• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.15-15
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• 2023

2020년 기준 국내 상수도 보급률은 99.1% 차지하고 있으며(환경부, 2019), 수도관리차원에서 수돗물은 먹는 물로 시판되어질 만큼 우수한 관리체계를 유지하고 있다. 그 반면에 지하수는 생활용수, 식품가공, 농·축산, 양어, 군부대를 비롯한 전국지역에서 연간 10억 8천만톤 용수를 소비하고 있음에도 (환겨례 신문, 2013; 환경부, 2019) 사용되는 지하수의 약 65%가 음용수 불가판정을 받았으며, 최근 지하수의 오염비율은 급격히 증가하는 추세이다. 특히, 지하수관정의 관리부주의에 의한 수질오염 및 수인성 다제내성균(슈퍼박테리아) 등에 의한 오염사례가 국내는 물론, 국제적으로 다수 보고되고 있는 실정이다 (환경부, 2013). 현재 지하수 수질관리는 공공기관 및 지자체 지정기관을 통해 진행되고 있으며, 검사기간은 수질채취로부터 통상 7~15일정도 소요되어 수질 관리 및 기준, 검사주기에 대한 애로가 많다. 현장 지하수관정에서 실시간 수질을 모니터링하고 이에 연동된 자동 수처리 시스템의 개발 및 도입은 나날이 심각해지는 환경오염 상황에서 선제적 예방과 해결방법으로 중요한 요소기술이다. 현재 지하수오염 및 부적합 음용의 수질처리는 화학약품, 필터여과, UV살균, O₃ (플라즈마)을 이용하는 것이 대표적이나, 화학약품의 경우 2차 오염이나 식품 세척 및 가공에 있어 부적합성의 한계점이 있다. 필터여과의 대표적인 RO필터의 경우 약 50% 순손실이 발생하고, UV 살균의 경우 UV에 의한 사용관리자의 위험 및 장비의 광부식 문제, O₃ 의 경우 고압전류 사용에 따른 위험성 등의 한계점이 나타나고 있다. 지하수 수질정화를 위한 광유도 활성산소(¹O₂, ·O^-₂)는 광감응제에 가시광의 빛 조사를 통해 생성되는 활성산소로의 에너지 및 전자 전이가 동시 진행되어 단일항 산소(¹O₂)와 슈퍼옥사이드 이온(·O^-₂)을 생성하게 된다. 생성된 활성산소는 유해미생물 또는 유기화학물과 개열, 제거, 치환 반응 등을 통해 미생물사멸 및 유해화학물질들이 분해 가능하다. 이를 이용한 지하수 유해미생물 사멸기술, 장비, 실시간 지하수의 분석기술 및 정수처리, 지하수 물순환 시스템 개발뿐만 아니라 지하수 음용수 및 오염개선, 지하수 기저유출에 의한 오염원 저감으로부터 지류·지천, 하천 본류 수질개선 등의 대상지역에 활용 가능하다. 또한 광유도 활성산소는 기존 상수도 수처리에 있어 오존(O₃) 처리와 이산화티탄을 이용한 AOP과정을 단일처리 공정으로, 기존 O₃ 의 특성상 확산 거리가 매우 길어 사람을 포함한 생체 내에 유입 시 다양한 부작용 발생과 O₃ 차폐시설 요구의 문제점 극복의 대안으로 환경 및 인체에 무해한 광유도 활성산소 시스템을 적극적으로 도입 및 적용해야 한다. 본 연구 목적은 정류상태 흡광분광기술을 이용한 실시간 수질 모니터링과 광유도 활성산소를 이용한 유해 미생물의 멸균효능 및 지하수 수질관리 기술로의 적용 가능성을 제시하고자 한다.

• 한국환경과학회지
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• 제5권5호
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• pp.643-656
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• 1996

