• 제목/요약/키워드: 에너지대상

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인공신경망을 이용한 상수관망 내 무수율 산정 (Calculation of Non-revenue Water Ratio through the Artificial Neural Network of Water Distribution System)

  • 장동우;최계운;박효선;조형근
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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    • pp.120-120
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    • 2017
  • 인천지역의 상수도공급은 팔당댐을 취수원으로 하여 도수, 송수관을 거쳐 인천지역 내 정수장을 통하여 각 급수지역까지 일원화된 관로시스템으로 공급되고 있다. 관망에서의 적절한 수압관리, 노후관로 교체사업 등은 급수관망 내 관로 사고위험을 줄일 수 있고, 누수량을 저감하여 무수율의 감소로 이어질 수 있다. 상수관망 내 누수에 영향을 주는 물리적, 운영적 요소를 파악하고, 이를 이용하여 누수해결을 위한 방법론을 제시하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 인천시 배수관망 데이터를 활용하여 통계분석 및 인공신경망을 통하여 무수율에 영향을 미치는 인자를 선별하고, 무수율과의 연관성을 분석하고자 하였다. 이를 위해 대상지역에 대한 시설현황 및 운영자료를 취득하고, 무수율 분석에 활용하였다. 인천시의 소블럭을 대상으로 관로노후도, 배수관연장, 평균관경, 급수전당 공급량, 누수발생 횟수, 용도지역, 관망구성 형태 등을 고려하여 무수율과의 관계분석을 위한 통계분석을 수행하였다. 특히 급수에 필요한 최소에너지와 관망에서 공급되는 에너지를 비교하기 위하여 관망해석 프로그램인 EPANET을 이용하여 관망내 절점에서의 수압과 수요량이 적용된 최소공급에너지를 활용하였고, 이를 통하여 블록 내 과잉공급에너지와 무수율의 영향성을 비교하였다. 최종적으로 산출된 주요인자에 대한 주성분분석, 분산분석, 다중회귀분석 등의 통계분석과 인공신경망에 의해 학습된 알고리즘을 통하여 산정된 무수율을 실측 무수율과 비교, 분석하였다. 인공신경망에 의해 산정된 무수율과 실측 무수율의 정확도를 평가하기 위하여 MAE, MSE, PBIAS 등의 정확도 평가와 산점도 분석을 수행하고, 상관계수를 도출하여 가장 정확한 방법을 결정하였다. 분석 결과 통계분석에 의한 다중회귀식으로 산출된 무수율 보다 인공신경망에 의한 무수율이 실측값에 더욱 근접한 것으로 나타났으며 이용된 뉴런의 수의 따라 산출결과가 상이하기 때문에 최적 뉴런의 수를 산정해야 할 필요가 있음을 확인하였다. 특히 사용된 상수관망 주요인자 중 주성분분석을 통하여 선정된 각 성분을 인공신경망에 적용시 더욱 정확한 무수율 예측이 가능한 것으로 나타났다.

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연안선박의 선수부 개조에 의한 에너지 효율 성능 분석 (Assessment on the Energy Efficiency Performance by the Fore-body Retrofit of the Coastline)

  • 박동우;김경성
    • 해양환경안전학회지
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    • 제23권7호
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    • pp.965-971
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    • 2017
  • 본 논문의 주 목적은 기존선형과 저항을 최소화하는 최적선형에 대한 에너지효율 성능을 평가하는 것이다. 설계 흘수와 설계 선속을 고려하여 대상선박의 선수부 형상을 검토하였다. 실제 운항 상태에서 대상선박의 저항성능을 평가하였다. 상용 전산유체역학(CFD) 코드와 수조 모형시험 자료는 유효마력 평가를 위해 사용되었다. 실제 운항 상태를 고려하여 최소저항을 가지는 최적선형을 제시하였다. 기존선형과 최적선형에 대하여 3가지 선속에서 유효마력을 추정하였다. 최적선형의 저항성능은 기존선형과 비교하여 볼 때 설계속도(12노트)에서 약 6 % 향상된 결과를 보여 주었다. 준추진효율 계수(ETAD, ${\eta}_D$)는 모형시험 자료를 활용하였다. 에너지 효율 성능은 년간 운항일수, 벙커C유 가격, 1일 연료사용량 그리고 연료소비계수를 바탕으로 작성되었다. 최적선형의 에너지 효율 성능은 기존선형과 비교하였을 때 12노트에서 연간 약 3천만원 절약된 결과를 보여 주었다.

