• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.109-109
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• 2017

전 세계적으로 기후변화, 인구증가, 도시화에 따른 물, 에너지, 식량 등 필수 자원의 수요량 증가로 인한 수급 불균형으로 글로벌 자원안보 위기가 대두되고 있다. 특히, 국내의 경우 경제성장로 인한 중산층 증가와 도시 인구 팽창에 따른 물, 에너지, 식량 등 필수 자원에 대한 수요 증가로 인해 유한한 자원에 대한 대응책이 시급한 실정이다. 또한 국내 자원의 대외 의존성이 높아 국제 자원 시장에 크게 영향을 받기 때문에 물-에너지-식량의 연계를 통한 자립적 자원확보가 필요하다. 국내에서도 수자원 자체만의 기존 기술 한계를 극복하기 위한 물-에너지, 물-식량 연계신기술 개발과 지속가능한 활용방안이 필요한 실정으로 현재 미국, 일본, 유럽 등 주요 선진국을 중심으로 물관리와 연계한 에너지의 효율화 및 수자원이 갖는 에너지의 회수와 적극적 활용이 추진되고 있다. 이를 반영하여, 국내의 경우 독립적으로 구분되는 이수, 치수, 물순환 건전화 등 주요 물관리 이슈에 대하여 에너지, 식량 분야를 연계한 통합적이고 효율적인 지속가능 방안제시가 필요하다. 이를 위해 자원안보의 선제적 대응을 위한 구체적이고 실질적인 물-에너지-식량의 연계 기술이 필요하며, 국내 실정에 적합한 기술의 도입이 필요하다. 즉 (1) WEF 데이터공유 및 범정부적 의사결정을 위한 다부처 협업체계 구축을 위한 Bigdata기반 부처간 데이터베이스 구축 및 공유 (2) 기후변화 적응 자원연계 솔루션 개발 및 넥서스 영향평가 툴 개발을 위한 자원 효율성 증대를 위한 연계 기술 고도화 (3) 국내(미래넥서스시티 versus 지자체자립형넥서스마을), 해외 on-demand형의 미래자원관리 패키지기술 실증을 위한 국내외 Testbed구축 및 운영 (4) 기술의 실현을 위한 제도, 정책의 개선 및 국민 공감대 형성을 위한 WEF 넥서스 거버넌스 수립 및 개선으로 구분할 수 있다. 이를 통해, 물-에너지-식량 분야 상호 연계를 통한 분야별 "생산-가공-유통처리" 효율 30% 개선, 20C SOC 시설산업기반에서 21C 사회 인프라 국민 서비스 산업으로 전환을 통한 국가 신산업기반 구축, 4차 산업혁명의 Data Technology 분야에서 세계 최초의 공공기반 WEF 연계 패키지 기술 개발 들이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제15권8호
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• pp.149-156
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• 2010

센서네트워크에 사용되는 최신의 센서노드 기술은 많은 데이터 저장능력과 빠른 처리능력을 제공함으로써 다양한 응용분야에서 좀 더 효율적인 네트워크 환경을 구성할 수 있게 되었다. 그리고 네트워크 구축 환경도 트리 기반에서 클러스터 기반으로 변환 되었다. 그러나 기존 트리 기반의 센서네트워크에서 사용되던 질의처리 방법은 클러스터 기반의 네트워크에서는 효율성이 떨어진다. 따라서 클러스터 기반 네트워크에서 효율적으로 질의를 처리하는 새로운 방법이 필요하다. 그래서 본 논문에서는 클러스터 기반의 센서네트워크에서 데이터 속성 분류를 통한 필터링을 이용하여 에너지를 효율적으로 사용하는 질의 처리 기법을 제안한다. 제안 기법은 클러스터 기반의 네트워크 장점을 최대한 활용하여 질의 처리에 드는 에너지를 줄이고 좀 더 지능적으로 질의를 분배하도록 설계 하였다. 그리고 MATLab을 이용하여 제안된 기법이 에너지 효율성 측면에서 우수함을 입증하였다 본 논문에서는 고성능 컴퓨팅 시스템의 성능 향상을 위한 효율적인 동적 작업부하 균등화 정책을 제안한다.