백색광 및 여러 파장의 광선 (적색, 청색, 그리고 녹색광)이 녹화중인 귀리 유식물의 엽록소 함량 변화 및 엽록소-단백질 복합체 형성에 미치는 효과를 조사하였다. 높은 광도의 백색광은 낮은 광도의 백색광에 비하여 귀리 유식물의 전체 엽록소 함량 및 엽록소 a/b 비율의 증가에 효과적이었다. 또한 엽록소-단백질 복합체의 형성에 있어서 높은 광도의 백색광은 낮은 광도의 백색광에 비하여 PSI, CCI, 및 CCII의 형성을 효과적으로 촉진하였다. 한편, 여러 파장의 광선하에서 생장한 귀리 유식물은 유사한 광도를 가진 백색 광하에서 생장한 유식물에 비하여 엽록소의 축적 및 엽록소 a/b 비율에 큰 영향을 받지 않았다. 적색광은 귀리 유식물의 엽록소-단백질 복합체의 형성에 있어서 백색광에 비하여 LHCII trimer형성에 효과적이지 못하였으나, 청색광은 백색광과 유사한 효과를 나타내었다. 청색광과 적색광을 비교하였을 때, 청색광은 적색광보다 LHCII monomer의 형성에 효과적이었다. 이와 같은 결과에서 엽록체의 발달과정동안 광도의 효과가 광질의 효과보다 엽록소 축적 및 엽록소 a/b비율의 증가에 중요한 인자로 작용하며, 여러 파장의 광선은 엽록체-단백질 복합체의 조성을 조절하는데 중요한 인자인 것으로 사료된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제30권5호
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• pp.821-828
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• 2016

본 연구에서는 한국 멸종위기식물인 분홍장구채의 보전 및 인공재배를 위해 식물공장 내 인공적인 광 조건에서 일어나는 생리와 개화반응 특성을 알아보았다. 이를 위해 분홍장구채를 식물공장의 각 챔버에 적색광, 청색광, 백색광, 적색+원적색 혼합광, 적색+청색 혼합광 그리고 적색+청색+백색 혼합광 하에서 재배하여 광합성률, 증산률, 기공전도도, 수분이용효율, 엽록소함량, 최소엽록소형광, 최대엽록소형광, 광계II의 광화학적 효율 그리고 잎과 꽃 수를 측정하였다. 그 결과 적색 단일광과 적색+원적색 혼합광에서 분홍장구채는 가장 많이 개화하였으며, 이 광조건에서는 광합성률, 증산률 그리고 기공전도도는 상대적으로 다른 조건보다 높았으나 수분이용효율은 차이가 없었으며, 엽록소함량은 적었다. 특히 최소 및 최대 엽록소형광과 광계II의 광화학적 효율은 적색 단일광 조건에서 다른 광 조건보다 낮았다. 이러한 결과는 분홍장구채의 꽃의 생산을 위해서는 적색 단일광이나 적색+원적색의 인공광 조건에서 재배하는 것이 효율적이라는 것을 의미한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권11호
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• pp.33-40
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• 2023

본 연구에서는 강원 지역의 산지 태양광 발전시설이 설치된 지역의 사면 특성을 분석하기 위해, GIS 기법과 위성지도를 활용하여 강릉과 원주 지역의 태양광 발전시설 설치현황을 조사하였다. 강릉과 원주 지역의 태양광 발전시설은 각각 36, 48개소의 발전시설이 설치되어 있는 것으로 나타났다. 또한, 강릉과 원주 지역의 태양광 발전시설 설치지역에 대한 지형자료를 수집하여 면적, 사면경사, 해발고도 등의 데이터베이스를 구축하였다. 이후 구축된 데이터베이스를 활용하여 강릉과 원주 지역의 산지 태양광 발전 시설이 설치된 지역의 사면 특성을 분석하였다. 분석결과, 원주 지역의 사면은 강릉 지역 보다 더 높은 사면경사를 갖는 것으로 나타났다. 또한, 강릉과 원주 지역의 태양광 시설 내에서 15°와 34° 이상의 최대경사를 갖는 지역이 상당수 존재하는 것으로 나타났다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2024년도 제69차 동계학술대회논문집 32권1호
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• pp.31-34
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• 2024

