• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.2491-2502
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• 2014

본 연구는 저탄소 녹색도시의 조성을 위해 주요 계획부문과 계획기법을 살펴보고, 그 적용실태를 파악해 봄으로서 저탄소 녹색도시 구현에 요구되는 계획적 주안점이 무엇인지 살펴보고자 하였다. 이를 위해 저탄소 녹색도시 및 유사 개념에 대한 문헌 및 선행연구 고찰을 통해 주요 계획부문 및 계획요소를 정리하고, 전문가 FGI 분석을 통해 적합성을 검정하여 계획기법을 도출하였다. 또한, 전문가 설문조사와 AHP 분석을 통해 계획기법의 중요도를 파악해 봄으로서 저탄소 녹색도시 계획의 주요 특성을 파악해 보았다. 이와 함께 국내외 사례를 선정하여 도출한 계획기법의 적용실태를 분석하여 계획기법의 중요도와 비교해 봄으로서 계획과 실제의 차이를 살펴보고자 하였다. 주요 계획기법으로는 5개 부문, 15개의 계획기법을 도출할 수 있었다. 또한, 이에 대한 중요도 분석과 사례분석을 종합해 보면, 분산집중형 압축개발, 보행친화적 교통체계, 신재생 에너지 적극 활용, 폐기물의 재활용 시스템 구축이 저탄소 녹색도시 계획의 주요한 요소로 파악되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.8306-8313
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• 2015

개방형 전류측정기는 DC 모터 콘트롤러, AC 가변 콘트롤러, UPS(Uninterruptible Power System)에 주로 사용되며 최근 신재생 에너지의 성장과 전력망의 스마트 그리드화로 인하여 활용성이 점차 확대되고 있다. 이러한 신재생 에너지의 성장으로 관련 핵심기술의 보유여부가 중요해지고 있으며 대부분 수입에 의존하고 있는 개방형 전류측정기의 국산화 및 관련 기술의 확보를 필요로 한다. 본 논문에서는 일반 산업용 개방형 전류측정기의 제작과정과 특성을 측정한 결과를 기술하였다. 개방형 전류측정기를 구성하는 C형 철심의 공극자장분포 해석 및 형상 설계, 홀센서의 선정 및 특성시험, 정전류 전원공급회로와 신호처리회로의 회로설계 과정을 기술하며 DIP(Dual In-line Package) type과 SMD (Surface Mount Device) type의 100A급 개방형 전류측정기를 제작하고 특성을 측정했다. 제작된 전류측정기로 0~100A 범위에서 통전 실험을 실시한 했고 직류전류와 60Hz의 교류전류에서 특성을 측정한 결과 정밀도 오차 2% 이내, 선형도 오차 2% 이내의 성능을 만족하였다. 또한 부 특성 온도계수를 갖는 NTC(Negative Temperature Coefficient) 서미스터를 이용한 온도보상회로를 사용하여 $-35{\sim}100^{\circ}C$의 범위에서 온도보상 효과를 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제15권5호
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• pp.25-30
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• 2011

바이오가스는 Biomass, 유기성 폐기물 등의 혐기소화 공정을 통해 얻을 수 있는 대표적인 신재생연료로 저발열량에도 불구하고 탄소중립적인 특성이 있기 때문에 이를 엔진에 적용하여 에너지를 생산하고자 하는 노력이 계속되어왔다. 바이오가스는 원료의 종류 및 혐기소화 공정 조건에 따라 그 연료 조성이 달라질 수 있는데, 이러한 조성 변화는 엔진 성능에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문에 이에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 이번 연구에서는 다양한 발열량을 갖는 바이오가스를 연료 내 불활성가스 비율을 변화시켜 모사하고 이를 이용하여 바이오가스 내 불활성가스 비율의 변화, 즉 발열량의 변화가 엔진 성능 및 배기 특성에 주는 영향을 파악하였다. 실험결과로 각 불활성가스 함량에 따른 최적 점화시기를 결정하였으며, 발열량 변화가 엔진 출력, 효율, 배기 성능에 미치는 영향을 제시하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.196.2-196.2
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• 2011