• 에너지공학
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• 제8권
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• pp.74-85
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• 1999

우리 나라는 1970년대에 두 차례에 걸친 석유 파동을 겪으면서 에너지 정책의 중점 방향을 에너지 수요 관리와 안정적 에너지 공급 기반 조성 등으로 삼았다. 특히 에너지의 안정적 공급을 위하여 에너지원의 다원화, 수입선 다변화, 그리고 해외자원 개발 등이 추진되었다. 이러한 에너지 정책의 일환으로 천연가스의 도입이 적극 추진되어, 1983년 8월 한국가스공사가 설립되었으며, 1986년 10월 국내 최초로 액화천연가스(LNG)가 수입되고 다음달부터 공급되기 시작하였다. (중략)

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.697-698
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• 2013

최근에 유연한 성질을 갖는 전자기기들의 수요가 증가하면서, 그에 따라서 유연 전자기기를 뒷받침 해줄 수 있는 에너지 저장체의 유연한 성질도 중요성이 점점 부각되고 있으며 많은 연구가 진행되고 있다. 유연한 에너지 저장체의 많은 연구들이 유연한 금속 박막이나 특수 공정처리가 필요한 고분자를 이용하고 있으나, 대부분의 유연 에너지 소자들은 에너지 저장체의 성능에 비해 고온과 산 약품과 같은 환경이 필요하며, 비용과 시간이 많이 소모되고 있다. 그에 반해 섬유는 앞에서와 같이 특수 공정 처리가 따로 필요하지 않으며 상온에서도 손 쉽게 이용 가능하며, 신축성이 뛰어난 장점이 있기 때문에 효율적, 비용적으로 유연한 에너지 저장체에 유리한 소재이다. 몸에 해로운 산과 같은 약품처리의 필요도 없으며, 용매를 흡수하는 능력이 뛰어나기 때문에 용매를 이용한 도포 방법을 사용하면 다양한 물질을 폭넓게 적용 가능하다. 그리고 적용 분야에 맞춰서 섬유의 종류를 조절하면 다양한 성질을 갖는 천 기반의 에너지 저장체가 형성되며, 면 섬유가 수소 결합과 높은 반데르 발스 결합에 의해 탄소나노튜브와 결합하여 높은 에너지 밀도를 갖는 에너지 저장체를 형성하는 것을 분석한 논문들도 보고되고 있다. 면 섬유의 특수한 성질을 이용하여 에너지 저장체를 제작하고 이를 확인하기 위해서 일반 합성 섬유인 polyester와 면 섬유를 비교 제작하였으며, 용매의 형태로 손쉽게 도포 가능한 물질은 탄소 계열의 활물질들이며, 탄소 나노 튜브나 그래핀 등이 분산된 용액을 이용해 천에 도포 가능하다. 탄소 계열의 활물질들은 대표적인 슈퍼캐패시터 물질이며, 천에 도포를 함으로써 천 기반의 슈퍼캐패시터를 제작하였다. 일반 합성 섬유 polyester와 CNT를 결합한 형태의 전극은 최대 에너지 축전 용량(Maximum specific capacitance)이 53.6 F/g으로 나타났으며, 면 섬유와 CNT를 결합한 형태의 전극은 최대 에너지 축전 용량이 122.1 F/g으로 나타났다. 따라서 면 섬유에서 높은 에너지 저장 능력을 보이는 것을 실험적으로 확인하였으며, 에너지 저장 능력이 뛰어난 면 섬유를 다음 전극 디자인에서도 일률적으로 적용하였다. 슈도캐패시터의 대표적 물질인 금속 산화물인 망간 산화물(MnO2)을 3전극 도금 시스템을 이용하여 에너지 축전 용량과 에너지 밀도를 올리는 전극을 제작하였다. 특히 망간 산화물의 형태는 표면적을 극대화하기 위해서 평균 지름은 200~300 nm 정도 되는 나노 입자의 형태로 제작하였다. 그 결과, 확연하게 에너지 축전 용량이 향상되었으며, 최대 에너지 축전 용량은 282.0 F/g, 에너지전력 밀도는 14.2 Wh/kg으로 나타나서 금속 산화물의 형태가 주는 효과를 확인할 수 있었다. 하지만 나노 입자의 형태로 제작된 금속 산화물은 문제점이 발생하였다. 금속 산화물의 전기 전도성이 매우 낮기 때문에, 전기 전도성에 비례해서 전력 밀도의 값이 표현되는데, 전기 전도성이 급격히 감소하기 때문에 전력 밀도도 급격한 감소가 나타난다. 다음과 같이 전기 전도성 물질을 첨가하는 방법은 추가의 공정이 필요한 단점이 있지만 오직 기계적인 인장응력만을 가해서 에너지 밀도와 전력 밀도를 증가시키는 전극을 제작하였다. 인장응력을 섬유 기반의 전극에 가했을 시에 가닥들간의 접촉 증가와 CNT가 정렬되면서 특정 변형률(strain) 이전에서는 전기 전도성이 최대 50% 이상 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 선행 연구에서 보고되었다. 이를 이용해서 전기 전도성과 직결되는 전력 밀도의 양도 증가시키고 에너지 밀도의 증가 여부까지 확인한 결과 인장을 가하기 전 면 섬유의 전력 밀도와 에너지 밀도는 6.4 kW/kg and 6.1 Wh/kg으로 나타났으나 30% 변형 인장 후에는11.4 kW/kg과 7.1 Wh/kg으로 나타났다. 그리고 망간 산화물을 첨가한 전극 역시 4.9 kW/kg과 14.2 Wh/kg으로 나타났었으나 인장 이후 전력 밀도는 14.2 kW/kg, 에너지 밀도는 17.6 Wh/kg으로 확연하게 증가한 것을 확인하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2018년도 추계학술발표대회
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• pp.641-644
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• 2018

