• 한국안전학회지
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• 제36권5호
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• pp.1-9
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• 2021

With the convergence of the information and communication technologies, a new age of technological civilization has arrived. This is the age of intelligent revolution, known as the 4th industrial revolution. The 4th industrial revolution is based on technological innovations, such as robots, big data analysis, artificial intelligence, and unmanned transportation facilities. This revolution would interconnect all the people, things, and economy, and hence will lead to the expansion of the industry. A high-density, high-capacity energy technology is required to maintain this interconnection. As a next-generation energy source, lithium-ion batteries are in the spotlight today. However, lithium-ion batteries can cause thermal runaway and fire because of electrical, thermal, and mechanical abuse. In this study, thermal runaway was induced in 72.5 Ah NCM pouch-type lithium-ion batteries because of thermal abuse. The surface of the pouch-type lithium-ion batteries was heated by the hot plate heating method, and the effect of the rate of increase in the surface temperature on the thermal runaway trigger time was analyzed using Minitab 19, a statistical analysis program. The correlation analysis results confirmed that there existed a strong negative relationship between each variable, while the regression analysis demonstrated that the thermal runaway trigger time of lithium-ion batteries can be predicted from the rate of increase in their surface temperature.

• 자원리싸이클링
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• 제30권2호
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• pp.53-60
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• 2021

폐리튬이온배터리에 함유된 코발트, 니켈 및 구리를 회수하기 위한 공정 개발의 일환으로 단일금속과 금속혼합물의 침출을 조사했다. 이를 위해 산화제를 첨가하지 않은 무기산과 유기산을 침출제로 사용했다. 본 논문의 실험조건에서 산화제가 없는 무기산과 유기산에서 구리는 전혀 침출되지 않았다. 염산과 황산용액에서 산의 농도, 반응온도, 반응시간 및 광액농도를 변화시켜 단일 금속를 모두 용해시킬 수 있는 조건을 구했다. 또한 염산과 황산용액에서 금속혼합물로부터 니켈과 코발트를 99% 이상 침출시킬 수 있는 조건을 조사했다. 메탄술폰산으로 코발트와 니켈 금속혼합물을 침출시 낮은 반응온도에서 코발트가 선택적으로 침출됐다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.868-871
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• 2016

최근 IoT를 활용한 웨어러블 기기 및 무인 이동체에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 무인 이동체는 IT 기술들의 집약체라고 할 수 있다. 로봇, 자율 주행, 장애물 회피, 데이터 통신, 전력, 영상 처리 등의 기술들이 합쳐진 것을 무인 이동체 또는 무인 로봇이라고 부른다. 무인 이동체의 최종 목표는 수동이 아닌 자율 주행을 하여 목적지까지 안전하고 신속하게 도달하는 것을 목표로 한다. 본 논문에서는 무인 이동체의 기술들 중 하나인 영상 처리 분야를 다루고자 한다. 현재 배터리의 기술로는 무인 이동체가 최대 1시간까지 주행할 수밖에 없다는 것을 감안하여, 전력 소비를 최소한으로 줄이기 위해 소형 컴퓨터인 라즈베리 파이3를 사용하여 영상 인식 시스템을 설계하고자 한다. 제안하고자 하는 시스템은 카메라로부터 받는 영상의 모든 것을 인식하는 시스템을 목표로 한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권8호
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• pp.923-929
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• 2019

자율운항선박의 기반은 추진시스템의 안정성이 중요하며, 추진체계의 안정성을 위하여 다중 발전 체계 및 추진체계를 갖추어야한다. 기존 선박에서는 안정성을 위하여 높은 발전 용량을 산정하며, 그 결과 저부하 운전으로 인한 경제성 하락을 야기한다. 이를 해결하기 위해서는 전력체계의 최적화를 통하여 발전 체계의 경량화와 효율의 증가가 필요하다. 본 논문에서는 전기추진선박용 OPMS(Optimization Power Management System)를 구축한다. OPMS는 하이브리드형 발전시스템, 에너지저장시스템, 부하제어시스템으로 구성된다. 발전시스템은 이중연료엔진, 에너지저장시스템은 배터리, 부하제어시스템은 추진 부하, 상용 부하, 불규칙 부하, 화물 기기 관련 부하, 갑판 부하로 구성된다. 각 시스템별 기기들의 특성에 대하여 모델링하여 전력체계를 구축하였다. 실험을 위하여 선박 운용에 따른 시나리오를 작성하고 안정성 및 경제성을 기존의 전기추진선박과 비교하였다. 실험의 결과 발전기의 비교적 적은 시간 투입으로 같은 전력량을 공급함으로써 선박의 LNG 1.3%, Main Fuel 0.3%, Pilot Fuel 35.1%의 연료소모량 감소를 통하여 경제성 및 안정성을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권11호
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• pp.1596-1602
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• 2021