지구온난화와 화석연료 고갈에 대한 우려로 전세계적으로 신재생에너지의 개발 및 활용이 본격화되고 있다. 특히, 다양한 신재생에너지원 중에서 날씨 및 계절에 의한 영향, 기저부하 담당, 지상 점유 면적, 소음 등 생활환경 영향, 경제성 등을 고려할 때 지열에너지는 미래 청정에너지원로서 기대와 관심이 집중되고 있다. 화산이 존재하지 않는 우리나라에서의 지열발전은 거의 불가능한 것으로 인식되어 지금까지의 심부 지열에너지 개발 프로젝트는 대부분 지역난방, 시설영농 등 직접이용을 목표로 추진되어 왔다. 그러나, 2003년부터 한국지질자원연구원에서 수행한 포항 심부지열에너지 개발사업의 결과로 얻어진 다양한 지질학적/지열학적 증거들을 토대로 분석한 결과, 국내 일부 지역에서는 지하 5 km 심도에서 최대 약 $180^{\circ}C$의 지온이 예상되어 국내에서도 심부 지열에너지를 이용한 지열발전에 대한 가능성이 제기되어 왔다. 여기에, 유럽과 미국 그리고 호주 등 선진국을 중심으로 비화산 지역에서 지하 심부에 인공적으로 지열저류층(파쇄대)을 생성하고 이를 통해 열매체(물)를 순환시킴으로써 생산된 증기를 발전에 활용하는 EGS (Enhanced Geothermal System) 기술이 개발되고 몇몇 성공사례가 발표되었다. 또한, 이러한 기술개발에 힘입어 EGS 지열발전에 대한 선진국의 과감한 연구비 투자가 이어졌다. 이러한 기술적 배경에 발맞추어 우리나라에서도 2010년 12월에 EGS 지열발전 과제가 착수되었다. 이 프로젝트는 아시아에서는 최초로 수행되는 EGS 기술 개발과제로서 2015년까지 약 480억원의 R&D 예산을 투입하여 MW급의 지열발전 pilot plant의 구축을 목표로 하고 있다. 프로젝트가 성공적으로 추진될 경우 국내외적인 파급효과는 매우 클것이다. 특히 2015년까지 1.5 MW의 pilot plant의 구축이 성공적으로 추진될 경우 국내에서는 2017년까지 3 MW 이상, 2020년까지 20 MW이상, 2030년까지 200 MW 이상의 지열발전이 가능할 것으로 기대된다. 또한 축적된 기술개발 경험을 바탕으로 인도네시아, 필리핀 등의 해외의 지열발전 사업에도 진출할 수 있는 계기가 될 것이다. 프로젝트는 넥스지오를 주관기관으로 하고 한국지질자원연구원, 한국건설기술연구원 및 서울대학교 등의 지질자원 관련 연구 및 교육기관과 포스코, 이노지오테크놀로지 등의 산업체가 참여하여 컨소시엄 형태로 추진하고 있으며, 향후 관심있는 여러 기관 및 산업체의 지원과 참여를 기대한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.49.1-49.1
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• 2011

집광채광 설비는 건축물의 조명에너지 절감 및 자연광의 실내 유입을 위해 적용 가능한 태양에너지설비로써 다른 신 재생 에너지 설비와 다르게 연간에너지생산에 대한 정량적 데이터가 아직까지 부재하다. 집광채광 설비의 설치효과를 판단하기 위해서는 집광채광 설비 설치에 따른 연간 에너지생산량 산출이 필요하며, 이를 위해서는 각 구성부분(집광부, 전송부 및 산광부)의 광전송 효율에 대한 데이터가 구축되어야 한다. 본 연구는 집광채광 설비의 효율 분석에 관한 첫 번째 단계로써 외부광속에 대한 집광부 통과 직후의 내부광속의 비율을 예측하였다. 국내에 보급된 집광채광 설비는 대부분 프리즘형과 광덕트형이며, 우선적으로 집광부 입사면의 경사각과 방위각이 다양하여 내부광속 산출방법론이 매우 복잡한 프리즘형을 분석대상으로 삼았다. 전일사량, 외부조도 및 집광부 내부조도가 측정되었으며, 외부광속으로부터 내부광속을 산출하는 공식을 유도하기 위해 천공상태에 따라 전일사량 측정치가 직산분리 되었다. Perez model과 Liu and Jordon에 의해 제시된 계산식과 입사면 및 집광부 면적을 고려하여 수평면 외부조도 측정치로부터 외부광속이 그리고 내부조도로부터 내부광속이 산출되었다. 입사면의 투과율이 동일하다는 전제 하에 천공상태에 따른 태양광 투과 비율을 도출한 결과, 담천공(Kt ${\leq}$ 0.3)에서 0.39, 부분담천공(0.3${\geq}$ 0.78)에서 1.0으로 나타났다. 도출된 투과비율을 외부광속에 적용하여 내부광속을 계산한 결과치와 측정치는 약 ${\pm}9%$ 정도의 차이를 보였다. 연간 기상데이터에 위와 같은 방법론이 적용되면 프리즘형 집광부의 연간 내부광속이 산출될 수 있다. 또한 기존 연구에서 제시된 발광효율 산출식과 일사 파장에 따른 시감도를 고려하면 매 시간별 외부조도도 산출이 가능하다. 일사량 측정치와 외부조도 측정치 사이의 상관관계를 분석한 결과 결정계수 $R^2$이 0.99인데 반해 일사량 측정치와 외부조도 계산치 사이의 상관관계 결정계수는 0.95로 측정치 보다 약간 작은 값을 갖는다. 이렇게 산출된 외부조도는 각 입사면의 면적을 반영하여 외부광속으로 변환되고, 앞서 산출된 천공상태별 투과비율이 적용됨으로써 내부광속이 도출될 수 있다. 이와 같은 집광부에 대한 연구를 바탕으로 향후 전송부와 산광부 효율을 도출하고 궁극적으로 집광채광 설비를 통해 실내에 전달되는 연간 빛에너지를 예측할 수 있을 것이다. 또한 본 연구의 방법론은 다른 형태의 집광채광 설비에도 적용이 가능할 것으로 판단되며, 국내 집광채광 설비의 연간 에너지생산량에 대한 폭 넓은 데이터 구축이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.379-387
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• 2016

