• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권1호
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• pp.142-154
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• 2023

전세계적으로 환경의 중요성이 부각되면서, 원재료 준비, 생산 공정, 운송 및 설치 등 산업 전체 기간에 걸친 기후 변화 주요 물질인 탄소 배출량을 계산하고, 저감해야 한다는 필요성이 강조되고 있다. 이를 전과정평가(Life Cycle Assessment, LCA)라 정의되면서 전세계적으로 다양한 산업들에 시도되고 있다. 국내에도 일부 관련 시도들이 있었지만, 국내 재생에너지 산업에 대해서는 거의 발표되지 않았다. 이러한 연구 중요성에도 불구하고, 부진한 관련 연구의 격차를 메꾸기 위해 본 연구는 국내 육상 풍력발전 단지의 한 사례인 경북 영덕 발전에 대하여 LCA 연구를 관련 시스템 중 가장 많이 사용되는 SimaPro를 이용하여 수행하였다. 연구 결과 풍력 터빈 1대의 에너지 회수기간(EPT)는 약 10개월이며, 1 kwh의 전력을 생산하는데 배출되는 온실가스 배출량(Green House Gas, GHG,)는 15 g CO₂/kWh로 다른 에너지원과 비교해서 경쟁력 있음을 보였다. 부품 별 환경 영향 평가에서는 풍력 터빈의 타워가 여러 환경 영향 부문에 영향이 가장 크다는 결과를 보였다. 본 연구에서 얻어진 경험은 향후 신재생 에너지 보급 및 확대 정책의 강화와 대중의 인식 제고에 도움이 될 것이라고 사료된다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제2권3호
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• pp.469-475
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• 2016

최근 석유 에너지 고갈의 문제에 봉착함에 따라 신재생 에너지, 즉 풍력 에너지 분야에 대한 연구가 자연스럽게 부각되고 있다. 그 중 해상풍력은 육상풍력에 비교해 바람 자원이 풍부하기 때문에 효율성 측면에서 주목 받고 있지만 전체 시스템의 설치비용에 따른 경제성이 중요한 문제가 되고 있다. 일반적으로 해상 풍력 사업의 구성비에서 지지구조물 설치비용의 비율이 통상 25% 이상을 차지하는 경향이 있으며, 설계된 지지구조에 대해 정확한 해석과 분석이 가능 하다면 설치 및 시공분야의 경제성을 확보하는데 중요한 역할을 할 수 있다. 본 연구에서는 해상 부유식 풍력발전시스템의 경제성 확보에 중요한 역할을 할 수 있는 석션버켓 기초의 지반연성 비선형 구조해석 기법을 구축하고 이에 대한 검증을 위해 실험결과와 비교검증을 수행하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.45-53
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• 2018

신재생 에너지원 등 분산전원의 확산에 따라 단순한 소비자에서 적극적으로 에너지 거래를 원하는 프로슈머에 대한 논의가 확산되고 있다. 프로슈머는 잉여 에너지 혹은 분산자원을 이용하여 생산한 에너지를 전력회사, 다른 에너지 사업자 및 타 수용가에 판매할 수 있는 새로운 형태의 소비자이다. 이러한 개념을 지원하기 위해서는 프로슈머의 거래를 지원할 수 있는 기술과 플랫폼이 필요하나 이에 대한 연구는 시작 단계에 있다. 본 논문은 거래기반 에너지 관리를 위한 대표적인 기술의 비교분석을 통하여 향후 거래기반 에너지 관리 기술의 진화 방향에 대하여 검토하였다. 아직 거래기반 에너지를 충실하게 지원할 수 있는 기술이나 표준은 정립되지 않은 단계로 기술간 경쟁을 통해 지속적으로 발전해 나갈 것으로 예상된다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.38.1-38.1
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• 2011

