• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
• /
• 한국컴퓨터정보학회 2016년도 제54차 하계학술대회논문집 24권2호
• /
• pp.13-15
• /
• 2016

에너지 소비가 큰 건물은 내부 온/습도, 이산화탄소 농도, 미세먼지 농도 등의 일정 공기 질을 유지하면서 에너지 비용을 최소화할 수 있는 제어계획을 수립하는 것이 필요하다. 기존 건물에서 실내 환경의 운영은 설정된 실내 환경 값을 기준을 벗어나면 설비 기기를 제어하는 방식으로 이루어진다. 이는 단 시간에 고에너지를 투입하여 장비를 가동시키므로 에너지 소모가 크며 peak 전력이 높아 에너지 비용이 크다는 문제가 있다. 따라서 온도를 포함한 환경이 변해가는 상황을 예측하고 사전에 에너지 사용 계획을 수립하여 관리 제어를 수행함으로써 예열부하 등의 불필요한 에너지 손실을 절감하려 한다. 이를 위해 실내 환경이 변화하는 것을 예측하고 후보 제어계획으로 제어를 수행할 때 소요되는 에너지가 어느 정도인지 시뮬레이션하여 제어계획의 적합도를 평가한다. 기존 EnergyPlus와 같은 시뮬레이션 도구는 모델이 복잡하여 시뮬레이션에 많은 시간이 필요하기 때문에 환경 변화를 반영하기 위해 주기적으로 재수립되는 수많은 제어계획 데이터를 단시간에 시뮬레이션하기에 부적합하다. 본 논문에서는 빠른 시뮬레이션을 위해 실제 운영 데이터와 에뮬레이션을 통해 획득한 운영 데이터를 기반으로 학습 알고리즘을 이용하여 제어계획 적용 시의 미래 상황을 예측한다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제33권3호
• /
• pp.1235-1242
• /
• 2013

본 논문에서는 건물 내 HVAC시스템의 소비에너지 효율화를 목표로 한다. 이를 위해 건물 에너지 시뮬레이션과 유전알고리즘을 이용하여 HVAC시스템 내 급기 온도에 대한 제어 스케줄을 도출하였다. 연구 대상 건물은 90년대에 지어져 BIM이 구축되어 있지 않아 대성건물의 BIM을 구축하였고, 그 정보를 에너지 시뮬레이션 프로그램에 입력하여, 대상건물에 대한 에너지 시뮬레이션 모델을 구축하였다. 또한 실측한 소비에너지양 정보와 비교하여 대상건물 에너지 시뮬레이션을 실제 에너지 소비량 유사하게 보정하였다. 수정된 건물 에너지 시뮬레이션 모델과 유전자 알고리즘을 이용하여 에너지 효율화 급기 온도 스케줄이 작성되었다. 대상 건물에 적용되었을 때 에너지 절감 효과는 3%로 나타났다. 아직 이 분야는 설비의 제어 기법에 관한 연구가 미진하고, 주로 관리자의 경험을 통해 관리되는 측면이 있어, 에너지 시뮬레이션 프로그램에 의한 기법 개발 및 그에 대한 효과의 검증을 토대로 에너지 절감 기법에 대한 연구 및 개발이 필요하다. 본 연구는 HVAC system 제어 기법에 시발점이 될 것이다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
• /
• pp.344-345
• /
• 2011

