• 기술혁신연구
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• 제21권2호
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• pp.25-56
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• 2013

과학기술이 국가 경쟁력으로 부각되면서 주요 국가들에서는 과학기술을 통한 산업발전 및 경쟁력 강화를 위해 신성장동력산업을 지정하여 효과적인 투자 및 발전전략을 수립하고 있다. 주요 신성장동력으로는 바이오, 신재생에너지 등 신산업 분야가 각광받고 있으며, 점차 치열한 경쟁구도 양상을 보이고 있다. 각 국가별로 대학 및 연구기관에서는 정기적으로 향후 파급효과를 나타낼 미래유망기술 분야를 선정하여 발표하고 있으며, 국내에서도 다양한 연구기관들이 지속적으로 유망기술 분야를 선정하여 발표하고 있다. 본 연구에서는 특허정보를 활용하여 신성장동력으로 각광받고 있는 바이오분야의 미래유망기술 분야 도출 방법을 연구하고자 한다. 특허를 통한 기술개발 동향분석을 위해 IPC 코드에 기반한 기술분류를 이용하여 바이오분야의 국내외 특허를 수집하고 텍스트마이닝 기법을 활용하여 바이오 기술개발 트렌드를 파악하고 유망기술분야를 도출하고자 한다. 텍스트 마이닝 분석을 통해 미국과 우리나라의 특허등고선을 비교분석하여 바이오분야의 전반적 기술개발 분야를 도출한 후, 국내외적으로 관심이 고조되고 있는 기술분야에 대한 심층분석을 통한 세부적인 기술 동향 파악으로 바이오 유망기술분야에 대해 살펴보고자 한다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권3호
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• pp.141-147
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• 2019

최근 전력산업에 가장 커다란 이슈는 신재생에너지의 증가이며 이에 따라 전력계통의 수용성을 확보하기 위한 다양한 기술개발이 추진되고 있다. 또한 세계적으로 보다 융통성 있는 친환경 에너지의 활용을 위하여 국가 및 지역간 전력계통을 연계하는 슈퍼그리드의 구성이 추진되고 있다. 이러한 성격이 서로 다른 계통 간에 연계를 위하여 반드시 요구되는 기술이 초고압 직류송전기술이다. 지금까지 국내에서는 육지와 제주도를 해저케이블로 연결하는 HVDC 송전기술이 적용되었으나 동해안의 발전단지에서 수도권의 부하밀집 지역으로 장거리 대용량 전력전송을 위한 직류가공송전 방식의 기술개발이 추진되고 있다. 인구밀도가 높고 산악이 많은 국내 환경을 고려해 최소한의 경과를 활용하여 8 GW 급의 대용량 전력을 전송하기 위해 도체귀로방식의 ${\pm}500kV$ Double Bipole 송전선로 설계기술을 개발하고 이를 적용하기 위한 사업화를 추진하고 있다. 본 논문에서는 세계 최초로 적용 예정인 도체귀로방식의 Double Bipole 송전선로의 설계를 위한 절연특성에 관한 연구를 수행하고 송전선로에 발생하는 다양한 과전압현상에 견디는 공기절연특성을 실증시험을 통하여 검증하고 이를 서술하였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.9-16
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• 2019

오늘날 세계 에너지 시장에서는 친환경 에너지의 중요성이 대두되고 있다. 수소 에너지는 미래의 청정에너지원이며 무공해 에너지원 중 하나이다. 특히 수소를 이용한 연료전지 방식은 재생에너지의 유연성을 높여주고 장기간 에너지 저장 및 변환이 가능해서 화석 자원의 사용에 따른 환경문제와 자원의 고갈로 인한 에너지 문제를 동시에 해결할 수 있는 방안으로 판단된다. 본 연구의 목적은 플라즈마를 이용하여 효율적으로 수소를 생산하는 방안으로, 온도에 따른 개질반응과 수율을 확인하여 DME(Di Methyl Ether)개질의 최적화 방안을 연구하는데 있다. 연구 방법은 2.45 GHz의 전자파플라즈마 토치를 사용하여 청정 연료인 DME를 개질하여 수소를 생산하고, 저온 조건($T3=1100^{\circ}C$), 저온 과산소 조건($T3=1100^{\circ}C$), 고온 조건($T3=1376^{\circ}C$)에서 가스화 분석을 진행하였다. 저온 가스화 분석을 통해 $1100^{\circ}C$ 근처에서는 불안정한 개질 반응으로 인해 메탄이 발생하는 현상을 확인하였고, 저온 과산소 가스화 분석은 저온 가스화 분석과 비교하였을 때 수소는 적으나 이산화탄소는 많은 것을 확인할 수 있었다. 고온에서의 가스화 분석을 통해 $1200^{\circ}C$ 이상에서는 메탄이 발생하지 않았고 약 $1150^{\circ}C$ 부터 메탄이 발생하는 것을 알 수 있었다. 결론적으로 개질반응시 온도가 높을수록 수소의 비율이 높아지나 CO 비율은 증가하는 것을 볼 수 있었다. 그러나, 가스화기의 구조적인 문제로 인해 열손실과 개질의 문제가 발생함을 확인하였다. 향후 연구의 발전 방향으로는, 가스화기 개선을 통해 불완전한 연소를 줄여 높은 수율의 수소를 얻고 일산화탄소, 메탄과 같은 기체의 발생을 낮출 필요성이 있는 것으로 판단된다. 본 연구에서 제안하는 DME를 수증기 플라즈마 개질하여 수소를 생산하는 최적화 방안이, 향후 친환경, 신재생 에너지를 생산하는데 의미있는 기여를 할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.9-21
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• 2021

