• 전기전자학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.392-402
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• 2020

본 논문은 광센서 없는 태양광 추적 시스템을 제안한다. 태양광 추적, MPPT, ESS, 모니터링의 4가지 기능을 모듈화하여 시스템을 구현하였다. 9개의 태양광 패널을 기본단위로, 바람의 영향을 저감하고, 광센서 없이 태양광 추적이 가능하도록 상하좌우 패널의 높낮이를 다르게 한 격자형 구조를 채택하였다. 저가형 MCU를 이용한 부스트 컨버터 PWM 스위칭을 위해 기존 MPPT의 연산 방법을 개선하였다. ESS 모듈은 리튬 이온 배터리 12개(직렬 3셀과 병렬 4셀)를 기본 단위로 구성하여 온도 및 전기 특성의 이상 유무 감시가 가능하게 하였다. 각 모듈의 MCU는 Atmega128 또는 Raspberry PI로 구성하였으며 운전 정보를 상호 교환하고, IoT 기술을 응용하여 실시간 원격 모니터링과 클라우드에 데이터베이스를 구축하여 유지보수가 가능하게 하였다. 실험을 위해 제작된 태양광 발전 시스템의 운전 데이터는 각 모듈의 분산 및 원격 모니터링의 가능성, 유지보수의 편의성 및 광추적 성능을 증명한다.

• 한국지리정보학회지
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• 제13권4호
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• pp.157-169
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• 2010

본 연구에서는 원격탐사기법으로 구축된 SRTM(The Shuttle Radar Topography Mission) DEM의 격자기반 분포형 강우-유출모형의 적용성을 분석하였다. 충주댐유역에 대하여 격자해상도 500m의 SRTM DEM과 수치지형도로부터 구축한 TOPO DEM을 구축하였고, 모형의 적용을 위하여 Stream-burning 기법으로 전처리하였다. 두 DEM으로부터 표고, 흐름방향, 수문학적 경사, 추출된 유역셀의 개수, 종단형상을 비교한 결과 SRTM DEM과 TOPO DEM이 매우 유사한 특성을 나타내는 것으로 분석되었다. 6개 강우사상을 대상으로 격자기반 분포형 강우-유출모델 KIMSTORM을 이용한 분석결과에서도 첨두유출과 유출용적의 상대오차 평균값이 각각 0.91%, 0.29%로 차이를 보이지 않았다. 분석결과로부터 SRTM DEM이 TOPO DEM과 같이 격자기반 강우-유출모형 적용시 만족할 수 있는 결과를 도출할 수 있는 지형자료임을 나타내었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.37-37
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• 2015

본 연구는 남강댐 유역($2,293km^2$)을 대상으로 이중편파 레이더 강우자료와 격자기반 분포형 강우-유출 모형인 KIMSTORM(KIneMatic wave STOrm Runoff Model)을 이용하여 홍수추적을 수행하고, 침수실적자료와 비교하여 레이더 강우자료의 효용성을 검토하였다. 2012년 4개의 강우 이벤트(집중호우, 카눈, 볼라벤, 산바)에 대하여 한강홍수통제소로부터 보정된 비슬산 레이더 강우자료를 제공받아 사용하였다. 레이더 강우와 지점 강우를 비교하기 위해 면적평균강우량을 산정하여 분석한 결과, 유출량산정 지점별 면적평균 강우량은 대체적으로 레이더가 지점 강우보다 더 낮은 값으로 예측되었지만, 강우의 패턴은 상당히 일치하는 것으로 나타났으며, 평균 $R^2$는 0.97로 매우 우수하게 분석되었다. 이후 분포형 홍수추적을 위해 KIMSTORM을 이용하였으며, 격자크기 $500{\times}500m$ 해상도의 156행${\times}$137열의 총 21,372개의 셀로 모형을 구축하였다. 분포형 모형의 보정을 위해 지상강우를 적용하여 모형을 보정하고, 보정된 매개변수를 레이더강우에 그대로 적용하여 적용성을 평가하였다. 모형의 보정 결과, $R^2$(coefficient of determination), ME(model efficiency), VCI (volume conservation index)의 평균이 지점강우를 이용한 경우 각각 0.85, 0.78, 1.09%, 레이더 강우를 이용한 경우 각각 0.85, 0.78, 0.96으로 모의유량이 관측유량을 잘 재현하였다. 이후 태풍 산바에 의한 하천범람 침수실적자료의 침수지역(신연, 문대, 신기지구)과 레이더에 의한 침수지역 유출분석 결과를 비교하였다. 침수지역 호우 및 유출의 공간분포를 분석한 결과 레이더 강우가 침수지역 상류유역의 호우와 유출상황을 자세하게 재현하였으며, 침수지역의 침수기간 전 후를 분석한 결과 지점강우 보다 레이더 강우가 실제 첨두유량에 가깝게 우수하게 모의되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.133-133
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• 2010

