• 한국융합학회논문지
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• 제7권6호
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• pp.13-21
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• 2016

본 논문은 현재 진행 중인 대한민국 남부지역에 위치한 대학 내 스마트에너지캠퍼스 마이크로그리드에서 대학 내 빌딩에 설치될 수소전기분해 이용 연료전지 시스템 운용을 위한 선행 연구로써 고분자전해질막 전기분해(PEMWE)과 고분자전해질막 연료전지(PEMFC) 장치에서 동시에 온도변화 효과를 연구하고자 한다. 전반적으로 실험실에서 50W 고분자전해질막 연료전지(PEMFC)을 사용하여 수행하였다. 모니터링 프로세스는 무선 로라 노드와 게이트웨이 네트워크를 구성하여 실행하였다. 그리고 PEMWE와 PEMFC에 대한 수학적 모델링과 운전 알고리즘을 제안하였으며 제안한 모델에서 PEMWE는 낮은 발열 기준에서 효율이 더 높음을, 반면에 PEMFC는 높은 발열기준에서 효율이 더 높음을 을 알 수 있었다. 향후 대학 구내 빌딩에 설치될 실증시스템 성능을 높이기 위해 PEMWE와 PEMFC의 온도와 압력을 모니터링, 통신 및 제어 등 연구개발을 통하여 구현할 예정이다.

• 환경영향평가
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• 제28권6호
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• pp.556-567
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• 2019

세계적으로 그린빌딩, 스마트빌딩 등과 같은 마이크로 워터 그리드 단위의 초고층 빌딩이 증가되는 추세로 수자원과 에너지의 수요증대 등과 같은 문제를 해소하기 위해 그린빌딩 인증 제도가 시행되고 있다. 그러나 마이크로 워터 그리드 단위의 그린빌딩 인증제도 내에서 전력과 에너지 분야는 활발한 연구개발사업이 진행되고 있는 반면 수자원의 연계·연속 활용을 통해서 물의 재이용, 물 절약 등과 같은 지속가능한 수자원의 활용에 대한 연구는 다소 미흡한 상태에 있다. 따라서 본 논문에서는 그린빌딩 인증제도에서 다중수원의 연계연속 활용을 위해 수자원 부문에 대한 특성과 한계점을 분석하고, 마이크로 워터 그리드 단위의 그린빌딩이나 스마트빌딩 및 복합단지 내외에서 상수, 자연 및 대체수자원 등과 같은 각종 수자원이 연계연속 활용할 수 있는 평가방법과 성능평가기준을 제시하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권8호
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• pp.55-63
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• 2017

기존의 전기 에너지 및 관리에 필요한 정보를 취득하기 위해 적용하였던 계측방식은 공간적인 문제와 시스템의 크기로 인해 신규 건축물 또는 교체가 가능한 지역에만 한정되었었다. 이러한 전기 부하관리 방법은 취약지구나 기존 기 구축되어 있는 가정 또는 사무실의 에너지 및 안전관리에 적용하기에 문제가 있다. 즉, 모든 분기마다 계측 모듈을 설치하는 문제로 인해, 그 시스템의 크기가 너무 크고, 계측모듈을 설치하더라도 부하의 종류를 인식하지 못해 효율적 관리가 이루어지지 않으며 많은 비용이 발생하고 있어서 보급에 어려움을 겪고 있다. 특히, 한국의 전통 재래시장 및 낙후된 시설 등에는 적용하기 매우 어려운 실정이다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 개선하기 위해 NIALM 기술과 아크 감지기술을 적용하여, 정상적인 아크발생에 대한 NIALM의 적용가능성을 검증하고자 한다. 또한, 검증 결과를 기반으로 재래시장 및 기존 가정내 안전관리장치에 적용할 수 있는 효율적인 전기안전관리가 가능한 새로운 개념의 스마트 홈 안전관리 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 기존에 적용된 안전관리시스템과의 비교 성능 시험을 진행하였고, 기존 시스템 대비 40%의 공간내에서 기존 시스템에서는 불가능하였던 4가지 부하에 대한 부하인식을 95%이상 달성하였고, 또한 기존 시스템과 같은 아크 감지기능을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제32권3호
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• pp.194-202
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• 2022

