• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.135-135
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• 2023

우리나라의 전 국토면적 중 약 63% 이상이 산지로 이루어져 있으며 이는 OECD국가 중 4위에 해당할 정도로 매우 높은 비율이다. 광활한 산지 면적의 효율적 이용을 위해 사면개발, 태양광 시설, 관광자원으로써의 활용 등이 이루어져 토양침식에 매우 취약해졌으며, 하천으로의 토사유입량이 증가하고 있다. 따라서 하천으로 유입된 유사량의 조사가 매우 중요하며, 유사량 중 입경이 큰 소류사량을 추정하기 위한 조사 장비 중 간접적 방법인 하이드로폰에 관한 국내·외 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 기존 소류사량 추정 방법 중 추정식을 활용한 방법의 추정량이 많아질수록 정확도가 낮아지는 문제를 개선하기 위한 노력으로 인공신경망의 한 종류인 Convolutional Neural Networks(CNN)를 소류사량의 계측에 적용하기 위한 연구를 시도하였으며, 그 결과와 실제 소류사량의 정확도를 비교 및 분석하였다. 실험데이터를 획득하기 위하여 실내수로를 구축하였으며, Labview를 이용하여 소류사량에 대한 충돌음 이미지데이터를 취득한 후 학습을 진행한 결과, 검증데이터에 대한 정확도는 60%이상의 값으로 나타났다. 향후 추가적인 데이터 확보를 통해 정확도 향상을 위한 연구를 진행하고자 한다.

• 공업화학
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• 제30권6호
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• pp.694-697
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• 2019

최근에 이산화티탄 분말을 나노입자로 제조하거나 결정성을 향상하기 위해 1차원 구조인 nanowire, nanotube, 3차원 구조인 mesoporous 구형으로 생산하여 차단율과 반사율을 통한 광 전극 소재로의 활용과 피부 광 노화 방지에 더욱 효율적으로 적용할 수 있는 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 n-alcohol을 용매로 사용하여 높은 결정성을 갖는 이산화티탄 나노 졸을 합성하였다. 합성된 이산화티탄 나노 졸은 FE-SEM과 XRD을 통해 결정성을 확인하였고, 자외선 차단율을 확인하기 위해서 UV-Vis로 투과율을 확인했다. 또한. 용매에 따른 결정성을 확인하기 위하여 부탄올, 프로판올, 에탄올을 이용하여 각각을 제조하였고, 용매에 따른 차이를 비교하였다. 입자크기는 200~250 nm로 합성되었으며 광학적 투과율은 UVB, UVA 범위에서 높은 차단율을 보이고, 550 nm 파장에서 높은 투과율을 보여 태양전지의 광전 변환 효율 향상과 소량 사용으로도 제품의 자외선 차단 효율을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.72-79
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• 2013

본 논문에서는 태양광 발전시스템의 최대전력점을 추종하기 위해, 개방회로전압과 가까운 첫 번째 지역극대전력점(local peak power point)의 전압 및 전류값이 특정한 범위 내에 있을 경우, 첫 번째 지역극대점이 전역극대전력점(global peak power point)인지 판단할 수 있도록 패턴을 분석하였다. 직-병렬 어레이로 연결된 태양전지 모듈에 부분그늘문제(partial shading problem)가 발생할 경우 다수의 지역극대전력점이 관찰될 수 있어, 전역극대전력점을 찾는데 어려움이 있다. 부분선형 태양전지 모델을 이용한 태블로 해석(Tableau analysis)으로 태양전지 어레이 회로의 V-I 특성을 시뮬레이션하여 지역극대전력점과 전역극대전력점을 확인하고, 그에 해당하는 전압 및 전류 값과 V-I 특성곡선의 패턴을 분석하였다. 분석된 패턴을 통해 특정한 영역을 설정하여 첫 번째 지역극대전력점이 전역극대전력점 인지 판단하여 발전하는 경우, 첫 번째 지역극대전력점으로만 발전했을 때에 비해 효율이 향상되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제15권6호
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• pp.252-259
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• 2005

[ $CuGaSe_2$ ] 단결정 박막은 수평 전기로에서 합성한 $CuGaSe_2$ 다결정을 증발원으로하여, hot wall epitaxy(HWE) 방법으로 증발원과 기판(반절연성 GaAs(100))의 온도를 각각 $610^{\circ}C,\;450^{\circ}C$로 고정하여 단결정 박막을 성장하였다. 이때 단결정 박막의 결정성은 광발광 스펙트럼(PL)과 이중결정 X-선 요동곡선 (DCRC)으로부터 구하였다. Hall 효과는 Van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 293 K에서 운반자 농도와 이동도는 각각 $4.87{\times}10^{17}/cm^3,\;129cm^2/V{\cdot}s$였다. $n-Cds/p-CuGaSe_2$ 합 태양전지에 $80mW/cm^2$의 광을 조사시켜 최대 출력점에서 전압은 0.41 V, 전류밀도는 $21.8mA/cm^2$였고, fill factor는 0.75 그리고 태양전지 전력변환 효율은 11.17% 였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.273-281
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• 2019

