• 환경정책연구
• /
• 제11권4호
• /
• pp.85-105
• /
• 2012

국내 공공하수처리시설의 운영적 측면의 에너지 절감을 위한 방안을 모색하기 위해 에너지 효율성을 평가하였다. 하수처리시설의 에너지 사용에 영향을 미치는 변수를 통계적(유의수준 5%)으로 분석한 결과 유입하수량, 유입 COD, 유입 BOD, 고도처리비율, 유입 TN, 유입 TP, 실제 처리용량/설계용량 비율(가동률)로 나타나 국내 하수처리시설의 에너지 사용은 주로 하수 유입수의 성상 및 하수처리시설 가동률에 영향을 받는 것으로 분석되었다. 또한 회귀분석결과, 에너지 효율성이 평균(50 백분위수) 이상인 하수처리장 비율을 공법별로 살펴보면, A2O 공법을 적용하고 있는 하수처리시설이 상대적으로 에너지 효율성이 높게 운영된 것으로 평가되었으며 반면에 고도처리 공법에서는 분리막 고도처리, 2차 처리공법에서는 접촉산화법을 적용하고 있는 하수처리시설의 에너지 효율성 개선 노력이 상대적으로 더 많이 요구되는 것으로 나타났다. 그러나 보다 정확한 하수처리시설의 에너지 소비산정 및 분석을 위해서는 처리시설의 에너지 사용 모니터링 시스템 구축 및 에너지 소비시설의 정확한 DB 구축이 시급한 실정이다. 특히, 기존 하수도 통계자료에 i) 중계펌프 사용 전력량, ii) 단위공정별 전력량, iii) 처리수 장거리 방류시 펌프 전력사용량, iv) 대체에너지 생산량 및 활용현황 등에 대한 정확한 자료가 보완되어야 한다. 기초자료가 제대로 구축될 경우 유사한 하수처리시설의 에너지 소비 형태에 대해 구체적으로 비교 분석이 가능하며 분석결과를 활용하여 벤치마킹을 통한 각 하수처리장들의 특성에 따른 맞춤형 에너지 절감 방안이 수립될 수 있을 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제52권3호
• /
• pp.279-288
• /
• 2014

원자력발전은 국가의 안정적인 에너지 공급원 및 저탄소 발생 에너지원으로써 기능을 해왔으나, 원자력발전에 필수적으로 발생하는 사용후핵연료 축적이라는 큰 숙제를 안고 있다. 이를 해결하기 위한 방법 중의 하나가 파이로프로세싱과 소듐냉각고속로를 연계한 사용후핵연료의 재활용이다. 용융염 전해공정을 이용하는 파이로프로세싱은 사용후핵연료에 존재하는 장 반감기 고독성 원소와 고방열 핵종을 분리하여 고준위 폐기물을 줄이면서도 고속로의 원료물질을 공급하고, 소듐냉각고속로에서는 이를 이용하여 전력을 생산한 후 다시 그 사용후핵연료를 파이로프로세싱에서 원료물질로 가공하는 개념이다. 파이로프로세싱의 전단부에 해당하는 전해환원 공정은 산화물 형태의 사용후핵연료를 금속으로 전환시켜 후속 공정인 전해정련공정에 금속을 공급하는 역할을 한다. 파이로프로세싱을 위한 전해환원 공정의 상용화를 위해서는 고용량, 고효율의 시스템 개발이 요구되므로 양극과 음극에서 공정 속도의 영향을 미치는 인자를 연구하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제30권12호
• /
• pp.768-775
• /
• 2017

Energy harvesting characteristics of trapezoidal piezoelectric cantilever generator, which has a lead zirconate titanate (PZT) laminate film, were compared by longitudinal (3-3) and transverse (3-1) modes. The PZT laminate film, fabricated by a conventional tape casting process, was cofired with Ag electrode at $850^{\circ}C$ for 2 h. A multi-layered Ag electrode by a planar pattern and an interdigitated pattern was applied to the PZT laminate to implement the 3-3 and 3-1 modes, respectively. The energy harvesting performance of the 3-3 mode trapezoidal piezoelectric cantilever generator was better than that of the 3-1 mode. An extremely high output power density of $26.7mW/cm^3$ for the 3-3 mode was obtained at a resonant frequency of 145 Hz under a load resistance of $50{\Omega}$ and acceleration of 1.3 G, which is ~3-times higher than that for the 3-1 mode. Therefore, the 3-3 mode is considered significantly efficient for application to high-performance piezoelectric cantilever generator.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제37권2호
• /
• pp.171-179
• /
• 2013