열간 자유 단조는 고온으로 가열한 강피에 압력을 가하여 원하는 형상을 빚는 공정이다. 가열로에서 여러 개의 강피를 동시에 가열하며 목표 온도에 도달하면 꺼내어 다음 공정을 진행한다. 이때 가열로에 투입하는 소재의 조합과 후단 공정을 위해 소재를 꺼내는 순서가 가열로의 에너지 효율에 영향을 끼친다. 본 논문에서는 열간 자유 단조의 에너지 효율을 높이기 위한 비용 예측 모형 기반 작업 계획 최적화 방안을 제안한다. 유전 알고리즘을 이용하여 가열로 강피 조합을 최적화하며 각 설비별 작업 할당 규칙에 따라 전체 작업 계획을 수립한다. 시뮬레이션 기반으로 후보 작업 계획을 평가하여 계획을 최적화 하며 이를 위해 각 설비별 공정 소요 시간 및 에너지 사용량 예측 모형을 이용한다. 예측 모형은 공정 데이터를 기반으로 기계 학습 알고리즘을 적용하여 학습한다. 또한 주기적인 재계획을 통해 예측의 불확실성으로 인해 작업의 진행이 계획대로 이루어지지 않는 문제점을 해결하고자 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.449-450
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• 2019

신재생에너지 중에서 풍력발전은 많은 연구가 진행되면서 상용화가 진행되었다. 하지만 파력발전은 세계적으로도 연구가 부족하고, 다양한 파력발전장치의 형태가 존재하면서 최적화에 대한 고민과 함께 아직 상용화에 접근하지 못하고 있다. 또한 풍력발전보다 더 많은 에너지 변환 단계가 존재하고, 파랑의 특성에 따른 입력 에너지가 급격하게 변화하기 때문에 파력발전용 PCS는 제어가 복잡하다. 본 논문에서는 파력발전장치의 각 단계의 실측 데이터를 기반으로 파랑의 특성을 반영한 에너지원의 모델링을 진행하고 이를 기반으로 파력발전용 PCS 제어특성 분석을 진행한다. 파력발전용 PCS는 백투백 컨버터(back to back converter)로 구성하고, PI 제어기 기반의 SVPWM을 사용한다. 결론적으로 본 연구를 기반으로 파력발전용 PCS 제어기 구성을 통한 향후 연구방향을 도출할 수 있을 것이다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.377-378
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• 2020