에너지 ICT 융합과 빅데이터 서비스 (Energy ICT convergence with big data services)

  • 최종우;이일우
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제26권5호
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    • pp.1141-1154
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    • 2015
  • 본고에서는 에너지 사용량 절감 및 효과적인 에너지 사용을 위한 에너지 기술과 정보통신기술(ICT)의 융합에 대해 서술한다. 전 세계적인 에너지 사용량 증가 추세에 대응하기 위하여 많은 연구가 진행되어왔으나, 이들 중 많은 부분은 에너지 생산, 소비, 전달 단계에서 사용하는 장비 자체의 효율 증가를 목표로 하고 있다. 에너지 절감을 위한 ICT 적용은 획일화된 연구 방향에서 벗어나 기존에 고려 대상이 아니던 분야에서의 에너지 절감을 기대할 수 있다. 에너지 기술과 ICT의 융합을 통한 빅데이터 서비스 제공은 대량의 에너지 및 환경 데이터 연계 분석을 가능하게 한다. 빅데이터 분석을 통해 연관성이 불분명하던 데이터 간의 경향성을 찾아내는 것은 새로운 에너지 절감 방안 모색에 도움이 되며, 나아가 새로운 비즈니스 모델 개발로 이어질 수 있다. 본고는 에너지 기술과 ICT의 융합을 통해 빅데이터 서비스를 제공하는 실제 기업 및 프로젝트 사례들을 소개하는 것을 목적으로 한다.

석탄 분쇄방법에 따른 CWM 제조 특성연구 (A study on Coal Water Mixture production using various mill method)

  • 라호원;최영찬;이동욱;홍재창;배종수;박세준;이영주
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.78.1-78.1
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    • 2011
  • 분포지역과 매장량이 한정되어 있는 석유에 비하여 석탄은 가채년수가 길고 세계 전역에 널리 분포되어 있으므로 향후 안정적인 에너지 공급으로 각광받고 있다. 석탄을 이용하여 CWM을 제조하는 기술은 석유에 비하여 저장, 수송, 분진 비산등의 문제점을 개선하여 위하여 1980년대부터 석탄 물 혼 합연료(Coal-Water Mixture)의 기술개발을 위한 연구가 진행되었다. 이는 미분탄(유연탄)에 30%정도의 물과 약간의 첨가제를 혼합하여 유체화하여 수송성은 액체연료와 같고 연소성은 석탄의 성상을 갖는 특징을 가지게 된다. 본 연구에서는 당센터에서 보유하고 있는 습식 분류층 가스화장치에 적용하기 위한 CWM(Coal Water Mixture)제조 특성을 연구하였다. 습식 석탄 가스화기에 사용되는 CWM은 미분되어진 석탄과 물, 첨가제를 일정비율로 혼합하여 사용하게 된다. 이때 공급되어지는 미분의 입도와 분쇄 형태에 따른 입자 형태, 입자의 분포에 따라서 CWM의 특성이 각각 다르게 나타나게 된다. 이때 만들어진 CWM의 농도와 점도 특성에 따라서 버너의 성능 및 가스화기 운전 조건등에 많은 영향을 미치게 된다. 습식 석탄 가스화에 적용된 예정인 대상탄을 대상으로 하여 석탄분쇄 형태에 따른 CWM의 제조 특성을 실험하였다.

