내연기관을 이용한 이동 수단의 환경 오염에 미치는 영향이 부각 되면서, 전기 자전거 및 전기 보드와 같이 소형 전기 자동차로 분류되는 E-Mobility에 대한 관심이 증대되고 있다. 하지만, 대중화되어 있는 EV 충전소와 달리, E-Mobile 충전 시스템은 공급이 부족한 실정이다. 따라서, 본 논문에서는 다양한 사양의 충전전압 요건을 충족하는 충전 시스템을 제안한다. 높은 범용성을 갖추기 위해 멀티 레벨 충전 시스템을 설계한다. 또한, 제안하는 충전 시스템의 PSIM 시뮬레이션 및 프로토타입을 제작하여 타당성을 검증한다.
에너지 신산업 8대 산업 중 핵심 산업인 전기자동차에 대하여 전문가들의 2025년 전기자동차 600조원의 시장 형성 예측을 하고 있고 2017년 국토부는 전기자동차 전용 번호판 도입을 추진하고 있다. 이에 따른 전기자동차 수요와 공급 증가에 따른 사용자들의 증가를 예측하고 사용자 요구사항을 충족시켜줄 수 있는 홈페이지를 미리구축함으로 충전소의 길 찾기를 좀 더 쉽게 알 수 있기를 위하여 해당 프로젝트를 진행하게 되었다.
무인항공기는 사물인터넷 분야에서 중요한 발명중의 하나이며 많은 응용에서 사용되고 있다. 특히 소형 무인항공기(드론)는 배터리로 동작을 하기 때문에 서비스 도중 또는 서비스간에 충전소에서 배터리 충전과 배터리 교체가 필요하다. 배터리 충전소가 제한된 상황에서 먼저 충전할 드론을 스케쥴링하고 충전된 배터리를 할당하는 문제는 중요하다. 본 논문에서는 효율적인 드론의 배터리 충전 스케쥴링 알고리즘을 제안하였다. 드론을 위한 배터리 충전 스케쥴링 알고리즘의 기본 아이디어는 실시간처리 환경에서 마감시간을 만족하기 위하여 마감시간을 고려함(EDF)과 동시에 대기시간을 줄이기 위해서 충전시간을 동시에 고려(SJF)하였다. 즉, 마감시간이 짧을수록 그리고 충전시간이 짧을수록 높은 우선순위를 부여하여 마감시간 준수율을 높이고 평균 대기시간을 줄임으로서 결과적으로 마감시간 준수율향상과 대기시간 단축이라는 두가지 측면을 동시에 만족할 수 있는 기법을 고려하였다. 이미 충전된 배터리의 할당에서는 충전시간이 길수록 높은 우선순위를 배정하므로서 평균 대기시간을 줄일 수 있다. 시뮬레이션 결과 제안 알고리즘을 이용하여 마감시간 준수율과 평균 대기시간 측면에서 기존 알고리즘(EDF와 SJF)과 비교하여 좋은 성능을 보임을 확인하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로시스템 파라메터와 사용자 요구사항에 따라 배터리 충전 스케쥴링과 배터리 할당 알고리즘을 합리적으로 선택할 수 있다.
본 논문은 전기자동차 충전시설 확충계획에 중요한 요소인 전기자동차 전력 수요량 예측정보를 생산하기 위하여 Exponential Smoothing를 이용하여 전력 수요량 예측 모형을 제안하였다. 모형의 입력자료 구축을 위하여 종속변수로 월별 시군구 전력수요량을 독립변수로 월별 시군구 충전소 보급대수, 월별 시군구 전기자동차 충전소 충전 횟수, 월별 전기자동차 등록대수 자료를 월 단위로 수집하고 수집된 7년간 자료 중 4년간 자료를 학습기간으로 3년간 자료를 검증 기간으로 적용하였다. 전기자동차 전력 수요량 예측 모형의 정확성을 검증하기위하여 통계적 방법인 Exponential Smoothing(ETS), ARIMA모형의 결과와 비교한 결과 ETS, ARIMA 각각의 오차율은 12%, 21%로 본 논문에서 제시한 ETS가 9% 더 정확하게 분석되었으며, 전기자동차 전력 수요량 예측 모형으로써 적합함을 확인하였다. 향후 이 모형을 이용한 전기자동차 충전소 설치 계획부터 운영관리 측면에서 활용될 것으로 기대한다.
전기자동차는 화석연료 사용으로 인한 대기오염을 줄여 삶의 질을 개선하고, 신규 사업을 창조하여 경제적 발전에 역할을 할 것으로 기대된다. 그러나 이러한 기대와는 달리 전기자동차의 보급은 쉽지 않다. 주요한 이유 가운데 하나는 화석연료를 사용하는 자동차에 비해 충전이 늦거나 불편하다는 것이다. 전기자동차가 보급되지 않은 상황에서 선제적으로 충전소를 확보하는 일은 비용부담과 관리의 어려움을 야기할 수 있어 주의해야 한다. 본 연구는 디자인 과학 연구법을 활용하고 전기자동차 충전소 결정 문제를 정보시스템 관점에서 해석한다. 주행 범위 불안감을 이론적 근거로 삼아 여정 설계 알고리즘을 제안하고 네비게이션 사용자 데이터를 분석함으로써 서울시 충전소의 위치 선정의 문제점을 확인한다. 또한 여정 설계 디자인의 적용 가능성을 검토하고 시사점을 도출한다.
본 연구에서는 LPG 충전소에 대하여 Fussel-Vesely 중요도와 RDF 및 RIF 중요도를 수행하여 위험성 등급(Risk Rank)을 설정하였다 설정된 위험성 등급에서 위험성이 가장 큰 장치 및 설비에 대하여 정량적 위험성 분석을 수행하였다. LPG 충전소에 대한 중요도 분석결과 외부사고가 가장 위험하다고 확인되었으며, ekda 으로 구조물 결함과 파이프 배관의 부식의 위험등급이 높았다. 정량적 위험성 분석 결과로는 LPG 충전소 저장탱크의 완전히 파열하였을 경우에 대한 BLEVE의 경가 발생하였을 경우에 복사열에 의해 공정 설비에 손해를 입히기에 충분한 거리는 46.3m로 분석되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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