• Advances in environmental research
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• 제3권2호
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• pp.173-183
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• 2014

A comprehensive mathematical model was developed for this study to estimate on-site and off-site GHG emissions from wastewater treatment plants (WWTPs). The model was applied to three different hybrid WWTPs (S-WWTP, J-WWTP, and T-WWTP) including anaerobic, anoxic, and aerobic process, located in Seoul City, South Korea. Overall on-site and off-site GHG emissions from S-WWTP, J-WWTP, and T-WWTP were $305,253kgCO_2e/d$, $282,682kgCO_2e/d$, and $117,942kgCO_2e/d$, respectively. WWTP treating higher amounts of wastewater produced more on-site and off-site GHG emissions. On average, the percentage contribution of on-site and off-site emissions was 3.03% and 96.97%. The highest amount of on-site GHG emissions was generated from anoxic process and the primary on-site GHG was nitrous oxide ($N_2O$). Off-site GHG emissions related to electricity consumption for unit operation was much higher than that related to production of chemicals for on-site usage. Recovery and reuse of biogas significantly reduced the total GHG emissions from WWTPs. The results obtained from this study can provide basic knowledge to understand the source and amount of GHG emissions from WWTPs and strategies to establish lower GHG emitting WWTPs.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제40권3호
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• pp.21-31
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• 2020

The government mandates gradually zero energy building and Photovoltaic power generation systems installed in buildings are emerging as the most realistic alternative to increase the independence rate of building energy. In this study, we propose a method to reduce the power consumption of households by increasing the PV capacity of balconies and applying the method used the charged electric power stored in batteries after sunset. In order to evaluate the electric power energy savings of the residential BESS, a balcony PV 1.2 kW and a battery pack 2 kWh were installed for 9 houses in 4 apartments in Seoul and Gyeonggi-do. The BESS is charged when the balcony PV is generated electric power, and when solar power generation is finished, it supplies power to the electric appliances connected to the load. As a result of installing the solar PV module 1.2 kW and 2 kWh class BESS for 3 households located in Seoul and Gyeonggi-do, the average electric power consumption saving rate was 40%. The reduction in electricity consumption in the case of zero generation surplus power by maximizing the utilization rate of BESS has been improved to about 53%. Therefore, in order to increase the self-sufficiency rate of electric energy in apartment houses, it is effective to increase the solar photovoltaic capacity of the balcony and apply the residential BESS. In the future, it is believed that the balcony PV and home BESS will play a key role in achieving mandatory zero-energy housing.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.495-501
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• 2019

본 논문에서는 정류 브리지 다이오드를 갖는 단상 무정전전원장치의 전원측 고조파 및 역률 개선을 위한 가변형 고조파 필터를 제안한다. 2레벨 이상의 전력변환방식을 적용한 무정전전원장치는 전원측 고조파 및 역률 특성이 우수한 반면, 전 브리지 방식의 무정전전원장치는 전원측에 제 3고조파, 제 5고조파, 제 7고조파 및 역률 저하를 심각하게 야기한다. 이에 따라 단상 전 브리지 동작에 의해 야기된 (2n+1)차 고조파 제거 및 역률 개선을 위한 가변형 고조파 필터를 제안하고자 한다. 제안한 가변형 고조파 필터의 성능을 평가하기 위해 다양한 시뮬레이션과 실험을 진행하여 타당성을 검증하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제32권6호
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• pp.427-432
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• 2018

Tidal current power is one of the energy sources of the ocean. Electricity can be generated by converting the flow energy of the current into the rotational energy of a turbine. Unlike tidal barrage, tidal current power does not require dams, which have a severe environmental impact. A floating-type tidal current power device can reduce the expensive support and installation cost, which usually account for approximately 41% of the total cost. It can also be deployed in relatively deep water using tensioned wires. The dynamic behavior of a floater and turbine force are coupled because the thrust and moment of the turbine affect the floater excursion, and the motion of the floater can affect the incoming speed of the flow into the turbine. To maximize the power generation and stabilize the system, the coupled motion of the floater and turbine must be extensively analyzed. However, unlike pile-fixed devices, there have been few studies involving the motion analysis of a moored-type tidal current power device. In this study, the commercial program OrcaFlex 10.1a was used for a time domain motion analysis. In addition, in-house code was used for an iterative calculation to solve the coupled problems. As a result, it was found that the maximum mooring load of 200 kN and the floater excursion of 5.5 m were increased by the turbine effect. The load that occurred on the mooring system satisfied the safety factor of 1.67 suggested by API. The optimum mooring system for the floating tidal current power device was suggested to maximize the power generation and stability of the floater.