최근 신재생 에너지를 활용한 친환경 발전시설의 중요성이 대두되고 있으며 수력발전소는 매우 중요한 전력생산 및 공급원이다. 수력발전소는 일반적으로 대규모로 운용되고 다중 시설이 연계되어 있어 안전성 확보가 매우 중요하다. 본 연구에서는 이러한 수력플랜트 설비의 안전성을 평가하기 위해 시나리오 기반의 수충격에 따른 수압관로의 취약성 평가를 수행하였다. 자체 개발한 수충격 해석모델(TRANSHAM)과 기존 상용모델(SIMSEN)의 모의결과 및 모니터링 자료와의 비교를 통해 해석모델의 신뢰성을 검증하였고, 실제 운영중인 수력플랜트에 적용하여 발전설비 운영 중에 발생 가능한 수충격 시나리오를 구성하였다. 이를 바탕으로 시나리오 기반의 수압관로의 수충격 해석 및 취약성 평가를 수행하였다. 내·외부 로딩조건을 고려한 시나리오별 모의 결과, 발전설비 운영에 따라 수압관로의 취약성이 상이하게 나타났으며 내·외부 로딩조건의 조합에 따라 수압관로의 취약성에 큰 영향을 미치는 것으로 예측되었다. 본 연구에서 제시한 시나리오 기반의 해석기법은 향후 수충격에 따른 발전설비의 취약성을 평가하는데 정량적인 도구로 활용될 것으로 기대된다.

• 멤브레인
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• 제27권5호
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• pp.425-433
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• 2017

화석연료의 무분별한 사용에 따라 이산화탄소 배출 등 환경오염의 문제가 대두되면서, 전 세계적으로 신 재생에너지 및 친환경 에너지에 많은 연구가 이루어지고 있다. 연료전지는 전기에너지를 발생시키며 부산물로써 물만을 생성하는 친환경 에너지 발전 장치이다. 특히, 음이온 교환막을 이용한 알칼리 연료전지(Anion Exchange Membrane Alkaline Fuel Cell, AEMAFC)는 수소이온 교환막을 이용한 연료전지(Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC)에 비해 보다 높은 촉매의 활성으로 인해 저가의 금속 촉매의 사용이 가능하다는 장점이 있다. 이러한 AEMAFC에서 요구되는 AEM의 특성으로는 연료전지가 작동하는 높은 pH 조건에서 높은 이온전도도 뿐만 아니라 화학적 안정성이다. 본 연구에서는 화학적 안정성을 극대화 시키기 위하여 poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide) 고분자에 spacer-type의 전도기를 도입함과 동시에 가교법을 이용하여 높은 이온전도도($80^{\circ}C$, $67.9mScm^{-1}$)와 기계적 성질(영률 : 0.53 GPa) 뿐만 아니라 높은 pH 조건에서 화학적 안정성($80^{\circ}C$, 1000 h, 6.8% loss of IEC)을 갖는 AEMAFC용 고분자 전해질 막으로써의 가능성을 제시하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.380-381
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• 2011