스마트 그리드 산업으로 인하여 신재생에너지의 활용이 중시되고 있는 시점에서 신재생에너지원을 더욱 효율적이고 안정적으로 사용하기 위해서는 에너지 저장장치의 필요성이 부각되고 있다. 신재생 에너지원을 사용하기 위한 부스트 컨버터와 충방전기를 설계시 일반적으로 시뮬레이션을 통해 설계를 하게 된다. 이때, 인덕터와 커패시터를 이상적인 소자라고 생각하고 시뮬레이션 하거나, 실제 하드웨어와 같이 인덕터와 커패시터에 기생하는 저항을 포함시켜 시뮬레이션을 하게 된다. 본 논문에서는 신재생 에너지원을 계통에 사용할 수 있도록 저전압 상태에서의 신재생 에너지원 출력전압을 승압시켜 인버터를 사용할 수 있도록 만들어 주는 부스트 컨버터의 인덕터를 이상적인 경우와 기생저항이 포함된 경우 각각의 조건하에서 충방전기와 연결하였을 경우 충방전기의 설계에 어떠한 영향을 주는지를 알기 위해 부스트 컨버터의 출력 임피던스 수식을 통해 분석한 MATLAB과 PSIM을 통해 시뮬레이션을 하여 증명하였다.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
• /
• 한국시뮬레이션학회 2005년도 추계학술대회 및 정기총회
• /
• pp.77-83
• /
• 2005

기후변화협약에 의해 탄소세가 부과될 경우 한국의 에너지 집약 산업에 어떠한 영향을 미치며 그에 대한 대응방안이 어떻게 마련되어야 하는지에 대한 관심이 증대되고 있다. 이에 본 연구에서는 탄소세가 부과됨으로 인하여 에너지 다소비 업종인 시멘트산업의 각 에너지원별 사용량에 미치는 파급효과를 시스템 다이내믹스 방법론에 의한 시뮬레이션 모델을 이용하여 분석하였다. 시뮬레이션 모델은 환경모듈, 경제모듈, 에너지모듈로 구성하였고 모델의 예측력 검증을 위해 의태분석을 수행하였다. BAU 시나리오와 탄소세 부과 시나리오를 설정하여 각 시나리오의 총수요의 예측치, 이산화탄소 배출량의 추이, 에너지원의 사용변화를 분석하였다. 본 연구는 향후 기후변화협약의 부담이 큰 에너지 집약산업에 있어서 에너지원의 사용 및 수요를 예측하고 이를 평가하기 위한 지침을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
• /
• 한국HCI학회 2006년도 학술대회 1부
• /
• pp.82-87
• /
• 2006

분자 모델링 시뮬레이션은 신 물질, 신약 개발에 범용적으로 사용되는 중요한 컴퓨터 소프트웨어이다. 교육과 연구 등의 분야에서는 사용자가 직접 입력 도구를 사용하여 분자 모델을 시뮬레이션을 하는 경우가 존재한다. 사용자가 직접 시뮬레이션을 하기 위해서는 가상의 3 차원 시각화 환경은 물론 생화학적으로 안정성 여부 검증에 도움을 주기 위해 에너지 계산 결과를 제공해야 한다. 그러나 대다수의 분자 모델링 도구가 시각화 환경 제공을 위주로 개발되었으며 에너지 계산 수식이 복잡하여, 사용자가 시뮬레이션 하는 가운데, 실시간으로 에너지 계산을 제공하지 못한다. 이러한 단점을 극복 하고자 본 논문에서는 어떠한 분자 모델링 도구라도 빠르게 에너지 계산을 반환 받을 수 있는 웹 서비스 기반의 분산 시스템 환경을 구현하였다. 또한 실시간으로 사용자가 시뮬레이션 할 수 있도록 작업 선별 처리 알고리즘(Job Skip Operation)을 개발, 적용하여 최신의 에너지 계산 요청에 대한 반환을 보장하였다. 본 연구는 사용자가 상호작용 기법을 통하여 가상의 분자 모델링 환경에서 화학적으로 안정된 분자 물질의 결합 위치를 빠르게 찾을 수 있도록 도와준다.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.29-35
• /
• 2011