사물인터넷 시스템에서 배터리로 동작하는 사물인터넷 장치는 저전력 소모가 필수이다. 일반적으로 사물인터넷 장치들은 주기적으로 수면 상태에 진입하여 전력 소모를 줄인다. 하지만 비동기 사용자 요구 환경에서는 응답시간을 줄이기 위해 듀티 사이클을 줄여야 하므로 전력 소모 절감 효과가 줄어든다. 본 논문에서는 실내 전등 제어와 같은 비동기 제어가 필요한 환경에서도 장치의 전력 소모 절감 효과를 높일 수 있는 새로운 기법을 제안한다. 제안하는 반복 깨우기(repetitive wake-up) 기법은 스마트폰에서 깨우기 신호를 반복적으로 전송하고 사물인터넷 장치는 듀티 사이클을 최소화함으로써 전력 소모를 줄일 수 있다. 스마트폰 앱과 사물인터넷 장치를 구현하고 실험을 통해 제안하는 반복 깨우기 기법이 기존의 동기적 수면/활동 기법보다 최대 5배 이상 전력 소모를 줄일 수 있음을 보였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.59-68
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• 2022

우리는 자동차 소유자에게 자동차 소모품의 교체 주기를 알려주는 자동차 유지관리 지원 장치를 제안한다. 소모품 교체 주기를 놓친다면 차량의 상태가 악화되기 때문에 권장 기간 내에 소모품을 교체하는 것이 중요하다. 자동차 유지관리 지원 시스템은 설치된 차량의 주행 거리를 기준으로 차량 소유자가 정하는 교체 시간을 알려준다. 이 시스템은 On Board Diagnostics-II 포트에 노출된 Electronic Control Unit과 계기판 사이의 통신을 위해 Controller Area Network 인터페이스에서 획득한 속도 정보를 통합하여 차량 주행 거리를 계산한다. 이를 통해 시스템에 추가 배선이 필요하지 않다. 시스템의 주행 거리를 차량의 계기판과 비교하여 시스템의 오차가 0.28%에 불과하다는 것을 확인하였다. 자동차의 일반적인 조건으로는 무시할 수 있는 15mW를 소비하는 저전력 모드로 자동으로 진입해 점화 스위치가 꺼졌을 때 차량 배터리가 방전되는 것을 방지한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.78-78
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• 2023

기후변화 위기는 유사 이래 인류가 직면한 가장 큰 도전으로 범정부적 글로벌 문제로서 이를 해결하기 위한 다양한 정책들이 범국가 차원 혹은 세계적 기업들에 의해 발표 혹은 시행되고 있다. 이러한 기후변화위기와 탄소배출 저감을 위한 대표적인 대응 방안 중 하나가 바로 재생에너지의 확대·보급 노력이다. 그러나 재생에너지는 날씨와 계절 등 자연환경의 영향을 받는 에너지원으로써 간헐성, 변동성을 가지므로, 시간대별 발전량 예측과 전력공급 안정성에 어려움이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 재생에너지 발전은 석탄화력 발전과 달리 전력의 수요와 공급의 균형을 위한 에너지저장장치(Energy Storage System, 이하 ESS)가 있어야 한다. ESS는 전력공급 안정성 향상과 전력 수급의 유연성을 제공하는 장점이 있지만, 초기 설치비용이 높은 단점이 있다. 특히, 배터리 기반 ESS의 경우 높은 구축 비용과 한정적인 충. 방전수명으로 인하여 대용량 ESS로써의 역할 수행에는 분명한 한계가 있다. 하지만 재생에너지와 연계한 ESS로 양수발전댐을 활용할 경우 장주기, 장수명, 대용량 에너지 저장에 매우 합리적인 수단으로 판단되었다. 다만, 양수발전 댐 구축에는 토목공사로 인한 환경 훼손이라는 문제점도 존재한다. 본 고에서는 지역 분산형 소규모 양수발전(Pumped Storage Hydropower, 이하 PSH)댐 구축 및 운영기술 개발을 통해 지역 전력공급과 전력 수급을 조절하면서 변동성 재생에너지를 안정적으로 사용할 수 있는 방안을 소개하고자 한다. 특히, 해당 기술은 지역별 특성에 맞춰 유연하게 설치할 수 있으며, 대규모 토목공사로 의한 환경적 부작용을 최소화할 수 있다. 또한 소규모 PSH는 지역의 저수지 및 수자원을 이용하여 에너지를 저장함으로써 변동성 큰 재생에너지의 유연화 대응과 동시에 안정적인 에너지 공급이 가능하다. 본 고에서는 재생에너지의 확대·보급에 따른 문제점과 대표적 ESS 기술들을 분석·소개한다. 지역분산형 소규모 PSH 기술개발 연구기획 내용 소개를 통하여 전력 생산 및 공급의 탈중앙화를 달성하고, 지역별 변동성 재생에너지의 안정적 활용과 지역 전력공급 특성 및 전력 수급에 대응할 수 있는 방안을 제안하고자 한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.45-57
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• 2009