본 연구는 스마트 그린시티로 전환을 위한 설계 및 건설 측면과 지원시스템 측면의 통합적 계획의 필요성을 인식하고 고층주거단지를 대상으로 공간위계별로 적용 가능한 계획기법과 적용실태를 파악하고자 한다. 이를 위한 연구의 방법은 다음과 같다. 첫째, 문헌 및 선행연구 고찰을 통하여 스마트 그린시티의 개념을 정립하고 3개 공간 위계, 7개 기본방향, 17개 주요특성으로 분류된 고층주거단지 계획체계를 설정한다. 둘째, 선행연구 검토와 전문가 FGI를 통해 스마트 그린시티 개념을 적용한 고층주거단지 설계 및 건설 측면의 계획기법 28개와 스마트 시스템 측면의 계획기법 28개를 도출한다. 셋째, 행정중심복합도시 2-1생활권 4개 고층주거단지 계획안을 대상으로 계획기법의 적용실태를 분석한다. 연구의 결과 스마트 그린시티 개념을 적용한 고충주거단지 계획의 주요특성 중 '교통네트워크 연계', '친환경 단지배치', '녹색교통 활성화', '신재생에너지 효율적 활용', '범죄 및 재해 안전 성능', '고성능 고효율 설비 활용'에 해당하는 계획기법이 사례에서 적극적으로 적용되었음을 확인하였다. 또한 고층주거단지 계획 시 공간 위계별로 설계 및 건설 계획기법과 스마트 시스템 계획기법 적용의 시사점을 확인할 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권1호
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• pp.76-85
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• 2023

신재생에너지로서 수소에 대한 수요가 증가하고 있으나 기존의 화석 연료와 달리 수소는 연료 공급을 위한 전용 충전소가 필요하며, 이러한 인프라 확보를 위해서 수소충전소의 위험성 평가가 선행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 정성적 위험성평가와 정량적 위험성 평가로 구분하여 수소충전소에 대한 위험성평가를 수행하였다. 정성적 평가는 Hazard and Operability Analysis(HAZOP) 기법을 사용하여 Dispenser Module을 두 개의 Node로 평가하였으며, Criticality Estimation Matrix에 따라 Filter의 막힘으로 인한 사고와 고압 사고의 위험도가 High Level로 평가되었다. 정량적 위험성 평가는 Hydrogen Korea Risk Assessment Module(Hy-KoRAM)을 사용하여 화재의 형상과 피해영향범위를 나타냈고, 개인적 위험도와 사회적 위험도에 대한 평가를 수행하였다. 개인적 위험도는 수소충전소로부터 약 100m 떨어진 공공시설 부근까지 추가적인 안전조치가 고려되는 As Low As Reasonably Practicable(ALARP) 구간의 위험도를 보였고, 사회적 위험도 역시 약 10명의 사망자가 발생할 사고빈도가 1E-04/year로 도출되며 ALARP 구간 내에 나타났다. 정성적·정량적 위험성 평가 결과, 공정 단계의 추가적인 안전 조치와 수소충전소 부근의 제한구역 설정을 통하여 안전성 향상 방안을 제시하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2021년도 추계학술대회
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• pp.582-583
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• 2021