본 논문에서는 신재생에너지원을 포함하는 독립형 마이크로그리드시스템의 멀티에이전트시스템 기반의 분산에너지관리시스템 설계를 위한 통합시뮬레이션 모델을 제안한다. 멀티에이전트기반 분산에너지관리시스템은 일반적인 중앙에너지관리시스템에 비해 여러 장점들을 가지고 있으나 각 상태에 따른 설계가 비교적 복잡하여 기존의 전력시스템 도구를 이용하여 분산 에너지관리시스템을 설계하기에는 많은 어려운 점들이 있었다. 또한 설계된 에너지관리시스템을 실제 시스템에 적용하여 평가하는 것은 비능률적이기 때문에 효과적인 에너지관시스템을 설계하기 위해서는 통합시뮬레이션 모델이 필요하다. 제안된 통합시뮬레이션 모델은 Matlab/Simpowersystem 기반의 마이크로그리드시스템의 시뮬레이션 모델과 이벤트기반의 알고리즘 설계에 많은 장점이 있는 Matlab/StateFlow을 이용하여 설계된 멀티에이전트기반의 분산에너지관리시스템으로 구성되었다. 통합시뮬레이션 모델의 효용성을 보이기 위하여 특정한 동작 조건들에서 제안된 모델의 출력들을 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.384-390
• /
• 2019

친환경 저에너지 중점의 건축설계의 중요성이 점점 커져가고 있다. 또 한편으로는 좀 더 미시적인 관점의 에너지 절약 설계 기법이 요구되고 있다. 이러한 분위기 속에서 에너지 시뮬레이션의 필요성이 점차 증가하고 있으며, 특히 BIM 기반의 에너지 시뮬레이션은 높은 효율성으로 인해 주목받고 있다. 하지만 BIM의 데이터는 아직까지는 미시적인 에너지와 관련된 파라메터가 적용되어 있지 않다. 따라서 본 연구는 조도 센서에 의한 조명 제어 시뮬레이션을 통해 센서 조명 파라메터의 생성 필요성에 대해서 연구하고자 한다. 연구는 BIM을 통해 생성된 데이터를 바탕으로 조도 센서를 설치하고 조도 시뮬레이션을 통해 센서등의 스케줄 데이터를 생성하였다. 그리고 이렇게 생성된 스케줄 데이터를 바탕으로 에너지 시뮬레이션을 실시하여 소비전력의 감소율을 확인하였다. 연구에 따르면 조명에 따른 열부하량과 소비전력량이 각각 20%이상 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 센서 조명 파라메터는 미시적인 에너지 절약 설계를 위해서 BIM 데이터 내에 생성될 필요가 있다고 판단된다. 본 연구는 센서 조명 파라메터의 생성에 국한된 것이 아니라, 이와 같이 미시적인 변인들을 검토하고 BIM 데이터 내에 적용할 필요가 있음을 밝히기 위해 수행되었다.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
• /
• 한국시뮬레이션학회 2000년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.67-72
• /
• 2000

PET는 합성섬유, 필름, 음료수병, 성형 플라스틱 등의 다양한 용도를 가지고 있으며 특히 섬유 원료부분에서는 전세계의 약 40%이상을 차지하고 있는 상업적 입장에서 아주 중요한 소재이다.［1］그러나, PET 제조공정은 긴 반응시간과 높은 반응온도, 대용량의 다단계 공정시설을 필요로 하는 대표적인 에너지 다소비 공정으로서 현대의 치열한 고분자 제품의 시장경쟁 상황에서 에너지 투입량 감축을 위한 공정의 해석 및 개발과 그로 인한 생산원가의 절감이 필수적이다. 본 연구에서는 실제 공장에서 사용되는 단일 연속식 직접 에스테르화 반응기(CSTR Direct Esterification Reactor)를 모델링하고 Van Krevelen［2］의 Group contribution method로 계산된 올리고머의 열용량값을 이용하여 에너지 소모량을 계산하였다. 모델링 결과는 모두 실제 공장의 자료와 비교되었으며 가장 제어하기 쉬운 변수에 따른 반응물의 물성과 에너지 소모량을 분석하였다. 또한 압력이 일정한 조건 하에서 입력변화에 따른 반응기의 동적 모델링을 동시에 수행하였으며 투입에너지량과 반응기의 운전지표와의 관계를 분석하였다. 이러한 연구는 실제 공정분석과 최적화에 있어서 소모 에너지량을 고려한 보다 정확한 지표를 제시하고 에너지 사용의 효율성을 높이는 데 기여할 수 있다.