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태양열제습냉방시스템에서의 유량에 따른 열전달 및 물질전달에 관한 연구 (A Study on Heat and Mass Transfer with the Different Flows in a Solar Desiccant Cooling System)

  • 에프리타 요한나;최광환
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제30권5호
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    • pp.17-24
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    • 2010
  • 태양열 제습냉방은 액체흡수제를 이용한 냉각효과로 기존의 전기에너지를 가능케 하는 해결책중 하나이다. 따라서 태양열을 거의 활용하지 않는 여름에 가열온수를 열원으로 활용하여 쾌적조건을 구현하는 본 연구의 대상인 태양열냉방시스템은 제습기와 재생기로 크게 이루어져 있다. 본 논문은 제습기의 유량 변화에 따른 열전달 및 물질전달의 변화를 실험과 이론적 해석으로 규명하고 있는데, 흐름의 양상은 병렬형과 대향류형을 대상으로 하고 있다. 실험결과와 이론해석이 비교적 잘 일치하였으며, 대향류형이 병렬형보다도 물질전달 면에서 유리하게 나타났으며, 입 출구의 엔탈피 차이에서도 크서 열전달에서도 우수한 것으로 나타났다. 또한 그 차이를 본 논문에서는 나타내었으며, 일정한 높이나 길이 이상에서는 항상 일정함을 알 수 있었다. 따라서 본 논문의 결과들은 제습기의 유동흐름을 통한 태양열냉방시스템 중 제습기의 설계 및 성능 향상에 도움을 줄 것이다.

Serpentine을 이용한 $CO_2$ 미네랄 탄산염화 반응 특성에 관한 연구 (A Study on the Reaction Characteristics of $CO_2$ Mineral Carbonation by Using Serpentine)

  • 이대환;김형택;최병철;최봉국
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 2003년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.679-684
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    • 2003
  • 급속한 경제성장과 산업발달로 인해 국내외 에너지 소비량은 매년 크게 증가하고 있으며 이에 따라 화석연료의 사용도 증가하는 추세이다. 연소반응을 통한 화석연료의 사용은 GHG 중 가장 큰 요인인 $CO_2$를 배출한다. 따라서 막대한 양으로 배출되고 있는 $CO_2$ 발생을 억제하기 위하여 다양한 이산화탄소 고정화 기술이 연구 중에 있다. 그 중에서 경제성이 있고, 환경친화적이며 대량의 $CO_2$를 안정적이고 영구적으로 처리할 수 있는 기술로 주목되고 있는 연구가 광물질을 이용한 $CO_2$ 미네랄 Carbonation 처리기술에 대하여 반응특성을 고찰하였다. 대상 광물질로 Ca 보다 $CO_2$ 처리 시 친화적인 것으로 알려진 Mg가 많이 함유된 Silicate 계열의 사문석(Serpentine[Mg$_3$Si$_2$O$_{5}$(OH)$_4$])을 대상으로 Carbonation 반응특성을 실험을 통하여 고찰하였다. 실험은 TGA를 이용한 분석실험과 200cc 급 Autoclave를 이용한 $CO_2$의 직접주입실험을 수행하였다. TGA분석과 200cc 급 Autoclave를 이용한 실험을 통해서 Serpentine 의 경우 실험에서 정한 운전조건에서 $CO_2$와의 Carbonation 반응에 적합한 물질로 판단된다는 결론을 도출하였다.

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MRF 모델과 분할 영상을 이용한 영상정합에 관한 연구 (A Study on the Stereo Image Matching using MRF model and segmented image)