3-5족 화합물 반도체를 이용한 집광형 삼중 접합 태양전지는 35% 이상의 광변환 효율로 주목을 받고 있다. 일반적으로 삼중 접합 태양전지는 넓은 영역대의 파장을 흡수하기 위해 밴드갭이 다른 InGaP, GaAs, Ge이 사용된다. 그 중 하부셀은 기계적 강도가 높고 장파장을 흡수할 수 있는 Ge이 사용되는데, p-type Ge 기판위에 III-V 결정막 성장 시 5족 원소가 확산되어 pn접합을 형성하게 된다. 이러한 구조를 가진 Ge 하부셀이 효율적으로 홀-전자 쌍을 형성하기 위해서는 두꺼운 베이스와 얇은 에미터 접합이 필요하다. InGaP의 phosphorus는 낮은 확산계수로 인해 GaAs의 arsenic에 비해 얇은 접합이 형성 가능하며, Ge표면 에칭효과가 더 적다는 장점이 있다. 이를 고려해 우리 연구그룹에서는 metalorganic chemical vapor depostion(MOCVD)을 이용하여 Ge기판위에 성장한 InGaP layer의 특성을 관찰해 보았다. <111>로 $6^{\circ}$ 기울어진 p-type Ge(100) 기판위에 MOCVD를 통해 InGaP layer를 형성하였고, 성장된 layer를 atomic force microscope(AFM)와 high-resolution x-ray diffraction(HRXRD)을 이용하여 표면형상, 조성, 응력상태 등을 각각 관찰하였다. 또한 phosphorus 확산에 의해 형성되는 도핑농도는 electrochemical capacitance-voltage(ECV)을 이용하여 관찰하였다. 성장된 Ge기판위의 InGaP layer의 경우 특징적으로 높이 50 nm, 밑변 길이 $1\;{\mu}m$의 경사진 표면을 관찰할 수 있었으며, 이러한 구조는 TMIn과 TMGa의 비율이 증가 할수록 감소하였다. 따라서 이러한 경사진 형태의 구조는 격자 불일치 때문인 것으로 판단된다. 추가적으로 V/III ratio의 최적화를 통해 1.3 nm의 표면 거칠기를 갖는 InGaP layer를 얻을 수 있었다. ECV를 통해 Ge 하부셀의 pn접합 형성을 관찰한 결과 약 160 nm에서 접합이 형성되는 것을 관찰할 수 있었다. 또한, 같은 성장 조건의 샘플을 1000 초 열처리 후에 접합깊이의 변화를 관찰한 결과 180 nm에서 접합이 관찰되었지만, GaAs의 arsenic에 의한 pn접합은 열처리 후에 그 깊이가 170 nm에서 300 nm로 증가 하였다. 따라서 삼중접합 태양전지의 제작 공정을 고려할 경우 phosphorus에 의한 접합 형성이 Ge 하부셀의 동작 특성에 유리할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6B호
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• pp.697-707
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• 2008