최근 중동정세의 변화와 유류 소비의 증가에 따른 유가의 급등과, 일본 지진사태로 일어난 원자력 발전의 안정성에 대한 문제로 인하여 안전하고 깨끗하게 에너지를 생산할 수 있는, 저탄소 녹색성장을 구현할 수 있는 신재생 에너지에 관련된 연구에 많은 관심이 모아지고 있다. 특히 태양광 에너지를 전기로 변환하여 사용하는 것은 최근 가장 큰 관심사 중 하나이다. 나노결정 Si (nc-Si) 박막은 이러한 광전자 산업 및 태양 에너지 분야에서의 폭넓은 응용 가능성으로 많은 연구가 진행되고 있다. 이러한 nc-Si 박막의 발광 특성은 비정질 박막내 Si 나노결정에 기인한 양자제한효과(quantum confinement effect)에 의한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 증착시 기판에 AC (alternating current) Bias를 인가하여 PE CVD 기법으로 nc-Si:H 박막을 증착하였다. H2와 SiH4를 각기 45, 20 sccm으로, 100 W의 RF 전압을 주어 플라즈마를 생성하였으며, 60~900 Hz의 주파수 범위에서 60 V의 Bias를 인가하여 박막을 증착하였다. 이들 박막의 결정 크기, 결정화도, 나노 구조 및 광학적, 화학적, 기계적 특성을 XRD, FT-IR, Raman spectroscopey, AFM, PL, Nano indenter 등을 사용하여 조사하였으며, 기판에 인가된 전압과 주파수에 따른 결정크기와 박막의 광학적 특성과 상관관계를 고찰하였다. Bias 전압에 따라 ~1에서 ~4 nm의 크기를 갖는 나노 크리스탈이 생성 되었으며, 최고 10%의 나노결정 분율을 가지는 박막을 증착하였다. 이는 광학적 특성에도 영향을 주어 PL (photoluminescence)의 피크는 470~710 nm의 영역에서 관찰되었다. 또한 AC-Bias의 영향으로 박막 내 응력 해소에도 영향을 주어 박막내 존재하는 응력이 결정에 미치는 영향도 알 수 있었다. 이번 발표에선 증착 조건에 따른 박막의 나노구조 및 광학적 특성의 변화와 이들 간의 상관관계를 발표하고자 한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.593-602
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• 2020

최근 스마트 팜에 대한 연구가 활발히 진행되면서 농작물을 효율적으로 재배하는 시스템들이 도입되고 있으며 에너지 절감을 위해 태양광, 지열, 풍력 발전과 같은 신재생에너지를 활용한 다양한 에너지 시스템들이 제안되고 있다. 본 논문에서는 에너지 자립도와 작물재배 환경 향상을 제공하는 농작물 대상 신재생에너지 융합 시스템을 제안한다. 먼저 ICT기반의 데이터 수집을 위한 LPWA 기반 통신 노드, 게이트웨이를 제시한 다음 통신노드를 통해 에너지 데이터, 농작물 생육 데이터, 환경 데이터를 수집하여 빅 데이터로 구축하여 농작물 재배 환경 특성을 반영한 최적의 에너지 관리를 수행하는 통합 모니터링 서버를 제안한다. 제안된 시스템은 신재생에너지와 스마트 팜의 융합을 통해 저비용, 고품질의 농작물 생산에 기여할 것으로 기대된다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.238-239
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• 2010

주거 상업용 건물에 있어 최근 TV, LED 조명, 컴퓨터, IT 기기들과 같은 직류를 사용하는 부하가 점차 증가함에 따라 기존의 교류 배전 기반의 건물 전력구조에서 에너지절감을 위한 하나의 방안으로 직류기반의 건물 배전구조에 대한 도입에 대한 연구가 활발히 이뤄지고 있다. 또한 직류 형태의 전원인 태양광 발전, 연료전지 등의 신재생 에너지와 가정 및 전기자동차용 배터리의 등장은 직류 기반 전력구조가 가지는 강점을 더욱 부각시키고 있다. 직류 배전 시스템은 기존 교류 배전에서 직류부하를 위한 다중의 전력 변환 과정을 최소화함으로서 전원 및 부하에서 소모되는 에너지를 절감하여 전력시장 내 전체적인 탄소배출량 저감에 기여할 수 있을 것으로 고려되어지고 있다. 이는 직류배전 시스템의 에너지 저감 효용성 이외 기존 교류배전 대비 부하단 부품 수의 감소에 따른 신뢰성 향상 및 가격 저감, 무효전력 고려사항의 제거 등 많은 장점을 가지기 때문이다. 본 논문에서는 소용량 건물에 직류배전 구조가 도입될 경우 실현 가능성이 높은 대표적 직류 배전 구조들을 Functional Modeling 기법을 통해 모델링하며, 시뮬레이션을 통해 기존의 교류 배전 건물과 함께 각각의 전력계 구조에 대한 효율 및 장단점들을 정성적으로 비교하고, 구현에 필요한 고려사항들을 제시한다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.129-135
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• 2010