본 논문에서는 열화에 따른 하이브리드 차량의 연비 특성을 분석하기 위해 시뮬레이션을 통한 연구를 진행하였다. 전기적 특성 실험 기반으로 배터리 내부 파라미터가 열화에 어떤 영향을 미치는지 분석을 하고 이를 기반으로 하이브리드 차량모델을 통해 시뮬레이션을 진행하였다. 분석 결과를 통해 배터리 열화 상태에 따른 State-Of-Charge (SOC) 및 연비효율 그래프의 변화 추이를 비교하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.55-63
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• 2014

무선센서네트워크(WSNs)에서 센서시스템의 한정된 에너지를 극복하기 위한 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 이들은 대부분에너지 적응형(Energy-aware) 기법들이 많은데, 이 기법들은 노드 자신 또는 이웃노드들의 에너지양을 활용하고 있다. 그러나 기존의 센서시스템에서는 전압과 소모전류만을 가지고 잔여에너지양을 예측하고 있는데, 실제 배터리의 잔여에너지양은 온도와 로드(Load)의 영향을 많이 받기 때문에 정확하지 못할 수 있다. 본 연구에서는 배터리의 전압과 함께 배터리의 온도와 부하 특성을 반영한 효율적인 잔여에너지양 추정기법을 제안한다. 제안한 기법은 실제 환경에서의 실험과 시뮬레이션을 통해 그 성능을 검증하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.147-152
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• 2018

본 연구는 전력에너지 효율사용 분야의 주요 설비인 ESS(: Energy Storage System, 에너지저장장치)를 기반으로 한 공동주택의 수요관리 및 에너지절감 방안을 연구하고 제반 기술적 요소와 운용에 필요한 표준화를 제시함으로서 ESS 산업 확산에 기여한다. 또한, 공동주택 및 스마트 홈을 대상으로 ESS 시장의 창출을 위하여 주택 IoT 기술을 활용, 공동주택과 스마트 홈 기반 ESS을 통합하여 전력사용자의 이용 효율성과 경제성 확보가 실현되어 기존 ESS 보다 우월한 전력사용자의 수용성을 재고 할 수 있는 사업모델을 연구하고자 한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2015년도 추계학술발표대회
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• pp.1110-1112
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• 2015

에너지 절감을 위해 다양한 분야에서 노력을 기울이고 있지만 전체 에너지 사용량의 약 20% 이상을 차지하는 건물 분야는 정부의 정책과 제도적인 지원 하에 에너지 절감활동을 활발하게 진행하고 있다. 특히 $3000m^2$ 이상의 중대형 건물의 경우 BEMS(Building Energy Management System)기반의 건물에너지 관리가 의무화 될 예정이다. 하지만 기존 BEMS의 경우 특정 기업에 의한 단독 솔루션 형태로 제공되고 있어 BEMS간 데이터 상호호환성을 보장하지 않고, 단순 모니터링 기능에 의존하여 저장/관리 되지 않고 버려지는 데이터들이 많아 차후 문제가 발생한 경우 과거 데이터를 통한 분석 작업에 어려움이 있다. 따라서 본 논문에서는 건물에너지 통합관리 측면에서 원격지에 설치된 다양한 BEMS들의 센서/미터 데이터들을 웹을 통해 수집하고 데이터 웨어하우스에 저장/관리되며 건물에너지 통계, 분석 및 진단을 가능하도록 하는 데이터 웨어하우스 기반의 원격 건물에너지 통합 관리 시스템 설계에 대해 서술한다.