2000년대 이후 자원개발 분야에서는 안전성, 친환경 및 저비용 등의 이유로 ICT 기술을 적용한 사례들이 증가되고 있다. 국내에서도 제 2차 광업기본계획에서 광업 전주기와 ICT 융합에 대한 중요성을 명시하고, 제 3차 광업기본계획에서는 국내에 ICT 광산장비 보급 지원 및 스마트마이닝 시범 도입 등 ICT와 스마트 마이닝에 대해 강조하고 있다. 본 연구는 (주)고려시멘트 장성 광업소에서의 ICT 장비의 활용과 안전시스템 운용에 대해 설명하였다. 장성 광업소에서는 측량과 3D 스캐닝이 가능한 멀티스테이션과 핸드형 3D 스캐닝 등 두 종류의 3D 장비를 혼용하여 갱도의 3D 측량을 실시하고 있다. 3D 측량을 통해서 각 편별 위험 개소 및 특이사항을 파악하고, 편과 편 사이의 크라운 필라에 대한 안정성을 분석하였다. 또한, 실시간 위치추적 및 통신시스템을 구축하여 갱내 사고에 대한 구조방안 및 대피계획을 수립하고 있다.

• 스마트미디어저널
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• 제11권7호
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• pp.76-84
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• 2022

동일한 재료를 사용하고, 식품명이나 음식명이 같음에도 불구하고 동일한 중량에서 식품의 영양성분이 편차를 나타내는 경우가 많이 있다. 그 원인은 조리 방법과 조리 공정에 따른 음식의 수분함량과 깊은 관계가 있다. 개인의 건강 맞춤형 식단을 설계하고, 정확한 열량과 양분을 공급하기 위해서는 조리 공정이나 조리 방법에 영향을 받지 않는 음식 데이터의 표시 방법이 필요하다. 이 연구에서는 동일한 식자재나 식품이 함수율의 차이로 인해 다른 식자재나 식품으로 분류됨으로 데이터베이스의 복잡성과 활용측면의 어려움이 증가하는 문제를 개선하기 위해 건물중(乾物重) 기반의 식품 데이터 표시를 제안하고자 하며, 이를 위해 식품재료로서 쌀의 특징과 쌀을 재료로 한 다양한 쌀 가공 식품의 물성에 대하여 수분의 변화에 따른 주요 영양성분의 변화를 고찰하고, 이를 통해 식품 데이터를 정규화 하기 위한 예시로서 쌀의 건물중 기반 영양 표시를 제안하고자 하였다. 동일한 재료로 가공된 32종의 쌀 가공 식품 데이터는 수분 분포에 있어 1.1~95%, 에너지량은 20~415kcal, 단백질은 0.3~9.1g, 지질은 0.1~3.9g, 탄수화물은 4.4~91.0g의 범위로 매우 넓은 영역에 분포하고 있다. 그러나 수분영향을 제거하고 고형물로 환산한 쌀가공 식품의 100g 당 영양성분은 에너지량의 최대값과 최소값의 범위는 376.9~421.1kcal, 단백질의 최대값과 최소값의 범위는 4.3~12.6g, 지질의 최대값과 최소값의 범위는 0.1~4.1g, 탄수화물의 최대값과 최소값의 범위는 80.5~95.1g 로 나타났다. 수분 중량을 포함한 음식의 영양성분 데이터에 비해 최대값과 최소값, 데이터의 표준편차가 90%이상 감소하고, 정규화되는 경향을 나타내었다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권6호
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• pp.356-370
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• 2017