태양광 에너지는 탄소 중립 이행을 위한 주요 방안으로 많은 주목을 받고 있다. 태양광 발전량은 여러 환경적 요인에 따라 크게 달라질 수 있으므로, 정확한 발전량 예측은 전력 네트워크의 안정성과 효율적인 에너지 관리에 근본적으로 중요하다. 대표적인 인공지능 기술인 신경망(Neural Network)은 불안정한 환경 변수와 복잡한 상호작용을 효과적으로 학습할 수 있어 태양광 발전량 예측에서 우수한 성능을 도출하였다. 하지만, 신경망은 모델의 구조나 초매개변수(Hyperparameter)를 최적화하는 것은 복잡하고 시간이 많이 드는 작업이므로, 에너지 분야에서 실제 산업 적용에 한계가 존재한다. 본 논문은 2단계 신경망 최적화를 통한 태양광 발전량 예측 기법을 제안한다. 먼저, 태양광 발전량 데이터 셋을 훈련 집합과 평가 집합으로 분할한다. 훈련 집합에서, 각기 다른 은닉층의 개수로 구성된 여러 신경망 모델을 구성하고, 모델별로 Optuna를 적용하여 최적의 초매개변숫값을 선정한다. 다음으로, 은닉층별 최적화된 신경망 모델을 이용해 훈련과 평가 집합에서는 각각 5겹 교차검증을 적용한 발전량 추정값과 예측값을 출력한다. 마지막으로, 스태킹 앙상블 방식을 채택해 기본 초매개변숫값으로 설정해도 우수한 성능을 도출하는 랜덤 포레스트를 이용하여 추정값을 학습하고, 평가 집합의 예측값을 입력으로 받아 최종 태양광 발전량을 예측한다. 인천 지역으로 실험한 결과, 제안한 방식은 모델링이 간편할 뿐만 아니라 여러 신경망 모델보다 우수한 예측 성능을 도출하였으며, 이를 바탕으로 국내 에너지 산업에 이바지할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제22권9호
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• pp.85-94
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• 2022

현대 시대는 환경 및 에너지 문제로 인해 자동차를 친환경 에너지로 대체하는 움직임이 생겨났다. 내연기관 자동차는 석유 에너지를 사용하여 미세먼지, 오존과 같은 환경 문제로 지구 오염에 영향을 주는 요인 중 하나이다. 또한 자동차의 에너지원으로 사용되는 자원이 고갈되고 있다. 이 한정된 에너지를 대체함으로 문제 해결방법을 찾는다. 문제를 해결하기 위해 대체 에너지로써 친환경 에너지를 사용하는 방법 및 전기 에너지를 사용하는 방법 등을 해결책으로 내놓고 있다. 본 논문은 친환경 에너지 중 태양광 에너지를 이용한 자율주행 자동차의 자가 충전 및 운행을 제안하여 환경오염 및 자동차의 대체 에너지로의 사용 가능성을 연구하였다. 발표된 문헌 자료들과 국토교통부 및 자동차 회사들의 연구자료들을 고찰하였으며, 전기자동차 및 태양광 에너지를 이용한 프로토타입 자동차 사례 또는 근 미래의 기술들의 이론을 바탕으로 연구하였다. 현재 많은 자동차 회사들은 전기 자동차를 대체 에너지로 사용하고 있다. 또한 태양광 에너지로 전기를 보완하는 방식으로 사용하고 있으며, 태양광 에너지를 대체 에너지로 사용하고자 하는 노력을 하고 있다. 연구 결과 태양광 에너지만을 사용하여 자율주행 자동차를 운전이 아닌 운행할 수 있는 실현성이 있다고 보인다. 더 나아가 자동차를 능동적으로 사용하며 태양광 에너지의 사용 및 공급 가능할 것이며 자동차 산업의 미래에 기여할 수 있는 가능성을 제시하고자 한다.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권1호
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• pp.86-93
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• 2019

식물의 생육과 형태는 광 환경에 영향을 받는다. 식물공장에서 재배되는 작물의 형태형성과 생육은 태양광과 다른 양상을 보이며 이는 태양광에 존재하는 원적색광 영역에 의한 영향으로 유추된다. 본 연구의 목적은 태양광 파장 유사 조합광(AS), 고압나트륨등(HPS) 및 원적색광을 추가한 고압나트륨등(HPS+FR)에서 재배된 오이의 형태형성과 생육을 비교하는 것이다. AS는 황 플라즈마 광원과 백열등, 녹색 광 차단 필름을 이용하여 제작하였다. 인공광원은 HPS를 이용하였고, 여기에 원적색광 LED를 추가하여 각 광원의 특성 및 식물의 형태형성, 생육 및 광합성 속도를 비교하였다. R/FR 값과 PSS는 AS와 HPS+FR이 유사하였다. 식물의 형태와 생육은 HPS와 HPS+FR 간에는 유의한 차이가 있었지만 AS와 HPS+FR간에는 유의한 차이가 없었다. SPAD는 HPS에서 높았으며 광합성속도는 AS와 HPS에서 높았다. HPS+FR의 광합성 속도는 HPS에 비해 낮았지만 원적색광에 의한 엽면적과 엽병 길이 증가로 인해 수광 면적이 증가하였고, 결과적으로 AS와 유사한 생육이 나타난 것으로 판단되었다. 인공광원에 원적색광을 추가하였을 때 태양광 하에서와 유사한 광형태형성 및 생육이 나타나는 것을 확인하였다. 이러한 결과로부터 식물공장에서 기존의 인공광원에 원적색광을 추가하면 동일한 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.296-297
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• 2017

