 증가하고 있다. 프랑스는 인기준으로 1996년에 비해 2001년에 49.3%, 독인은 1996년에 비해 2001년에 70.1%의 증가치를 보이고 있다. 철도수송에서의 고속철도의 비중도 높아 인${\cdot}$km기준으로 일본은 29%, 프랑스는 48.3%, 독일은 15.9%를 차지하고 있다. 이러한 고속철도가 발전한 요인은 항공기와도 경쟁이 될 정도의 빠른 속도와 안전, 높은 사회경제적 효과에 기인하고 있다. 고속철도의 비중이 높은 일본의 경우는 개통 이래 현재까지 약 62억명을 수송하고 있는데 사망사고는 한건도 없었다. 또한 1개 열차의 정시도착 오차는 24초에 불과하고, 항공기와도 경쟁력이 될 정도의 속도와 수송능력을 보유하고 있다. 실제로 500~700km구간에서 항공기와 고속철도이 경쟁이 치열한데 고속철도의 분담율이 67%를 차지하고 있다. 이러한 고속철도 발전으로 철도수송의 증가율에도 큰 영향을 미치고 있다. 프랑스와 독일의 경우는 자동차수송보다 철도수송이 최근 4년간 약 10%이상 증가하고 있는 것도 고속철도의 영향에 기인하고 있다. 고속철도의 또 다른 특징으로는 높은 유발수요효과로 일본의 신간선개통전후를 비교해 보면 예상치보다 약 6%~23%의 높은 수요유발효과를 보이고 있다. 이 결과 각궁의 고속철도는 매우 높은 수익성을 기록하고 있는데 일본은 개통 후 3년째 흑자를 기록하였고, 중국도 개통 후 7년에 단년도 흑자를 예상하고 있다. 이러한 고속철도의 발전에 기초해 유럽을 비롯하여, 아시아 등에서 고속철도의 건설이 더욱 가속화 될 것으로 예상되는데, 이러한 새로운 변화의 고속철도시대에 대비하여 우리나라도 장차 건설계획수립, 해외수출, 고속철도의 상호운영 등을 지금부터 계획을 수립하여 집행해야 할 것이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2013.10a
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• pp.382-384
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• 2013

해상 해수면에서 운영되는 등부표의 한정된 면적과 공간에서 전력공급을 할 수 있는 한계가 있다. 정보통신기술(ICT) 발달로 e항로표지, 집약관리시스템등 해양교통시설에 최첨단 기술 접목으로 등부표에 소비전력연동시스템 증가로 인해 절대적인 전력량이 부족하다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 비바람으로 인한 사방팔방 격동, 격랑, 회전 요동으로 직달 및 산란광을 태양 전지판에 최대로 입사할 수 있도록 태양의 이동궤적에 따라 자동추적되는 신 구조의 다면구체형 태양광 발전시스템을 개발하였다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1994.11a
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• pp.111-115
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• 1994

열공급 대상지역의 연간 열부하를 예측하여 분석한 후 지역난방용 열병합발전 시스템에서 스팀터빈의 고압 및 저압터빈의 용량을 변화시켜 열부하 대상지역에서 운전하였을시 가장 적은 에너지를 소비하는 고압 및 저압터빈의 용량비율을 찾아 보았다. 추기배압터빈일 경우는 각 터빈용량의 비율변화에 거의 영향을 받지 않았으며 추기복수터빈일 경우 고압터빈용량의 비율이 적을수록 동일 열부하에 대한 에너지소비량은 적게 나타났으며 발전량은 증가되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.1058-1062
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• 2005