전력거래소는 2014년 나주본사이전 이후 1억kW 대용량 전력계통을 운영하기 위한 차기 계통운영시스템(이하 차기EMS) 구축을 계획하고 있다. EMS(Energy Management System)는 전국의 발, 변전소에서 계통정보를 실시간으로 취득하여 전력계통을 감시하며, 연료비 기반의 최적 경제점을 찾아 발전기를 제어하고, 전력계통을 수식화한 상태추정 결과를 기반으로 상정사고분석, 고장전류계산 등 전력계통운영을 위한 종합시스템이다. 국내 EMS의 역사는 1979년 미국의 L&N 시스템 도입을 시작으로 1988년 일본의 Toshiba EMS, 2001년 Alstom사의 NEMS를 구축하여 현재 운영중에 있다. 하지만, 외산 제품 도입에 따른 기술이전, 유지보수의 어려움을 타개하기 위해 2004년 한국형 EMS(이하 K-EMS) 연구개발계획을 수립하고 전력거래소를 주축으로 한 산학연을 구성하여 2010년 K-EMS 개발을 성공적으로 완료하였다. 차기 EMS는 국내 기술력으로 개발된 정부연구과제 성과물인 K-EMS를 기반으로 구축이 이루어지며, 총 3년간의 개발 및 시험과정을 거쳐 실계통운영을 담당할 예정이다. 차기EMS가 설치되어 운영예정인 급전소는 전력수급 균형유지와 발전소 운영 총괄 지휘 및 765kV, 345kV 송전망 운영역할을 담당할 나주급전소와 154kV 비수도권 송전망 운영을 담당할 천안급전소, 154kV 수도권 송전망 운영을 책임질 서울급전소 이상 3곳이다. 차기EMS는 발전 및 송, 변전 설비의 대형화, 다양한 FACTS 설비, 신재생에너지원으로 대표되는 분산전원의 등장과 같은 급변하는 전력계통 변화에 능동적인 역할을 성공적으로 수행할 것으로 기대하고 있다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.695-702
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• 2020

최근 스마트 팜의 연구가 활발해지면서 시설하우스와 같은 실내 환경 제어는 높은 수준에 이르렀다. 그러나 노지에서 재배가 이루어지는 임업 분야에 ICT기술의 활용은 아직 미비한 실정이다. 본 논문에서는 ICT 기술을 적용한 LPWA 기반의 임산물 생육환경 수집 및 빅데이터 분석 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 oneM2M 아키텍처를 기반으로 구성하였으며 소규모 태양광 발전과 LPWA기술을 이용하여 노지에서 환경 데이터를 수집하여 서버에 전송한다. 전송된 데이터는 서버에서 빅 데이터로 구축되며 이를 활용해 임산물의 생산량과 품질을 예측한다. 제안된 시스템은 신재생 에너지와 스마트 팜의 융합을 통해 저비용, 고품질의 임산물 생산에 기여할 것으로 기대된다. 또한 노지에서 이루어지는 농작물의 생장 환경 모니터링과 oneM2M 아키텍처를 활용하는 타 산업 분야에 응용될 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.12-20
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• 2006

국가차원의 신 재생에너지 활성화 방안에 따라 풍력발전 등의 대규모 분산전원 단지의 도입이 이루어지고 있으나, 이에 대한 기술적인 평가방안이나 해석 방법이 구체적으로 제시되어 있지 않아, 설치자(시도 및 지자체)와 운용자(한전의 배전지사/지점)들은 많은 혼돈과 어려움을 겪고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 태양광, 풍력 등의 분산전원이 배전계통에 도입되는 경우, 계통 연계에 대한 기술적인 적합여부를 종합적으로 평가하는 시스템을 개발하였다. 즉, 분산전원을 제작하거나 시공하는 업체와 일반 운용자나 사용자(분산전원을 잘 모르는 비전문가 포함)들이 손쉽게 접근하여, 분산전원의 연계시의 기술적인 문제점과 적합 여부를 판단하는 기술지원 평가 S/W를 제작하였다. 주요 평가 기능으로서는 분산전원의 계통연계 시에 발생할 수 있는 정상, 비정상(사고), 전력품질에 대한 항목으로서, 누구나 동일한 결과를 얻을 수 있는 표준계통에 근거한 평가 알고리즘에 의하여 연계 적합 여부를 판단하는 것이다.