  • 변영기;한동엽;김용일
    • 한국GIS학회:학술대회논문집
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    • 한국GIS학회 2004년도 GIS/RS 공동 춘계학술대회 논문집
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    • pp.511-516
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    • 2004
  • 수치표고모델, 정사영상과 같은 공간영상정보를 구축하기 위해서는 입체영상을 이동한 영상정합(image matching)의 과정이 필수적이며, 단영상 또는 스테레오 영상을 이용하여 대상물의 3차원 정보를 재구성하고 복원하는 기술은 사진측량 및 컴퓨터 비전 분야의 주요 연구 중의 하나이다. 본 연구에서는 화소값의 유사성과 상호관계성을 고려하는 MRF 모델을 이용하여 영상정합을 수행하였다. MRF 모델은 공간분석이나 물리적 현상의 전후관계(contextural dependencies)의 분석을 위한 확률이론의 한 분야로 다양한 공간정보를 통합할 수 있는 방법을 제공한다. 본 연구에서는 기준영상의 화소에 시차를 할당하는 접근 방법으로 확률모델의 일종인 마르코프 랜덤필드(MRF)모델에 기반한 영상정합기법을 제안하였고, 공간내 화소의 상호관계를 고려해주므로 대상물의 경계부분에서의 매칭 정확도를 향상시켰다. 영상정합문제에서의 MRF 기본가정은 영상 내 특정화소의 시차는 그 주위화소의 시차에 의한 부분정보에 따라 결정이 가능하다는 것이다. 깁스분포(gibbs distribution)를 사용하여 사후(posteriori) 확률값을 유도해내고, 이를 최대사후확률(MAP: Maximum a Posteriori)추정법을 이용하여 에너지함수를 생성하였다. 생성된 에너지함수의 최적화(Optimization)를 위하여 본 연구에서는 전역최적화기법인 multiway cut 기법을 사용하여 영상정합에 있어 에너지함수를 최소로 하는 이미지화소에 대한 시차레이블을 구하여 영상정합을 수행하였다.

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특허정보를 통한 가스하이드레이트 기술동향 분석 (A Patent Analysis on the Gas Hydrate Exploration and Development)

  • 이재욱;김성용
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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    • pp.403-406
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    • 2006
  • 최근 막대한 매장량으로 인해 미래의 비재래형 에너지원으로 주목받고 있는 천여가스 하이드레이트는 고압 저온 환경에서 수소결합을 하는 고체상 격자 내에 객체분자인 가스분자가 포획되어 형성된 가스하이드레이트의 일종으로 영구 동토지역과 심해저의 퇴적층에 광범위하게 분포되어 있다. 본 연구에서는 이러한 가스하이드레이트의 개발기술과 천연가스의 저장과 운송기술에 관한 미국 일본 유럽 등 특허 3극 및 한국 특허 총 357건을 추출하고 특허정보 분석을 실시하여 국내외 기술개발 동망 및 기술변화 추이를 살펴보았다. 특허 검색에 사용된 DB와 분석도구는 특허청 선행기술 전문조사기관 등으로 지정된 (주)윕스사의 WIPS와 ThinKlear이며, 미국/일본/유럽 등 특허 3극과 한국에서 공개 또는 등록된 특허를 검색대상으로 하였다 자원으로서 천연가스 하이드레이트를 개발하는 기술과 관련하여 총 193건의 특허가 추출되었으며, 이 때 사용하는 방법에는 감압법, 열처리법, 억제제 주입법 등이 있었다. 또한 연료용 가스, 특히 메탄가스의 수송 및 저장에는 통상 액화하여 액화천연가스로 수송하는 방법이 사용되고 있으나 가스하이드레이트를 이용할 경우 액화천연가스를 이용하는 것보다 더 경제적임이 보고되면서 이와 관련된 연구가 활발히 진행 중이며, 총 164건의 특허가 추출되었다. 상기 추출된 총 357건을 대상으로 연도별 출원동향, 국가별 점유율 및 시계열 분석, 분류기술별 출원동향 등의 특허정보 분석을 수행하였다.