격자기반 운동파 강우유출모형 KIMSTORM(grid-based KIneMatic wave STOrm Runoff Model)은 유역의 지표흐름, 지표하흐름 및 하천흐름의 시간적 변화와 공간적 분포를 모의할 수 있다. 본 모형은 유닉스 운영체제의 C++언어로 개발되었으며, 각 셀에서의 흐름을 모의하기 위하여 단방향흐름 알고리즘과 격자기반 수문학적 물수지요소를 채택하고 있으나 운영에 몇몇 제약사항이 있다. 본 연구에서는 기존모형을 개선하고자 하였으며, MS Windows 운영체제에서 실행 가능하도록 FORTRAN 90 언어를 이용하여 ModKIMSTORM을 개발하였다. 기존모형에 비해 개선된 주요사항으로, 물리적 기반의 침투기법인 GAML(Green-Ampt & Mein-Larson) 침투모형 추가, 격자 유출심과 Manning 조도계수에 의한 논에서의 지표유출 제어, 지표격자의 기저유출 요소 추가, 공간강우와 지점강우의 처리, 전 후 처리부문 개발, 5개 평가항목(피어슨의 결정계수 $R^2$, Nash & Sutcliffe 모형효율 E, 유출용적 편차 $D_v$, 첨두유출의 상대오차 $EQ_p$, 첨두시간의 절대오차 $ET_p$)을 이용한 모의결과의 자동 평가 기능을 개발하였다. 추가적으로, 모형의 계산효율을 향상시키고 지표격자의 기저유출을 하천격자로 이송하기 위하여 쉘정렬 알고리즘을 채택하였다. 모형의 입력자료는 ESRI ArcInfo W/S 또는 ArcView와 같은 GIS 소프트웨어 및 MS Excel을 이용하여 간단히 구축할 수 있으며, 모의결과의 공간적 분포를 확인할 수 있는 토양수분, 지표유출, 유출심 및 유속분포도는 BSQ, ESRI ASCII Grid, ESRI Binary Grid 및 IDRISI Raster 형식으로 출력할 수 있도록 개선하였다.

• 한국지리정보학회지
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• 제8권3호
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• pp.107-120
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• 2005

지하수 조사 및 개발에 필수적인 수문지질도 및 부속도면의 작성은 표준화와 함께, 도면 작성의 전산화가 요구되고 있는 분야이다. 본 연구에서는 수문지질도의 주요 도면인 stiff diagram 분포도와 우물(지하수위) 분포도 작성의 전산화를 위한 알고리즘 개발과 부속도면인 지질구조선 분포도의 작성과 분석에 필요한 알고리즘을 개발하는데 목적을 두었다. 일반적으로 지하수 유동 통로 또는 부존 지점으로서의 역할을 담당하는 지질구조선(lineament)은 항공사진이나 위성영상 판독을 통하여 추출한다. 지하수 조사 및 연구에 있어서 GIS를 활용한 지질구조선의 통계적 해석은 성과의 정확도를 제고할 뿐 아니라 신속한 과업수행에도 도움을 준다. 지질구조선의 분석은 지하수 조사, 개발과 관리를 위한 필수 항목으로서 지질구조선의 추출, 방향별 통계 계산, 단위면적내 지질구조선 밀도(길이밀도, 교차점밀도 등) 계산 등이 신속하고 용이하게 이루어져야 한다. 이를 위하여 ArcView GIS 3.x의 Avenue$^{TM}$ script를 활용하여 지질구조선 분석 프로그램을 개발하였다. 단위면적내의 지질구조선 밀도 통계 계산에서 격자형 단위 셀을 적용할 경우 격자의 모서리 방향에 따른 지질구조선 길이의 가중현상이 발생하게 되어 분석결과의 왜곡을 발생시킬 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 방향별 가중을 일으키지 않는 원형 셀을 적용하여 지질구조선 분석을 수행할 수 있도록 프로그램을 개발하였다. 영암 및 강진지역을 대상으로 본 프로그램의 적용성을 검토한 결과 매우 유용하게 활용될 수 있음이 확인되었다. 아울러, 본 프로그램은 지질구조선뿐만 아니라 디지타이징된 선형구조에 대한 통계 및 밀도분포를 계산하는데 매우 유용하게 사용될 수 있을 것으로 본다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.17-26
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• 2011

그라운드 앵커공법은 현재 우리나라에서 가장 일반적으로 사용되는 사면보강공법들 중 하나이다. 그러므로 앵커로 보강된 사면의 안정성을 장기간 확인하기 위해서는 그라운드 앵커의 긴장력을 측정하는 것이 매우 중요하다. 그러나 전통적인 로드 셀 방식의 측정기술을 제외하고는 특별한 기술이 개발된 것이 없다. 본 논문에서는 지반구조물의 보강을 위해 널리 사용되는 그라운드 앵커의 단기 및 장기 장력을 측정하기 위해 기존에 현장에서 주로 사용되는 스트레인게이지 또는 V/W 타입 로드 셀을 대체할 수 있는 새로운 방법에 대하여 기술하였다. 사용된 센서는 스트레인게이지 또는 V/W타입의 센서에 비해 크기가 작고 내구성이 우수하며 전자기파에 의한 노이즈 발생이 없는 광섬유 브래그격자(Fiber Bragg Grating ; FBG)센서이다. FBG 센서를 내장한 7연 강연선을 이용하여 원하는 위치에서 변형률 감지가 가능한 인장형 앵커를 제작하고 앵커 정착장을 연암과 화강풍화토 지반조건에 각각 2세트(set)씩 시공하여 현장인발실험을 수행하였다. 재하-제하단계를 포함하는 전 하중단계에서 FBG센서로 측정된 변형률로부터 장력 모니터링을 수행하였고 기존 로드 셀로 측정된 결과와 비교하였다. 현장 인발실험 결과, 제안된 광섬유 센서를 이용한 그라운드 앵커의 시공 중 긴장력 측정결과 실내 UTM 결과와 달리 약간의 차이가 있으나 실용적인 차원에서는 충분히 활용 가능한 것으로 확인되었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권1호
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• pp.115-119
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• 2008