본 논문에서는 국내 환경에서 설정된 가정 하에 지능형 전력망 기술이 지능형 송배전, 소비자, 전력서비스, 신재생 에너지 및 운송 등의 5가지 분야에 적용될 경우 2030년까지의 연도별 국내 에너지 절감 및 $CO_2$ 감축 효과와 그 상대적 기여도를 예측, 분석하였다. 2030년 지능형 전력망 운용에 따른 총 에너지 절감량은 103,121 GWh로 계산되며 이는 당해 소비전력량 전망치의 약 13.1%로 2025년 이후 이 비율은 약 10% 이상으로 유지될 것으로 예측되었다. 이를 토대로 계산된 2030년 $CO_2$ 배출 감축량은 5,538만 $tCO_2$로 계산되었고 이는 당해 온실가스 감축 목표량인 3억 1,500만 $tCO_2$에 17.6%에 해당하는 값이다. 이러한 $CO_2$ 배출 감축량은 에너지 절감량과는 다르게 해가 거듭될수록 전체 배출 감축량에 대한 그 비율이 감소하는데 이는 향후 온실가스 배출량의 대부분을 차지하는 석탄화력 발전량의 지속적인 증가와 국가의 목표 배출 감축 속도가 매우 빠르게 설정되었기 때문으로 판단된다. 2030년 5가지 각 분야에서의 에너지 절감 및 $CO_2$ 배출 감축 기여 비율은 지능형 소비자 44.37%, 신재생 에너지 29.16%, 전력서비스 20.12%, 송배전 5.11%, 운송 1.24%로 계산되고 시간에 따른 상대적 에너지 절감 속도는 지능형 소비자 분야가 가장 빠르며 신재생 에너지 및 전력서비스로 순서를 이룬다. 송배전 분야에서의 절감 속도는 송배전 손실률 향상의 한계 때문에 낮고, 전기자동차 예상 보급 대수의 증가율이 낮아 운송 부분의 절감 속도가 가장 느리므로 이에 대한 대책이 필요할 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제31권3호
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• pp.291-298
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• 2020

본 연구에서는 RF/DC 마그네트론 증착법을 이용하여 실온에서 유리 기판 상에 ZITO/Ag/ZITO 다층막 투명전극을 제조하였다. ZITO/Ag/ZITO (100/8/42 nm)로 이루어진 다층막 구조에 대해, 면저항이 9.4 Ω/㎡이고 550 nm에서 투과도가 83.2%인 투명 전도성 필름이 얻어졌다. ZITO/Ag/ZITO 다층막 필름의 면저항 및 투과도 특성은 적외선(열선)을 효과적으로 차단할 수 있기 때문에 고분자분산액정(polymer-dispersed liquid crystal, PDLC) 기반 스마트 윈도우 적용에 매우 유용함을 알 수 있었으며 이로 인해 에너지 절약형 스마트 유리로서의 응용도 가능할 것으로 판단된다. 제조된 ZITO/Ag/ZITO 다층막 투명전극을 적용한 2관능성 우레탄 아크릴레이트 기반 PDLC 시스템에 있어서 PDLC 층 두께 및 자외선(ultraviolet, UV) 세기 변화가 전기광학적 특성, 광중합 동력학 및 표면 형태학에 미치는 영향을 조사하였다. 15 ㎛의 PDLC 층 두께를 가지며 2.0 mW/c㎡의 UV 세기로 광경화된 PDLC 셀이 우수한 off-state 불투명도, 높은 on-state 투과도 및 양호한 구동 전압을 나타냈다. 또한, 본 연구에서 제조된 최적 조건의 PDLC 기반 스마트 윈도우는 광을 효율적으로 산란시킬 수 있는 2~5 ㎛ 크기의 양호한 마이크로 구조를 갖는 액정 droplet들이 형성되었으며, 이로 인해 우수한 최종 물성을 갖는 PDLC 셀이 제조되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.602-608
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• 2020