태양광 발전에 있어서 실제 태양광 셀 특성은 날씨와 같은 환경 요인에 의존적이기 때문에 다양한 동작 조건에 대한 태양광 셀의 특성을 전력변환장치를 통해 테스트하기 위해 많은 시간과 비용이 소요된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 Power Hardware-In-the-Loop Simulation (PHILS) 기술을 이용해 태양광 발전용 전력변환장치 시제품의 테스트 시간 및 비용을 단축할 수 있다. PHILS는 실시간 모의시험장치와 외부 입력이 가능한 전력변환장치로 구성되며, 해당 장치에서 모델의 동특성을 실시간으로 연산하기 때문에 모델이 복잡할수록 고성능 모의시험장치가 요구된다. 태양광 셀 모델의 출력 전압은 수치해석 기법을 통해 계산되고, 수치해석 기법의 종류와 초기 값에 따라 연산 시간 등의 성능이 변화하므로 적절한 기법을 선정하여 모델의 연산시간을 감소시킬 수 있다. 본 논문에서는 수치 해법 분석을 통한 태양광 발전의 PHILS를 위한 태양광 셀 모델의 연산 성능향상 기법을 제시하고, 실제 태양광 발전용 PHILS를 구현하여 실험적으로 제안하는 기법의 성능을 검증한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1398-1399
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• 2011

최근의 R&D동향은 각 분야에서 발전해온 기술들을 집약하여 다른 분야로 그 영역을 확대 적용함으로써 융 복합기술의 신규 영역창출을 도모하고, 고유영역의 한계를 극복하는 신 패러다임의 기술시대로 진입하고 있다. 신재생에너지원을 수자원 설비에 적용하는 수상태양광발전 융합기술은 저수지 공유수면 개발 이용을 통한 국토의 효율적 활용, 수자원을 이용한 친환경에너지생산 및 녹조류 제거, 어류번식 등을 할 수 있는 고부가가치 하이테크 기술로 기존의 제한된 수자원설비의 이용기술 영역을 탈피하여, 신재생에너지, IT, BT기술이 융합된 GT기술로 미래형 친환경 저수지 실증기술로 개발이 가능한 분야이다. 이 기술이 상용화 될 경우 K-water가 보유한 다목적댐 저수지 유역면적의 1(%)만 개발해도 352(MW)정도의 친환경에너지를 생산 할 수 있을 것으로 추정하고 있다. 국토가 협소한 우리나라의 경우 그동안 태양광개발로 인해 임야 및 농지 등의 환경훼손이 심각한 수준에 이르고 있어 신재생에너지개발이 다른 양상의 환경파괴를 일으키고 있다. 수상 태양광발전기술은 자연과 어우러진 친환경융합기술로 태양광부문의 태양광모듈기술의 비약적 발전과 가격 경쟁력확보, 주변기술 등이 획기적으로 개발 될 경우 친환경수자원 분야의 미래성장 동력으로 자리매김 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국음향학회지
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• 제19권2호
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• pp.8-12
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• 2000

본 논문은 주위 환경인 수압 및 수온변화에 따른 맨드릴형 광-음향센서의 감도특성을 분석한 것에 관한 것이다. 음향감지부의 구조로는 실린더형, 중공 층상복합체형 및 air cavity가 삽입된 중공 층상복합체를 선정하고, 주위 수압과 수온변화에 따른 광-음향센서의 감도특성을 분석하였다. 맨드릴형 광-음향센서는 주위 정수압의 변화에 대해 0.15dB 미만의 음향감도 변화를 나타내고, 수압변화에 대해 안정적인 특성을 보유하고 있다. 주위 수온변화에 대한 음향감도의 상대적인 안정성은 air cavity가 삽입된 중공 나일론 층상복합체를 이용한 맨드릴형 광-음향센서가 가장 우수한 것으로 나타났다.