국가 총에너지 소비량 중 건축물에서 소비하는 에너지는 전체의 10% 이상을 차지고 있다. 이러한 이유로 우리나라는 2025년부터 제로에너지 건물 의무화 정책을 채택하였고, 결국 건축물 에너지 절감 기술에 대한 연구가 요구되고 있다. 건축물 중 빌딩의 에너지 소비 형태를 분석해보면 조명 및 냉난방 에너지가 전체 에너지 소비량의 60% 이상을 차지하고 있는데, 이는 태양광 취득률 및 창문의 개폐 운용과 직접적인 연관이 있다. 본 논문에서는 건축물에너지 관리시스템에 취득 정보를 전송하기 위한 창호용 저전력 IoT 센서 모듈을 개발하기 위해 연구를 진행하였다. 이 모듈은 외부 환경 및 창문 개폐 상태 정보를 실시간으로 빌딩 에너지 관리 시스템에 전송하여 능동적으로 에너지 절감 조치를 취할 수 있게 네트워크를 구성하였다. 모듈에 사용되는 전력은 하베스트 에너지 중 태양광 발전을 이용한 독립적인 전원으로 설계하였다. 전원은 Buck 컨버터를 적용하여 MPPT 제어를 통해 리튬이온 배터리에 4V로 충전하는 방식으로 효율은 약 85.87%이다. 통신은 WiFi 방식을 적용하여 실시간으로 전송할 수 있도록 구성하였다. 모듈의 소비전력 저감을 위해 하드웨어 및 소프트웨어 측면에서 분석하여 저전력 IoT 센서 모듈을 구현에 대한 연구를 진행하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.543-553
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• 2021

한국은 건물부문 온실가스 감축 목표 달성을 위한 핵심정책으로 2020년부터 공공부문 신축 건축물을 대상으로 제로에너지건축물 인증 의무화를 시행하였다. 이 논문은 궁극적인 Net Zero 에너지건축물 달성하는 데 있어서 정부의 정책에 따른 건축물 에너지성능의 변화 추세를 파악하고, 최근 건축물에 적용된 에너지기술 성능의 변화 추이를 분석하는 방법론을 제시함으로써 궁극적으로는 장기적인 Net Zero를 달성하고자 하는 정책 환경의 변화에서 건축 관련 이해 관계자들이 건축물 유형별로 적절한 에너지기술들을 적용하는데 도움을 주고자 한다. 본 연구를 위해 최근 4년간 건축물 에너지효율등급 예비인증 데이터를 수집하여 건축물의 에너지성능이 상승하는 추세를 확인하였다. 또한, 최근 건축물에 적용된 에너지기술들의 에너지성능 현황을 분석하기 위하여 K-means 군집분석 활용해 교육연구 시설과 업무시설의 High, Low 에너지성능 군집을 통해 비교군(2016년~2020년, 2020년) 설정하여, 분석하였다. 분석 결과 교육연구 시설의 High, Low 군집 모두 태양광 모듈 면적의 증가율이 261.1%, 283.5% 급증하였으며, 업무시설은 High, Low 군집 모두 태양광 모듈 면적이 감소하는 반면에 대부분의 패시브, 액티브 기술의 에너지성능이 증가하는 것으로 분석되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.215-215
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• 2012

급속한 산업의 발달은 심각한 환경오염 및 에너지 문제를 가져왔다. 이를 해결하기 위한 방안으로 수소에너지에 대한 관심이 증가하고 있으며, 수소에너지를 생산하는 방법 중 하나로 태양에너지를 원천으로 하는 광촉매(photocatalyst)에 대한 연구가 점차적으로 증가하고 있는 추세이다. 현재 광촉매로 가장 많이 사용되는 $TiO_2$의 경우, 뛰어난 광활성과 저렴한 가격, 광 안정성, 화학적 안정성을 가짐에도 불구하고, 3.2 eV라는 넓은 band gap을 가지기 때문에 385 nm 이상의 긴 파장을 갖는 가시광선은 흡수할 수 없다. 또한, 광촉매 반응과정 중 recombination으로 인한 효율의 손실이 크기 때문에 이러한 문제들을 해결하기 위해 많은 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 ICP-assisted DC magnetron sputtering 방법을 이용하여 높은 결정성을 갖는 $TiO_2$ 박막을 제조하였다. 제작된 $TiO_2$ 박막은 높은 광촉매 특성을 나타냈으며, 또한 $TiO_2$의 anatase phase와 rutile phase의 bilayer structure를 통하여 recombination을 감소시킴으로써 높은 효율을 갖는 광촉매를 제작하였다. 박막의 chemical state와 crystallinity를 확인하기 위하여 X-ray photoelectron spectroscopy와 X-ray diffractometer를 이용하여 분석을 수행하였으며, 물 분해 장치(water splitting device)를 제작하여 수소와 산소 생성시 흐르는 전류를 측정하여 광촉매 특성을 평가하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권1호
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• pp.170-175
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• 2005