통상 방조제 배수갑문의 방류능력은 위어공식 또는 오리피스공식을 이용하여 산정하는데, 이 경우 지형특성, 배수갑문 형상에 따른 흐름의 간섭현상, 유입부와 유출부의 형상 등이 방류량에 미치는 영향을 고려하지 못한다. 본 연구에서는 도류벽, 배수문, 물받이 등 방조제 배수갑문의 형상과 배치가 방류량에 미치는 영향을 상용 프로그램인 FLOW-3D를 이용하여 정량적으로 해석하였다. 이를 통해 배수갑문의 방류능력과 유황을 개선할 수 있는 방안을 도출하였다. 본 연구에서는 시화조력발전소를 대상으로 배수갑문의 방류능력 개선에 3차원 수치모의가 효과적으로 적용될 수 있음을 보였다. 본 연구에서 도출한 주요 결론은 다음과 같다. 1) 유출부측의 물받이길이를 40 m 증가시킴에 따라 전체 방류량은 계획안에 비해 약 $10\% 증가하는 것으로 나타났다. 2) 물받이 끝과 원지반의 연결부 사면을 1:1에서 1:5의 완경사로 변화시킴에 따라 전체 방류량은 약 $2\%$ 증가하는 것으로 나타났다. 3) 배수문과 수차발전 구조물 사이의 유선형 연결구조물을 제거함에 따라 전체 방류량은 약 $3\%$ 증가하는 것으로 나타났다. 4) 도류벽의 접근각도를 $10^{\circ}$ 감소시키거나 증가시킴에 따라 전체 방류량은 약 $5\% 감소 또는 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구는 배수갑문의 설계시 방류능력 개선을 위해서는 수리학적 검토가 필요하며 수치모형실험이 수리모형실험과 더불어 유용한 해석도구로 이용될 수 있음을 보인 것으로, 이후 관련 구조물의 설계시 참고자료로 이용 가능할 것으로 사료된다.다. 실험 결과, Escarameia와 May가 제안한 공식을 더 확장하여 적용할 수 있는 실험 공식으로 개선하였으며 다양한 조건에 대한 실험을 수행하여 보다 정밀한 공식으로 개선할 수 있었다.$10,924m^3/s$ 및 $10,075m^3/s$로서 실험 I의 $2,757m^3/s$에 비해 통수능이 많이 개선되었음을 알 수 있다.함을 알 수 있다. 상수관로 설계 기준에서는 관로내 수압을 $1.5\~4.0kg/cm^2$으로 나타내고 있는데 $6kg/cm^2$보다 과수압을 나타내는 경우가 $100\%$로 밸브를 개방하였을 때보다 $60\%,\;80\%$ 개방하였을 때가 더 빈번히 발생하고 있으므로 대상지역의 밸브 개폐는 $100\%$ 개방하는 것이 선계기준에 적합한 것으로 나타났다. 밸브 개폐에 따른 수압 변화를 모의한 결과 밸브 개폐도를 적절히 유지하여 필요수량의 확보 및 누수방지대책에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.8R(mm)(r^2=0.84)$로 지수적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 유거수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 0.86으로 가장 작았고, 식양토 1.09, 식토 1.15로 평가되어 침투수에 비해 토성별 차이가 크게 나타났다. 이는 토성이 세립질일 수록 유거수의 저항이 작기 때문으로 생각된다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 증가하였으며 $10\% 경사일 때를 기준으로 $Ro(mm)=Ro_{10}{\times}0.797{\times}e^{-0.021s(\

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.12
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• pp.41-46
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• 2018

In this research, numerical analysis was performed to determine the effects of hydrogen on biogas combustion for homogeneous charged compression ignition (HCCI) engines. The target engine specifications were a 2300cc displacement volume, 13:1 compression ratio, 15kW of electricity, and 1.2 bar boost pressure. The engine speed was fixed to 1800rpm. By varying the excess air ratio and hydrogen contents, the cylinder pressure, nitric oxide, and carbon dioxide were measured as a function of the hydrogen contents. According to preliminary studies related to the reaction mechanism for methane combustion and oxidation, a GRI 3.0 mechanism as the base mechanism was selected for HCCI combustion calculations describing the detailed reaction mechanism. By adding hydrogen, NO was increased while $CO_2$ was decreased. The cylinder pressure was also increased, having advanced timing for the maximum cylinder pressure and pressure rise region. Furthermore, lean operation limits were extended by adding hydrogen to the HCCI engine.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.157-157
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• 2012

본 연구에서는 충주댐유역($6,642km^2$)을 대상으로 미래 기후변화가 다목적댐의 이수운영에 따른 하류하천유량에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 이를 위해, 물리적 기반의 장기유출모형인 SWAT(Soil and water assessment tool) 모형과 저수지의 홍수조절, 용수공급계획, 저수지 제약사항 조사 및 실시간 의사결정지원이 가능한 HEC-ResSim 모형을 적용하였다. 먼저, 미래 댐유입량 산정을 위해 IPCC(Intergovernmental panel on climate change)에서 제공하는 A1B 배출시나리오를 포함하는 MIROC3.2 hires 모형의 결과로부터 충주댐 유역의 총 6개 기상관측소에 대한 과거 30년(1997~2006) 실측자료를 바탕으로 미래 온도와 강수에 대한 편이보정(Bias correction) 및 상세화(Downscaling) 과정을 통하여 미래 기후자료(2040s, 2080s)를 생산하였다. 그 결과, 미래 연평균 온도는 기준년도인 2010년에 비해 최대 $+4.8^{\circ}C$(2080s)의 온도증가를 보였으며, 강수량의 경우 여름과 가을 강수량이 다소 감소하였으나 연평균 강수량은 최대 +34.4%(2080s) 증가하는 것으로 전망되었다. 기후변화에 따른 충주댐의 유입량 산정은 SWAT모형을 이용하여 수자원공사에서 제공하는 1995~2010년까지의 일별 댐유입량 자료를 제공받아 모형의 보정 및 검증을 실시하였다. 기후변화 시나리오 적용에 따른 연평균 댐 유입량은 2080s에 39.8% 증가는 것으로 전망되었다. 이러한 댐유입량의 변화는 댐운영의 변화를 가져올 것으로 예상된다. 따라서, 본 연구에서는 HEC-ResSim모형을 이용하여 충주댐의 월별 용수공급계획(생공용수, 발전용수, 관개용수, 하천유지용수) 및 저수지 운영룰(Rule)에 따른 이수운영모의를 통해 미래 댐유입량 시나리오별 저수위변화 및 방류량을 산정하고 하류 하천의 유황변화를 분석하였다.