• 한국건축친환경설비학회 논문집
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• 제12권6호
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• pp.669-679
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• 2018

Energy consumption savings in buildings should be reviewed in diverse areas such as air conditioning system and lighting responsible for cooling and heating, and energy management systems such as BAS (Building Automation System) and BEMS (Building Energy Management System) are introduced to improve energy consumption efficiency and to promote economic control of related facilities by integrated management of energy generated and consumption in buildings. The measured building of this study uses regenerative geothermal system. Measured values of heat pump and system COP were 4.7 and 4.2 respectively, and they were found to be higher 11.9% and 23.5% than rated values. As a result of analyzing the air conditioning and lighting energy from the first floor to the fourth floor performing the air conditioning, the second and third floors, which have a high frequency of use, are compared with the first and fourth floors 50% higher energy consumption ratio. On the other hand, the general heat storage system uses the nighttime power of the previous day to store heat and use it the next day. The total number of days of abnormal operation during the summer season is 61 days. The electricity cost corresponding to the abnormal operation is 1,840,641 KRW, and the normal operation using the nighttime power is 1,363,561 KRW, which is difference of 477,080 KRW, 35% increase in cost. We will utilize it as the main data of BEMS through analysis of winter operation characteristics as well as summer operation characteristics.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권11호
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• pp.1524-1530
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• 2018

본 논문에서는 중고 스마트폰을 세계 최초로 IoT 사물통신기술과 융합하여 그린 IT 솔루션을 상용화함으로써 환경오염과 자원낭비 및 외화유출을 막을 수 있는 제품으로 설계하였다. 제안한 시스템의 실험을 위하여 실제 농작물 재배 시설내에 설치하여 여러 가지 기능과 통신 상태를 실험하였다. 그 결과 문제점이 발생될 경우에 사용자의 스마트폰으로 경보음 및 동영상 알림이 발생되며, 또한 각종 설치된 기기들의 원격제어와 실시간으로 데이터 분석이 가능하였다. 본 연구에서 중고 스마트폰의 활용을 위해 개발된 단말기 관리보드는 농업이나 환경 등의 다양한 분야에 응용이 가능하리라 사료된다.

• 전기화학회지
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• 제22권3호
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• pp.79-86
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• 2019

중저온 (<$200^{\circ}C$) 폐열은 중요한 청정 에너지원이다. 폐열 활용 방안 중 가장 대표적인 것은 열전기술이나, 최근 전기화학 열전지가 열전소자의 대안으로 주목받고 있다. 전기화학 열전지의 기전력은 산화/환원 전극 전위의 온도 의존성에 의해 발생하며, 출력 특성은 전기화학 반응에 수반되는 동역학과 물질 이동 과전압에 의해 결정된다. 전기화학 열전지는 열전소자보다 비용 및 설계 유연성이 장점이지만, 열전소자에 비해 낮은 열-전기 변환 효율로 인해 응용 범위가 제한되어왔다. 하지만 최근 새로운 전해질과 전극을 적용하여 전기화학 열전지의 성능을 크게 향상할 수 있음이 보고되고 있다. 이 총설은 전기화학 열전지용 산화/환원쌍, 수계/비수계 전해질과 첨가제, 전극 물질 및 전지 설계 측면에서 최근 연구 동향을 소개한다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제8권4호
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• pp.87-92
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• 2019