선박의 주 추진용 디젤엔진으로부터 배출되는 배기가스의 열을 회수하는 폐열회수 발전시스템에 대하여, 상대적으로 고온에 상부의 3 변 사이클과 상대적으로 저온부에 하부의 유기 랭킨 사이클이 적용되는 복합 사이클에 대한 열역학적 특성을 조사하였다. 그 결과, 상부와 하부 사이클 사이에 경계온도의 증가에 따라, 총 파괴된 엑서지율(${\sum}\dot{E}_d$) 및 엑서지 손실율($\dot{E}_{out2}$)이 각각 감소되었기 때문에, 시스템의 에너지 및 엑서지 효율이 모두 최대화되었다. 그리고 상부의 체적 팽창비가 크게 감소되었다. 그 경우에 대하여, 부가적인 추진동력으로써 활용되는 폐열회수 발전시스템이 적용된 선박용 디젤엔진의 경우에, 추진 효율은 엔진부하 변동에 따라 기본 엔진에 대비하여 평균적으로 9.17 %가 향상되었다. 이에 대하여, 디젤엔진의 연료 소비율과 이산화탄소 배출률은 각각 평균 8.4 및 8.37 %가 저감되었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제41권9호
• /
• pp.825-837
• /
• 2017

본 논문에서는 하지 보행 장애를 가진 환자가 사용하는 크러치에 로봇 기술이 적용된 새로운 타입의 착용식 족형 보행 재활 로봇에 대해 서술하였다. 개발된 로봇의 주된 특징은 크게 세 가지로 나뉜다. 첫 번째, 착용 방식의 특징으로서, 팔꿈치에 착용하여 환자를 보조하는 엘보 크러치와 달리 환자의 가슴부에 족형 로봇을 착용함으로써 보행 시 넓은 가슴 면적으로부터 하중을 분산시키고 팔에 작용하는 집중 하중을 제거하였으며, 팔과 손의 움직임을 자유롭게 하였다. 두 번째, 사용자의 보행 의지를 파악하는 방법으로서, 족형 로봇의 발에 부착된 3축 힘센서를 이용하여 지면 반발력의 크기와 방향으로부터 사용자의 보행의도를 추정하는 알고리즘을 제안하였고 이에 따라 가슴 착용형 로봇을 보행시켰다. 마지막으로, 계단 보행을 위한 근력 강화 방법으로서, 둔턱을 오르내리는 근력 훈련이 가능하도록 바닥 높낮이에 따라 상하 운동 궤적이 변화할 수 있는 둔턱 보행 기능을 구현하였다. 최종적으로 개발된 로봇이 보행 의도를 인지하고 로봇 다리로부터 보행 보조를 효과적으로 수행할 수 있다는 것을 실험을 통하여 확인하였고, 하지 근전도 측정을 통하여 보행 시 로봇이 하지 근력을 보조하는 성능을 정량적으로 검증하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제12권6호
• /
• pp.33-42
• /
• 2012

유무선 기술의 발달로 다양한 형태의 임베디드 시스템들이 출현하였으며, 이들로 임베딩되는 소프트웨어도, 이제는 경직성(fixedness)보다 오히려 유연성(flexibility)을 더 요구하고 있다. 즉, 기능 및 자원 제약 특성을 가지는 다양한 장치들로 유연하게 임베딩 될 수 있는 특성을 요구하고 있는 것이다. 모바일 에이전트는, 비연결 상태에서의 동작 능력과 높은 비동기성으로 인해 네트워크의 부하와 대기시간을 줄일 수 있는 유용한 분산 기술 중 하나이다. 본 논문에서는, 서로 다른 기능과 자원 제약 특성을 가지는 다양한 장치들로의 구성적 임베딩을 위한 컴포넌트 기반의 모바일 에이전트 프레임워크인 EmHUMAN이 설계, 구현된다. 그것은 3계층의 컴포넌트들로 구성되어 있으며, 그들을 기반으로 임베디드 시스템이 요구하는 기능, 저장 공간, 컴퓨팅 능력 그리고 네트워크 대역폭 등의 자원 특성에 맞춰 구성적 임베딩이 가능한 것이 특징이다. 각 계층의 컴포넌트들은 필요에 따라 추가, 제거, 변경 등의 확장이 가능하다. EmHUMAN은 모바일 에이전트 기반의 분산 시스템 개발을 위한 프레임워크 역할도 하면서, 그 자체가 에이전트 서버로서의 기능도 수행할 수 있으며 유용한 유틸리티를 내장 API로 제공하고 있어 모바일 에이전트 기반의 분산 응용을 하는데 있어 효율성을 제공할 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제37권6호
• /
• pp.85-96
• /
• 2000

Fully Differential 연산 증폭기 회로는 SCF(Switched Capacitor Filter), D/A 컴버터, A/D 컨버터, 통신 회로 등의 VLSI 설계시 외부 부하 구동에 필수적이다. 기존의 CMOS 연산 증폭기 회로는 CMOS 기술에 따른 여러 가지 단점을 갖는데 우선 큰 부하 용량에 대한 구동 능력이 양호하지 못하고, 집적도의 증가에 따른 전원 전압의 감소로 인해 입출력 전압의 동작 특성이 저하되어 전체 회로의 동특성 법위가 감소된다. 이러한 단잠들을 개선하기 위하여 출력부의 출력 스윙을 늘릴 수 있는 차동 출력 구조를 사용한 회로가 Fully Differential 연산 증폭기 회로이며, 단일 출력 구조의 연산 증폭기 보다 스윙 폭이 향상된다. Fully Differential 연산 증폭기의 구성에서 전류 미러가 그 성능을 결정하며, 따라서 큰 출력 스윙과 안정된 회로 동작을 위해서는 출력 저항이 크고, 기준 전류와의 정합이 잘 되는 전류 미러의 설계가 중요하다. 본 논문에서는 큰 출력 저항과 기준 전류와의 정합 특성이 우수한 새로운 전류 미러를 제시하였다. 출력 스윙을 키우고 전력 소모를 줄이기 위해 새로운 전류 미러를 사용하여 2단 증폭 형태의 Fully Differential 연산 증폭기를 설계하였으며, 설계한 증폭기는 레이아웃으로 구현하여 시뮬레이션 프로그램(SPICE3f)을 통하여 성능을 검증하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제47권4호
• /
• pp.62-68
• /
• 2010