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중 고등학교 기술.가정 교과서 조리실습 단원에 게재된 일품요리의 영양 적정성 평가 (Nutritional Adequacy of One-dish Meals in the Middle and High School Technology & Home Economics Textbooks Cooking Practice Units)

  • 김세연;김영남
    • 한국가정과교육학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.175-185
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    • 2007
  • 기술 가정 교과서 내용 중 조리실습 단원에 제시된 일품요리를 대상으로 에너지 함량, 에너지 구성비, 그리고 단백질과 비타민 무기질의 영양적정성을 분석하였다. 9개 출판사에서 발행된 중학교 1학년과 3학년, 그리고 고등학교 1학년 교과서 총 27종을 대상으로 연구를 수행하였다. 일품요리는 학교 현장에서 조리실습 수업시간에 자주, 많이 활용되는 제재임에도 불구하고, 교과서에 제시된 일품요리, 그 중에서도 한국음식 일품요리는 그 수가 매우 적었다. 그리고 게재된 일품요리 가운데 많은 수가 청소년의 하루 에너지필요추정량의 1/3에 미치지 못하는 것으로 나타났고, 에너지 구성비의 경우 유부초밥, 비빕밥, 떡국, 국수장국의 4가지 음식을 제외하고 적정 비율을 갖추지 못한 것으로 확인되었다. 교과서 게재 일품요리의 INQ 분석 결과, 단백질과 인은 1을 초과하는 음식이 많았고, 비타민 $B_1$, $B_2$, $B_6$는 전혀 포함하지 않은 음식이 대부분을 차지하였다. 그리고 한국인의 섭취부족 영양소로 지목되는 칼슘과 철 역시 분석 대상 일품요리 대부분에서 충분하지 못한 것으로 나타났다.

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에너지 섭취 조사를 위한 24시간 회상법의 정확도 평가: 여자노인을 대상으로 이중표식수법을 이용하여 (Accuracy of the 24-hour diet recall method to determine energy intake in elderly women compared with the doubly labeled water method)

  • 박계월;고나영;전지혜;;;박종훈;김은경
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제53권5호
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    • pp.476-487
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    • 2020
  • 본 연구는 만 65세 이상의 여자 노인 23명을 대상으로 이중표식수법을 이용하여 측정한 에너지소비량을 기준으로 에너지섭취량을 조사하는 24시간 회상법의 정확도를 평가하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 연구 대상자 평균 연령은 70.3 ±3.3세, 신장 및 체중은 각각 153.0 ± 5.9 cm와 56.0 ± 8.0 kg, 체질량지수 (BMI)는 23.9 ± 2.8 kg/㎡이었다. 24시간 회상법으로 산출된 총 에너지섭취량 (TEI)과 이중표식수법으로 측정된 총에너지소비량 (TEEDLW) 간의 피어슨 상관계수는 r = 0.482로 두 값 간에 의미 있는 양의 상관성 (p < 0.05)을 보여주었다. 그러나 24시간 회상법으로 조사된 3일간의 평균 에너지섭취량 (1,489.6 ± 211.1 kcal/day)은 이중표식수법으로 측정된 총에너지소비량 (2,023.5 ± 234.9 kcal/day)보다 -533.9 ± 228.0 kcal/day만큼 과소보고 되었으며, 두 값 간에 유의한 차이가 있었다 (p < 0.001). 총에너지섭취량과 총에너지소비량간의 과소보고율은 -25.9% ± 10.5%로 나타났다. Bland-Altman 방법으로 총에너지섭취량과 총에너지소비량간의 일치도 평가 결과로 두 값 일치 한계의 범위가 -980.8 kcal/day에서 -86.9 kcal/day로 음의 값으로 치우쳐 나타났다. 본 연구 결과에 따르면 에너지섭취량을 조사하는 24시간 회상법을 여자노인에게 적용시, 과소보고율이 -25.9%로 높았고, 에너지섭취량을 정확하게 예측한 비율 (오차범위 ± 10% 이내)도 8.7%로 낮았다. 따라서 여자노인을 대상으로 24시간 회상법으로 에너지섭취량을 조사하고자 하는 경우, 남자와는 다른 별도의 접근법이 강구되어야 할 것이다. 성별이 24시간 회상법의 정확도에 영향을 미치는 주요한 요인으로 보고된 만큼 향후 연구 대상자 수를 증가하여 더 다양한 연령에서 성별에 따른 차이를 평가하는 지속적인 연구가 필요하다고 사료된다.