인터넷의 기술의 발전과 다양한 스마트 기기의 보급은 많은 사람들에게 편리성을 제공해 주며, 이는 IoT라는 이름의 기술로 보편화 되고 있다. 그러나 이러한 상황을 악용하는 해커들의 공격으로 인해 개인 정보 유출이나 사생활 침해를 받는 등의 다양한 문제를 야기 시키고 있다. IoT 환경에서는 다양한 스마트 디바이스들이 네트워크에 연결되고 있으며, 이로 인해 기존 PC 환경에서 악용되던 네트워크 공격이 IoT 환경에서 빈번하게 발생하고 있다. 실제로 IoT 디바이스인 IP 카메라에 불법적인 접근을 통해 DDoS 공격을 시도하거나, 개인정보 유출, 동의 없는 모니터링 등의 보안 사고가 발생하고 있다. 기존 인터넷 환경에서의 공격이 PC 위주였다면, 이제는 IP카메라나 태블릿 등의 스마트 기기들이 네트워크 공격에 활용될 수 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 IoT환경에서 발생할 수 있는 문제를 방지하기 위해 디바이스들에 대한 보안 솔루션 적용을 해야 하지만 PC와 다르게 메모리나 파워 등이 제한되어 있어 기존에 사용하던 보안 솔루션 설치 및 실행에 어려움을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 IoT 환경에서 IP 카메라의 특징 및 보안 위협들에 대해 살펴보고 이를 방지할 수 있는 보안 프로토콜을 제안한다. 제안하는 프로토콜은 성능평가를 통해 RSA 보다 서버기준 11%, Kerberos 보다 클라이언트 기준 8배 이상 에너지 효율성을 보였으며, 디바이스의 개수가 늘어남에 따라 효율이 높아짐을 확인하였다. 또한, 네트워크에서 발생할 수 있는 다양한 보안 위협에 대응 가능함을 확인할 수 있어 IoT 환경에 적용한다면 효율적인 운영이 가능할 것으로 기대 된다.

• 스마트미디어저널
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• 제9권2호
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• pp.16-21
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• 2020

최근 스마트 폰의 보급과 컨텐츠 이용에 있어서 주요 트래픽이 IoT 데이터 및 실시간 미디어 데이터로 옮겨감에 따라 모바일 트래픽은 기하급수적으로 증가 중이다. 기존 LTE 시스템에서의 한계를 극복하기 위한 5세대 이동통신기술(5G)은 4G LTE 시스템 대비 1000배의 데이터 트래픽 수용률, 연결 디바이스의 수용, 저지연, 고 에너지 효율, 비용을 충족하는 기술이나 높은 주파수 영역의 사용에 따른 경로손실이 매우 높아 기존 4G LTE 시스템에 비하여 서비스 제공이 어려울 수 있다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 스몰셀이나 단말간통신(D2D)등 여러 가지 기술들이 연구중에 있다. 본 논문에서는 5세대 이동통신시스템의 시스템 성능향상을 위한 기술로 스몰셀 기술을 소개한다. 이후 스몰셀 기술 적용 분석과 매크로 통신과 스몰셀 통신에 대한 결정, 전력제어에 대한 제안하는 알고리즘 적용의 결과의 비교로 성능을 분석한다. 분석결과를 통하여 5세대 이동통신 시스템에서 스몰셀 기술을 이용하면 음영지역 개선 및 밀리미터파의 경로손실 문제를 크게 감소하는 효과를 얻을 수 있음을 보인다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.969-972
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• 2015

이동통신에서는 급격하게 증가하는 무선데이터의 수요를 충족시키기 위해서 주파수 효율이 보다 좋은 통신시스템을 개발하기 위해서 많은 연구가 진행되고 있다. 주파수이용 효율이 획기적으로 개선된 통신시스템이 개발되지 않는 이상 이동통신 사업자는 무선데이터 수요를 충족시키기 위해서 많은 수의 이동통신 기지국을 운용해야 하며, 때문에 이동통신 사업자는 이동통신 장치의 운영 및 유지비용을 절감하는 시스템이 반드시 필요하다. 무선데이터의 수요는 시간, 장소 등에 따라서 유동적으로 변화한다. 만약 무선데이터의 수요에 따라서 현재 운용중인 이동통신 시스템들을 상황에 맞게 선택적으로 운용한다면 많은 전력을 절감할 수 있다. 본 논문에는 무선트래픽의 수요가 급격히 감소하는 심야에 무선통신장치의 전원을 제어하거나 전력 피크 시간에 전력수요관리를 통해서 이동통신장치의 소모전력을 줄임으로써 운용유지보수 비용을 절감하는 스마트그리드 기반의 이동통신장치의 전력관리 시스템의 설계와 구현에 대해서 기술한다. 본 논문에서 제안하는 시스템의 타당성을 검증하기 위해서 현장시험을 수행하였으며, 현장시험에서는 이동통신 트래픽이 줄어드는 심야 시간대에서 무선통신장치의 소모전력을 관리함으로써 무선통신장치의 소모전력을 26% 줄일 수 있음을 입증하였다.