본 논문에서는 주로 소면적 구현을 위하여 세그먼트 부분 정합 기법을 적용한 10비트 100MS/s DAC를 제안한다. 제안하는 DAC는 비교적 적은 수의 소자로도 요구되는 선형성을 유지하면서 고속으로 부하저항의 구동이 가능한 세그먼트 전류 구동방식 구조를 사용하였으며, 제안하는 세그먼트 부분 정합 기법을 적용하여 정합이 필요한 전류 셀들의 숫자와 크기를 줄였다. 또한, 전류 셀에는 작은 크기의 소자를 사용하면서도 높은 출력 임피던스를 얻을 수 있도록 이중-캐스코드 구조를 채용하였다. 시제품 DAC는 0.13um CMOS 공정으로 제작되었으며, 유효 면적의 크기는 $0.13mm^2$이다. 시제품 측정 결과, 3.3V의 전원전압과 $1V_{p-p}$의 단일 출력 범위 조건에서 $50{\Omega}$의 부하저항을 구동할 때 DNL 및 INL은 각각 -0.73LSB, -0.76LSB 수준이며, SFDR은 100MS/s의 동작 속도에서 최대 58.6dB이다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제49권1호
• /
• pp.15-24
• /
• 2012

본 논문에서는 Switched-Capacitor 지연 기법의 새로운 고해상도 DPWM 발생기를 사용한 Dynamic-Response-Free SMPS를 제안한다. 제안된 회로는 Switched-Capacitor 지연 기법을 이용한 DPWM 발생기의 내부 커패시터 전압 기울기를 제어하는 방식으로 DPWM의 duty ratio를 결정한다. 제안된 회로는 컨버터의 피드백 전압과 기준전압을 비교하여 DPWM 발생기의 내부 캐패시터에 충방전되는 전류량을 제어하는 방식으로 출력전압 tracking이 가능하다. 따라서 제안된 회로는 기존 closed loop 제어 방식의 SMPS들에서 문제점이 되고 있는 동적 응답특성을 고려할 필요가 없으며, 출력 전압에 overshoot/undershoot로 인한 ringing 현상이 발생하지 않는다는 큰 장점을 가진다. 제안된 회로는 1MHz~10MHz까지 스위칭주파수를 사용자가 선택할 수 있으며, 100MHz의 내부 제어 동작 주파수로 10MHz 최대 스위칭 주파수(DPWM) 발생이 가능하다. 100MHz의 내부 제어 동작 주파수를 사용하여 10MHz 스위칭 주파수 발생시 소모되는 내부 회로의 최대 전류는 2.7mA이며, 출력 버퍼를 포함한 전체 시스템의 전류 소모는 15mA이다. 제안된 회로는 0.125%의 DPWM duty ratio 해상도를 가지고 부하에 최대 1A까지 전류공급이 가능하며, 최대 리플 전압은 8mV이다. 동부하이텍 BCD $0.35{\mu}m$ 공정 파라미터를 이용해 시뮬레이션을 수행하여 제안된 회로의 동작을 검증하였다.

• 청정기술
• /
• 제13권4호
• /
• pp.300-307
• /
• 2007

본 연구에서는 연료분출각의 변화에 따라 보염기(cylindrical stabilizer) 후류에 형성되는 확산화염의 화염 안정성, 재순환영역의 길이 및 온도, 보염기 후류의 난류강도 분포, 재순환영역의 연소가스 농도 등을 측정하고, 화염의 직접사진 및 슐리렌사진을 촬영하여 확산화염의 연소특성을 고찰하였다. 화염안정성은 연료분출각과 주류공기 유속의 영향을 받으며, 재순환영역의 길이와 온도는 연료분출각의 영향을 받았다. 재순환영역의 길이가 짧고 온도가 낮을수록 화염안정성이 양호하지만, 연료분출각의 변화에 따른 난류강도 분포에는 별로 차이가 없었다. 재순환영역 내 미연가스 농도가 높고 이산화탄소 농도가 낮은 경우, 화염안정성은 양호하지만 연소상태는 불량한 것으로 나타났다. 연소효율, 고부하 출력, 대기환경, 연료의 청정연소조건 등을 고려하여 적절한 연료분출각을 선정함으로써 양호한 연소조건을 유지할 수 있다.