화석에너지의 고갈과 환경오염 문제를 해결하기 위한 대안인 신재생 에너지를 이용하는 분산발전 시스템은 핵심 구성 요소인 PWM 인버터의 전력제어가 요구된다. 본 논문에서는 단상 계통연계 인버터 시스템의 전력제어를 위해 계통 임피던스를 고려한 SRF(synchronous-reference-frame) 전력제어 방법을 제안한다. 제안한 SRF 전력제어 방법은 복잡한 계통 임피던스의 추정 없이 계통 임피던스의 공칭값(nominal value)에 기반해 단상 인버터에 전압 기준값(reference)을 제공하여 독립운전 모드와 계통연계 모드에서 모두 운전이 가능함을 나타내었다. 또한, 유효전력과 무효전력의 독립적인 제어가 가능한 장점을 가진다. 계통을 포함하는 시뮬레이션을 통해 제안한 SRF 전력제어 방법의 타당성을 검증한다. 시뮬레이션 결과는 제안한 SRF 전력제어 방법을 통해 단상 계통연계 인버터 시스템의 전력 흐름을 적절히 제어할 수 있음을 보여주고 있다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.695-702
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• 2020

최근 스마트 팜의 연구가 활발해지면서 시설하우스와 같은 실내 환경 제어는 높은 수준에 이르렀다. 그러나 노지에서 재배가 이루어지는 임업 분야에 ICT기술의 활용은 아직 미비한 실정이다. 본 논문에서는 ICT 기술을 적용한 LPWA 기반의 임산물 생육환경 수집 및 빅데이터 분석 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 oneM2M 아키텍처를 기반으로 구성하였으며 소규모 태양광 발전과 LPWA기술을 이용하여 노지에서 환경 데이터를 수집하여 서버에 전송한다. 전송된 데이터는 서버에서 빅 데이터로 구축되며 이를 활용해 임산물의 생산량과 품질을 예측한다. 제안된 시스템은 신재생 에너지와 스마트 팜의 융합을 통해 저비용, 고품질의 임산물 생산에 기여할 것으로 기대된다. 또한 노지에서 이루어지는 농작물의 생장 환경 모니터링과 oneM2M 아키텍처를 활용하는 타 산업 분야에 응용될 수 있다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.23-29
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• 2012

최근에는 태양광 및 연료 전지 등 신재생 에너지의 경우 대부분이 직류에너지원으로 발전하고 있으며 보급을 위해서는 이를 적절히 활용하는 방안이 필요하다. 이 경우 직류 전용 조명 시스템으로의 활용이 주 대안이 될 수 있다. 개발하고자 하는 태양에너지를 이용한 전원공급장치와 관련한 유사 시스템은 주로 태양광 패널을 컨트롤러를 포함한 충전 키트와 배터리를 서로를 각각 연결하여사용하는 형태로 되어 있다. 이것을 본 연구에서는 태양광패널과 일체형으로 연결하여 전기를 효율적으로 충전하고, 사용할 수 있도록 단일 형태의 독립된 전원공급장치를 구성한다. 이와 함께 직류 전원을 사용한 전자식 안정기 모듈을 램프와 분리되도록 일체형 전자식 안정기의 삼파장 DC 램프 모듈을 개발한다. 개발한 일체형의 DC 램프 모듈은 ON/OFF 버튼으로 램프의 점등과 소등이 가능하며, 사용하다가 램프나 안정기의 교체 시기가 되었을 경우 부분 교체만으로도 반영구적인 사용이 가능하도록 개발한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권8호
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• pp.1058-1063
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• 2020

본 논문에서는 IT 접지 시스템의 감전 및 화재사고 방지를 위한 새로운 절연 저항 계산 기법을 소개한다. 최근 신재생 에너지와 에너지 저장 장치의 확대 보급으로 태양광 발전 시장이 급속하게 성장하고 있으나 절연이 파괴되어 화재사고가 빈번히 발생함에 따라 IT 접지 방식에도 절연 저항 상태를 감시하는 장치가 필수적으로 요구되고 있다. 제안하는 절연 저항 계산 기법은 기존의 고정된 시정수곱 계수기반의 알고리즘에 비해 절연 임피던스의 조건에 따라 동적시정수곱계수를 적용함으로써 넓은 절연 저항 범위에서 빠른 응답 시간과 높은 정확도를 갖는다. 제안하는 동적 시정수 기반 절연 저항 계산 기법은 기존의 방법에 비해 최대 응답 시간은 39.29초, 오차율은 20.11%를 개선시키는 효과를 보였다.