• 한국조경학회지
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• 제50권5호
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• pp.69-79
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• 2022

본 연구는 최근 신재생에너지원으로 관광, 여행 등의 목적을 가지며 관광자원의 역할을 할 수 있는 풍력발전시설의 경관 인식을 파악하였다. 이에 지역별로 방문객이 경험한 풍력발전시설의 경관과 관련된 소셜미디어 데이터를 분석하였다. 분석 결과, 풍력발전시설의 경관을 인식할 때 연구대상지에서 공통적으로 풍력발전시설의 규모, 조망점과 풍력발전시설 간의 거리, 조망점에서 풍력발전시설을 볼 때 시각적 개방성, 풍력발전시설이 위치하고 있는 지형에 따라 달라지는 것을 알 수 있다. 또한, 풍력발전시설의 선호는 풍력발전시설의 형태와 주변경관을 파악할 수 있는 장소인 평지나 바다에 설치되어 있는 곳을 더 좋은 경관이라고 인식하고 있다. 특이한 점으로 경관에 대한 부정적인 키워드는 강원도 태백 가덕산, 태백 매봉산, 태기산과 경상도 경주 풍력발전시설에서 나타났다. 부정적인 키워드는 풍력발전시설을 가까이 조망했을 때 조망각이 높아 느껴지는 압도적인 크기와 산의 능선이 함께 보이는 경관에서 심리적 위압감을 느끼고 있음을 알 수 있다. 반면, 평지나 바다가 보이는 경관의 풍력발전시설에서는 긍정적인 경관 형용사가 도출되어 방문객은 경관의 스카이라인이 산 능선과 겹쳐서 보이거나 너무 가까이에서 풍력발전시설을 바라볼 때보다 평지나 바다에서 경관의 시각량이 충분히 확보될 때 그 장소를 대표할 만한 상징적인 요소라고 인식하고 있음을 알 수 있다. 본 연구는 풍력발전시설을 경험한 방문객의 의견을 토대로 경관 인식을 분석하였다. 그러나 풍력발전시설은 설치되는 권역별로 경관특성이 다르고, 시점, 관찰자 등 변수가 많아 연구결과를 일반화시키기 어려운 한계가 있다. 최근 풍력발전시설 조성 시 발생하는 경관훼손이 주요 이슈가 되고 있고, 국내에는 풍력발전시설의 경관을 평가할 수 있는 방법이 미흡하다. 이에 풍력발전시설의 경관을 평가할 시 풍력발전시설의 규모, 풍력발전시설이 설치된 지역 고유의 자연적 특성, 풍력발전시설과 조망점과의 거리가 중요한 구성요소로 나타난 것은 주목할 사항이라 판단된다. 또한, 풍력시설은 보전해야 할 자연환경에 설치되는 시설로 추후 경관적 관점에서 풍력발전시설과 주변 환경을 바라보는 경관의 연구가 필요하다.

• 한국습지학회지
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• 제26권1호
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• pp.41-50
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• 2024

식물 미생물 연료전지(P-MFC)는 식물과 근계의 미생물 군집에서 전기를 생성하는 바이오매스 활용 에너지 기술로 지속가능한 환경을 고려하는 자연기반해법의 적정기술이다. 국내 수변공간에 적합한 P-MFC 기술 개발을 위해서는 국제적인 연구 동향에 대한 분석이 선행되어야 할 필요가 있다. 이에 따라 본 연구에서는 Web of Science에서 조회되는 P-MFC 관련 연구논문 총 700편을 대상으로 동시 출현단어 분석 프로그램인 VOSviewer을 사용해 핵심 키워드를 도출하고 연구 동향을 분석하였다. 분석 결과, 첫째, P-MFC 관련 연구는 1998년부터 지속적으로 증가하고 있으며 특히 2010년대 중후반부터 크게 증가 추세에 있다. 국가별 논문 투고 수는 '중국'-'미국'-'인도' 순으로 가장 많았으며 2010년대 이후 P-MFC에 관해 관심이 커지기 시작해 수변공간과 습지 환경이 풍부한 필리핀, 우크라이나, 멕시코 등의 나라에서도 게재 수가 늘어나고 있는 것으로 나타났다. 둘째, 기간별 연구 경향의 경우, 1998년~2015년에는 다양한 환경에서 미생물 연료전지의 성능 검증에 대한 연구가 주를 이루었다. 2016년~2020년에는 미생물 연료전지 사용의 구체적인 조건, P-MFC의 구조 및 발전 방식과 관련된 연구가 주를 이루었다. 2021년~2023년에는 P-MFC 발전 과정의 제약 요소와 효율성 향상을 위한 구체적인 연구가 주로 진행되었다. 본 연구를 통해 파악된 P-MFC 관련 국제적 연구 동향은 향후 국내 수변공간에 적합한 기술 개발 시 유용한 자료로 사용될 수 있을 것이다. 향후 본 연구 외에 세부 분야별 연구 동향 및 수준에 대해서도 추가적인 연구가 필요하며 국내에서 P-MFC 기술의 발전과 활성화를 위해서는 현장 적용성에 대한 연구 확대와 정책, 제도적 개선도 병행되어야 할 것이다.