본 논문에서는 도허티 전력증폭기의 출력 정합단에 새로운 광전자밴드갭(PBG) 구조를 적용하여 높은 효율을 유지하면서 선형성을 개선시키도록 하였다. 제안된 나선형 PBG 구조는 비평면 제조 공정을 요구하지 않는 유전체 판 위에 패턴을 뜬 2차원의 규칙적인 격자이다. 실험결과를 통해서 보면, 이 구조는 접지 평면에 세 개의 셀을 식각시킨 기본적인 PBG 구조보다 더 넓은 저지대역과 더 높은 저지 특성을 갖는다. 또한 더욱 가파른 스커트 특성을 갖는다. 이 새로운 PBG 구조는 선형성 개선을 위하여 도허티 전력증폭기에 적용되어 질 수 있다. 나선형 PBG 구조를 적용한 도허티 전력증폭기의 3차 혼변조 왜곡(IMD3)은 코드분할 다중접속(CDMA) 응용에서 -33dBc이다. 제안된 PBG 구조가 없는 도허티 전력증폭기와 비교했을 때, PAE는 유지하면서 IMD3은 -8dBc 개선되었다. 더욱이 나선형 PBG 구조는 기본적인 PBG 구조보다 물리적인 크기가 줄어서 전력증폭기의 전체 크기를 줄일 수 있었다.

• 한국지리정보학회지
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• 제6권4호
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• pp.24-36
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• 2003

본 연구는 유역규모에서의 토양침식위험도를 평가하기 위해서 GIS 및 수정범용토양유실공식(RUSLE)을 활용하였다. 토양유실량 예측공식인 RUSLE 인자를 생성하기 위하여 토지이용도, 지형도, 토양도, 그리고 강수량 등의 자료들을 사용하였고, 최종적으로 grid 기반의 10m 셀의 격자형 데이터로 구축한 RUSLE 인자들의 중첩분석을 통하여 연간 토양유실량을 예측할 수 있었다. 분석결과에 따르면, 대상지의 83.5%는 연간 토양유실량이 1ton/ha 미만으로 비교적 낮은 것으로 나타났으나, 농업지역은 30% 이상이 연간 토양유실량 10ton/ha 이상으로 다른 토지이용에 비해 토양침식위험도가 상대적으로 높은 것으로 평가되었다. 따라서 이들 지역에 대한 철저한 현장조사를 토대로 토양침식의 위험도를 최소화하기 위한 토양보전계획의 수립이 필요하리라 판단된다.

• 대한공간정보학회지
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• 제18권4호
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• pp.51-60
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• 2010

지난 2008년도에 기존의 기반시설부담금제가 국토계획법 상 기반시설부담구역제도로 개정되면서 2009년도 이후 전국적으로 다수 지자체들이 본 제도를 도입, 시행하고 있으며 이러한 새 제도를 통해 난개발 방지를 위한 선계획의 마련과 기반시설 설치비용 확보를 위한 유용한 제도적 기반을 가지게 되었다. 이러한 맥락에서 본 연구는 기반 시설설치계획과 기반시설부담비용 산정과정에 앞서 필요한 기반시설부담구역 지정에 대해 시행령에서 명시한 인구증가율 기준을 근거로 인구격자의 수직수평방향 사출형 셀 집단화 방법을 통해 구역지정 대안을 검토해 보고 이를 실제 기반시설부담구역 지정이 필요한 것으로 판단되는 화성시 수영리 개발제한구역 일원 대상지에 적용해 봄으로써 상기 방법론의 기술적 적용가능성을 확인함과 동시에 실무적 차원의 구역결정 제언을 시도해 보았다는 데 연구의 의의가 있다.