자외선을 대체하여 형광등이나 자연광(햇빛)을 이용하여 $TiO_2$로 수은제거 실험을 수행하였다. 반응기는 내부의 $TiO_2$가 광원에 최대한 노출되도록 디자인하였으며 회전할 수 있게 하였다. 반응기 내부에 $TiO_2$와 유리비드를 섞어 넣어 기상수은과 흡착제와의 접촉면적을 최대화하였다. 광촉매가 가장 활성을 잘 보이는 UV black light뿐 아니라 실험에 사용된 모든 광원에서 99% 이상의 수은제거효율을 보였다. 인체에 무해하고 경제성이 좋은 형광등이나 태양광하에서도 99% 이상의 수은제거효율을 얻었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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• pp.123-125
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• 2018

태양광발전시스템은 낮은 효율의 PV 패널을 사용하여 최대의 전력을 생산하기 위해 PV 패널의 최대전력점에서 운전하는 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어가 반드시 필요하다. 기존의 MPPT 알고리즘은 대부분 경사법에 기초하고 있으며 그 중 대표적인 방법이 P&O(Perturb and Observe) 알고리즘이다. P&O 알고리즘의 MPPT 성능을 좌우하는 두 가지 인수는 MPPT 제어주기와 변량전압의 크기이다. MPPT 제어기의 빠른 동특성과 극대화된 효율을 위한 최적의 MPPT 제어주기와 변량전압의 크기를 결정하기 위해서는 실제 날씨 환경에서 다양한 일사량 프로파일 패턴에 대한 MPPT 제어기의 성능분석이 필수적이다. 본 논문에서는 대한민국 중부지역의 전형적인 맑은 날씨와 흐린 날씨에서 실제 일사량을 측정하고, 취득한 일사량데이터를 기초로 저자가 개발한 다이오드 등가모델을 적용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 이를 기반으로 MPPT 제어주기의 설정값에 따른 PV 패널의 전력생산량을 예측하여 MPPT 목표 효율을 극대화할 수 있는 최적의 MPPT 제어주기를 제시한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.412-412
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• 2012

갈륨비소(GaAs)는 수직공진표면방출레이저, 발광다이오드, 태양전지 등과 같은 광전소자에 널리 사용되는 물질이다. 그러나 높은 굴절률을 갖는 갈륨비소는 표면에서 30% 이상의 반사율을 갖기 때문에 광손실로 인해 소자의 성능이 저하된다. 따라서 표면 Fresnel 반사율을 낮출 수 있는 효율적인 반사방지막이 필요하다. 최근, 열적 불일치, 물질 선택, 접착력 저하의 단점을 가지고 있는 기존 다중박막을 대체하는 생체모방 서브파장 나노구조가 활발히 연구되고 있다. 이러한 구조는 공기(air)부터 갈륨비소까지 선형적인 유효굴절률 분포를 갖는 유효 단일박막과도 같기 때문에 소자 표면에서의 광손실을 줄일 수 있다. 더욱이, 자연계의 나방의 각막과 나비의 눈의 구조 형태를 모방한 반도체 생체모방 복합 눈(compound eye)은, 즉 마이크로 렌즈모양과 서브파장 나노격자구조의 복합적 형태, 표면에서 우수한 반사방지 특성을 나타낸다. 본 연구에서는, 포토리소그래피와 유도결합플라즈마 식각법을 이용하여 GaAs 기판 표면에 마이크로 렌즈 모양의 패턴을 형성한 후, 스핀코팅을 이용하여 나노 크기를 갖는 실리카 구를 도포하여 건식 식각함으로써 복합 눈 구조를 갖는 갈륨비소 반사방지막을 제작하였다. 제작된 샘플의 표면 및 식각 형상은 전자현미경(scanning electron microscope)을 사용하여 관찰하였으며, UV-vis-NIR spectrophotometer를 사용하여 반사율을 측정하였다.