태양광, 풍력 등 신재생 에너지 생산이 다양해지면서 생산과 소비를 동시에 할 수 있는 마이크로그리드 시스템이 소개되었지만 국내에서는 아직까지 자동화된 전력거래 기술 도입이 필요하고 생산 및 중계인의 보호할 장치가 필요하다. 일반적으로 여름에는 태양광을 통한 전력 가격 하락이 예상되어 생산자 보호가 필요하다. 본 논문에서는 마이크로그리드 환경에서 블록체인(Blockchain)을 활용한 사용자 간 투명하고 안전한 선물 전력거래 시스템을 제안한다. 선물이란 간단히 말해서 고정된 가격과 미리 정해진 선물 가격에 구매자가 전력을 사는 의무를 가지거나 판매자가 전력을 팔아야 하는 의무를 갖게 되는 계약이다. 본 시스템은 블록체인 네트워크 내에서 신뢰할 수 있는 실행코드인 스마트 컨트랙트(Smart Contract)를 이용하여 사용자의 개입 없이 자동화된 동작으로 선물 가격을 검색하고 전력 거래를 체결하는 선물 거래 알고리즘을 제안한다. 만일 전력 생산자가 생산계획 시에 최대 생산 시기(하지)의 가격이 하락할 가능성이 있다고 생각이 되면 선물시장에서 선물을 먼저 팔아 놓고 최대 생산 시기(하지)에 선물을 되사서 이익을 내어 현물시장에서의 손실을 보전할 수 있다. 또 중계업자는 판매계약 체결 시에 전력 가격이 상승될 우려가 있으면 선물시장에서 먼저 선물을 매입하고 판매계약 이행 시 선물을 청산하여 이익을 실현시켜 현물시장에서의 손실을 보전할 수 있게 된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제19권3호
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• pp.227-235
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• 2016

최근 해양에서 이루어지고 있는 해역이용 개발 현황 분석을 통해 입지의 적정성과 환경영향 측면에서 상충될 수 있는 대표적인 개발사례를 진단하여 해양공간계획수립의 필요성에 대한 시사점을 제공하였다. 해양 신재생에너지개발(조력 및 해상풍력), 바다골재채취, 공유수면매립, 연안골프장 조성, 온배수 및 고염수 배출, 침식영향 개발사업 등의 주요 사례 분석결과, 해당 공간이용 및 관리방향 간의 상충성이 빈발하고, 누적환경영향에 따른 해양환경과 생태계 훼손, 어장이용과 이행당사자사이의 갈등이 지속적으로 나타나고 있는 상황이다. 이러한 이유는 개발 입지 및 주변 공간영역에 대한 충분한 현황 파악이 부족하고, 공간이용과 관련된 개별법의 상호성 및 연계성 평가가 미흡한 것과 관련되어 있다. 사전예방적인 해양환경관리 정책을 강화하기 위해서는 입지 적정성과 개발규모에 대한 평가 검토를 강화해야 할 것이다. 특히, 전략환경영향평가 등 상위계획 심의단계에서 입지와 규모의 적정성에 대한 평가 시, 해양공간이용 현황, 상위계획과 지역계획간의 연계성(특히, 연안관리지역계획과 통합계획), 해양수산규제지역과 보호대상 해양생물 분포 등 핵심 평가사항을 제시하도록 하여 보다 철저한 진단이 이루어져야 할 것이다. 지속가능한 보전과 개발의 조화를 위해서는 TOP-DOWN 방식의 해양공간계획 전략(연안과 EEZ, 광역과 협역 해역 등 전체적 Zoning과 Sector 연계성을 강화, 3차원 정보 포함 등)을 마련해야 하고, 이 과정에서 체계적이고 최신의 해양공간정보 속성자료 파악 및 공유를 위한 통합 정보시스템 구축이 필요할 것으로 판단된다. 해양수산과 관련된 전 부문, 즉, 항만 어항, 수산, 연안관리, 해양환경과 생태계 분야에서 해양공간이용의 상호적이고 일관성있는 전략이 필요할 것이다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권1호
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• pp.31-35
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• 2017

탱크선과 같은 대형 선박 내부에 설치된 펌프시스템은 펌프장의 수위와 유량 조건에 따라서 펌프 내부유동이 크게 영향을 받게 된다. 그러나, 펌프의 성능은 설계 시 일반적으로 펌프가 작동될 펌프장 환경을 고려하지 않고 펌프 자체의 성능만을 고려하여 설계하기 때문에 펌프로 유입되는 유동에 포함된 보텍스와 선회류의 영향을 받을 경우 펌프장 내에서 공기를 동반한 보텍스 및 선회류가 발생하며, 이러한 유동 환경의 영향으로 펌프의 효율저하, 진동 및 소음문제를 일으킬 수 있다. 본 연구에서는 이러한 펌프장의 운전 조건에 따른 내부유동을 검토하기 위하여 펌프장 축소모델을 설계 및 제작하여 수위에 따른 보텍스의 발생 빈도 및 형상을 기초실험을 통하여 확인하였으며, 공기를 동반하여 펌프에 흡입되는 보텍스 Class c의 경우 상대적으로 낮은 수위에서 높은 빈도로 발생하는 것을 확인하였다.