본 연구에서는 머신 러닝 기법을 활용하여 공장에서 발생하는 에너지 사용량에 대한 데이터 분석 및 패턴 추출에 대해 다룬다. 통계학이나 기존의 방법들은 몇 가지 물리적 특성을 반영하는 수학적 모델을 구축하는 반면, 머신 러닝을 통한 접근방법은 데이터 학습을 통하여 모델의 계수들을 결정하게 된다. 기존의 방법들은 특정한 구조를 갖는 수학적 모델을 구축해야 한다는 어려움이 있으며 과연 데이터의 특징들을 잘 반영하는지에 대한 의문이 존재했다. 그러나 머신 러닝을 통한 방법은 사람이 구축하기 어려운 작업들을 용이하게 구축한다는 장점을 가지고 있기 때문에 데이터 간의 관계를 파악하기에 더 효율적이라는 장점을 가지고 있다. 공장의 에너지 소비에 직접적으로 영향을 끼치는 요소들이 존재하며 이러한 전력 소비는 시간에 따른 데이터로 나타나게 된다. 각 요소들로부터 발생하는 소비 전력을 계측하고 데이터 베이스를 구축하기 위해 각 요소에 센서를 장착하였다. 취득된 데이터에 대해 전처리 과정 및 통계적인 분석을 거친 뒤, 머신 러닝을 통해 패턴을 분석하는 과정을 거쳤다. 이를 통해 공장에서 발생하는 소비 전력 데이터에 대한 패턴 분석을 진행하였다.

• 디지털융복합연구
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• 제19권6호
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• pp.285-292
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• 2021

최근 코로나19 사태로 캠핑 문화가 급속하게 많은 사람들에게 관심을 받고 있다. 많은 캠퍼들이 겨울철 사용하는 대류난방기구는 온도 성층화 문제를 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 다양한 동력 서큘레이터가 활용되고 있다. 몇 가지 무동력 서큘레이터도 판매가 되고 있으나, 서큘레이터의 방향이 대류난방기구와 직각으로 디자인되어 있어 실제 공기 순환의 역할을 제대로 하지 못하고 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 3D 프린터를 이용하여 대류난방기구의 방향과 같은 무동력 서큘레이터를 디자인하였다. 펠티어소자와, 세라믹페이퍼 등을 이용하여 무동력으로 전기를 만들어 냈으며, HTPLA-CF 필라멘트를 이용하여 열에 강하게 제작하였다. 3D 프린터를 이용하여 원가를 절감할 수 있었으며, 다양한 대류난방기구의 크기에 맞게 제작 할 수 있는 장점이 있다. 본 연구는 효율적인 대류순환을 통해 온도 성층화 문제를 해결할 수 있는 하나의 방법을 제시한다. 또한 3D 프린터를 이용하여 보다 저렴하게 제품을 제작하는 것이 본 연구의 목적이다.

• 한국안전학회지
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• 제36권4호
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• pp.20-28
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• 2021

With an increase in the commercialization of electricity, and the development of advanced and large electric devices and various wireless radio wave services, concerns over the effects of electromagnetic fields on human health have increased. Accordingly, the World Health Organization encouraged the development of international standards by establishing the 'International Electromagnetic Fields Project' in 1996 based on studies on the harmful effects of electromagnetic fields on the human body. Moreover, the National Institute of Environmental Health Sciences (NIEHS) classified electromagnetic fields as possible carcinogens under Group 2B category, even though they have been found to have a weak correlation with those effects on human health. Mid-to-large-sized electric facilities used at industrial sites mostly adopt a commercial frequency of 60 Hz, and workers handling these facilities are exposed to such extremely low frequency (ELF) fields for a long time. A previous study suggested that exposure to ELF electromagnetic fields with frequency ranges from 0 to 300 Hz, even for a short time, at densities higher than 100 μT may have harmful effects on human body as it affects the activation of nerve cells in the central nervous system by inducing an electric field and current and stimulating muscles and the nervous system in the body. Such studies, however, focused on home appliances used by ordinary people, and research on facilities utilizing high-capacity current and operated by workers at industrial sites is lacking. Therefore, in this study, a 3000 kilowatt generator, which is a high-capacity electric facility employed at industrial sites, was investigated, and the size of the magnetic fields generated during its no-load and high-load operations per distance to produce a map was measured to reveal spots deemed hazardous according to domestic and international exposure standards. The findings of this study is expected to alleviate workers' anxiety about the harmful effects of magnetic fields on their body and to minimize the level of exposure during operations.