• 한국산업정보학회논문지
• /
• 제29권2호
• /
• pp.47-54
• /
• 2024

현재, 전세계적으로 에너지 자원은 점차적으로 감소하고 있음에도 불구하고 에너지 수요 및 소비는 지속적으로 증가하고 있다. 이에 따른 에너지 자원을 대체하기 위한 범국가적인 노력 및 연구가 수행되고 있다. 에너지 수요에 따른 공급의 증가 뿐만 아니라 에너지를 효율적으로 소비하는 것은 현 에너지 부족 현상을 해결하기 위한 적절한 수단이 될 수 있다. 본 연구는 에너지를 가장 많이 소비하는 제조 공장의 에너지를 효율적으로 소비할 수 있는 방법을 시뮬레이션하고 분석하였다. 제조 공장에서 가장 많은 에너지를 소비하는 HVAC (Heating, Ventilating, and Air Conditioning) 시스템의 효율적인 운전을 위해 온도기반의 제어를 통한 공장의 에너지 최적화 시뮬레이션을 수행하였다. 이를 기반으로 실제 공장의 온도와 전력 데이터를 이용하여 머신러닝 알고리즘을 적용하고 공장 온도를 예측하였다. 또한 예측 온도를 이용한 제어 시스템 시뮬레이션으로 공장 에너지의 소비패턴을 분석하고 에너지(전력량) 소비량을 감소할 수 있는 운전 모델을 제안하였다. 공장 에너지 패턴에 있어 HVAC 시스템의 예측 기반 프리 쿨링을 통한 온도제어 알고리즘은 기존 대비 10% 이상의 에너지 절감 효과를 보여 준다. 이 결과는 HVAC 시스템의 최적 제어가 공장 에너지 소비를 절감할 수 있음을 나타낸다. 향후 본 제어 시스템의 알고리즘은 실제 공장의 최적 제어에 적용되어 에너지 소비 절감 운전을 수행할 예정이다.

• Journal of Biosystems Engineering
• /
• 제16권2호
• /
• pp.167-177
• /
• 1991

곡물 빈에서 벼 건조시 외기 온도에 따른 연료 자동 조절 및 배출공기의 재순환이 에너지 소비, 건조비용 및 건조 시간에 미치는 효과를 분석하기 위해 슬램 II(SLAM II : Simulation Language for Alternative Modeing II)를 이용한 시뮬레이션 모텔을 개발하였다. 따라서 약 64톤의 벼를 연료 자동조절 버너를 갖춘 곡물빈에서 열풍 건조할 때, 절약 가능한 에너지 양과 공기 재순환의 효과를 시뮬레이션을 통해 분석하였으며 이를 실제의 자료와 비교하여 이 모델을 검증하였다. 시뮬레이션에 의한 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1. 배출공기를 재순환 시키지 않는 상태에서 자동 연료조절 버너를 사용할 경우 관행 버너를 이용한 빈 시스템에 비해, 루이지애나 주에서 8월에 25%의 에너지를 절약할 수 있으며 12월에는 8%의 에너지를 절약할 수 있다. 실제의 건조 실험에서는 8월에 약 30%의 에너지를 절감할 수 있었다. 2. 자동 연료조절 버너를 갖춘 빈 시스템에서 제습을 하지 않은 배출 공기의 재순환은 건조 에너지 소비량과 건조 시간을 증가시켰으며 연료 자동조절 장치의 에너지 절약 효과를 감소시켰다. 따라서 배출 공기를 재순환하여 에너지를 절감하고자 할 때에는 반드시 배출 공기를 제습시켜 습도를 재조절 해야만 했다. 또한 제습된 공기의 재순환 효과는 여름보다 겨울에 더 컸다. 3. 연료 자동조절 버너를 갖춘 빈 시스템에서 벼를 건조할 경우 루이지애나 주, 8월에 물벼의 톤당 건조 비용은 $2.13이었으며 관행 버너를 갖춘 시스템에서는 $2.69이었다. 실험에 의한 실제 건조비용은 자동화 시스템에서 $2.17이었고 관행 시스템에서는 $2.62이었다.