3차원 그래픽스에서 영상의 현실감을 높이기 위해 자주 사용되는 텍스쳐 맵핑 기법은 많은 연산량과 메모리 접근의 요구로 성능과 전력상의 병목점이 되고 있으며, 이러한 텍스쳐 맵핑 단계에서의 메모리 접근시간을 줄이기 위해 텍스쳐 캐시가 이용되고 있다. 그러나 점차 소형화 되고 있는 휴대용 기기의 특성과 배터리로 동작하기에 갖는 전력상의 제약으로 인해 텍스쳐 캐시가 차지하는 면적과 에너지 소모를 줄이는 노력이 필요하다. 본 논문에서 제안하는 기법은 텍스쳐 캐시의 크기가 줄어듦에 따라 발생하는 미스율의 증가를 보완하기 위해 미리 읽기 기법을 사용한다. 또한 미리 읽기 버퍼에 텍스쳐 캐시에서 교체되는 블록을 임시로 저장해 둠으로써 충돌 미스를 줄이는 기법을 제안한다. 실험 결과, 1K bytes와 2K bytes의 캐시의 사용하면서 16K bytes 또는 8K bytes의 캐시를 사용했을 때와 비슷한 성능을 유지할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한 제안하는 기법의 사용으로 텍스쳐 캐시에서 소모되는 에너지 소모를 $23%{\sim}60%$까지 줄이고 70%정도의 면적을 감소 시킬 수 있음을 보여주었다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2020년도 추계학술발표대회
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• pp.556-559
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• 2020

최근 태풍, 지진, 산불, 산사태, 전쟁 등 다양한 재난 상황으로 인한 인명피해와 자금 손실이 꾸준히 발생하고 있고 현재 이를 예방하고 복구하기 위해 많은 인력과 자금이 소요되고 있는 실정이다. 이러한 여러 재난 상황을 미리 감시하고 재난 발생의 빠른 인지 및 대처를 위해 본 논문에서는 인공지능 기반의 재난 드론 시스템을 설계 및 개발하였다. 본 연구에서는 사람이 감시하기 힘든 지역에 여러 대의 재난 드론을 이용하며 딥러닝 기반의 최단 경로 알고리즘을 적용해 각각의 드론이 최적의 경로로 효율적 탐색을 실시한다. 또한 드론의 근본적 문제인 배터리 용량 부족에 대한 문제점을 해결하기 위해 Ant Colony Optimization (ACO) 기술을 이용하여 각 드론의 최적 경로를 결정하게 된다. 제안한 시스템 구현을 위해 여러 재난 상황 중 산불 상황에 적용하였으며 전송된 데이터를 기반으로 산불지도를 만들고, 빔프로젝터를 탑재한 드론이 출동한 소방관에게 산불지도를 시각적으로 보여주었다. 제안한 시스템에서는 여러 대의 드론이 최적 경로 탐색 및 객체인식을 동시에 수행함으로써 빠른 시간 내에 재난 상황을 인지할 수 있다. 본 연구를 바탕으로 재난 드론 인프라를 구축하고 조난자 탐색(바다, 산, 밀림), 드론을 이용한 자체적인 화재진압, 방범 드론 등에 활용할 수 있다.

• 에너지공학
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• 제25권4호
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• pp.93-102
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• 2016

V2G (Vehicle-to-Grid)는 전기자동차 배터리에 저장된 전기를 전력판매사의 전력망을 통해 되파는 양방향 전력 전송 기술이다. V2G 시스템을 활용하는 전기자동차 운전자는 전기요금이 저렴한 심야에 충전한 뒤 출퇴근시 사용하고 남은 전력을 전력사용량이 많고 전기요금이 높은 주간에 판매하므로, 피크시 전력수급의 안정성이 향상된다. 이에 정부는 V2G 인프라 구축 및 지원 대책을 마련하면서 V2G 시스템에 대한 잠재적 소비자의 선호 정보를 요구하고 있다. 본 논문에서는 잠재적 소비자인 일반 국민 1,000명을 대상으로 한 일대일 개별면접 설문조사를 통해 수집된 자료를 수집하였다. 소비자의 선호를 분석하기 위해 경제학적 기법인 선택실험법을 적용한다. V2G 시스템의 속성으로 잔존 전력량, 전력 판매시간, 의무접속시간, 현행 차량가액에 추가하는 가격으로 평가된 지불의 사액이라는 4개를 고려하였다. 분석모형으로는 우선 다항로짓모형을 적용하였는데 '비관련 대안의 독립성' 가정이 위배되어, 이 가정을 요구하지 않는 중첩로짓모형을 최종적으로 적용하였다. 효용함수의 모든 추정계수는 유의수준 10%에서 통계적으로 유의하였다. 속성별 분석결과, 전력 판매가능시간이 1시간 증가하는 것에 대한 한계지불의사액(MWTP, marginal willingness to pay)은 1,601,057원이었다. 그러나 잔존 전력량이 1% 감소 및 의무접속시간 1시간 증가에 대한 MWTP는 각각 -91,911원 및 -470,619원으로 분석되었다. 본 연구에서 도출한 V2G 시스템에 대한 정량적인 소비자 선호 정보는 향후 V2G 시스템 도입 및 관리정책에 유용하게 활용될 수 있다.