• 제목/요약/키워드: 에너지효율함수

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전바나듐계 레독스-흐름 전지용 IPA-co-HDO-co-(TPA/MA) 음이온교환막의 합성 및 특성 (Synthesis and Characterization of IPA-co-HDO-co-(TPA/MA) Anion-Exchange Membrane for All-Vanadium Redox Flow Battery)

  • 정재철;곽노석;황택성
    • 폴리머
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    • 제35권6호
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    • pp.593-598
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    • 2011
  • 본 연구에서는 전바나듐 레독스-흐름 전지용 음이온교환막의 제조를 위하여 isophthalic acid (IPA), 1,6-hexanediol(HDO), terephthalic acid(TPA), maleic anhydride(MA)의 용융 축합중합 방법에 의해 IPA-co-HDO-co-(TPA/MA)(IHTM) 공중합체를 합성하였다. 합성된 IHTM 공중합체 아민화 반응을 trimethylamine으로 하였으며, UV 가교 반응을 통하여 음이온교환막을 제조하였다. IHTM 공중합체의 구조 및 열안정성을 FTIR, $^1H$ NMR, TGA 분석을 통하여 확인하였다. 또한 IHTM 음이온교환막의 함수율, 이온교환용량, 전기저항, 전기전도도를 중량법, 적정법 및 LCR 미터로 측정하였으며, 전바나듐 레독스-흐름 전지의 효율 실험을 하였다. 막의 이온교환용량, 전기저항, 전기전도도는 각각 1.10 meq/g, $1.98{\Omega}{\cdot}cm^2$, 0.009 S/cm로 우수하게 나타났으며, 전바나듐 레독스-흐름 전지의 충 방전효율, 전압효율 및 에너지효율은 각각 96.5, 74.6, 70.0%이었다.

옥상녹화 효율성 검증실험장비 개발 (Development of Experimental System for Green Roof System)

  • 박재록;김새봄;천종현;김병성;신현석
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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    • pp.495-495
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    • 2017
  • 도시화는 불투수면의 증가를 야기 시켜 물순환 왜곡, 다양한 오염 물질의 유입으로 인한 비점오염물질 유출, 인공 배출열의 증가로 인한 도시열섬효과 등 다양한 문제를 유발한다. 이러한 수리수문학적 및 환경생태학적 문제를 저감하기 위하여 도시지역과 같은 개발 사업에서는 수환경을 가능한 자연 상태로 복원하는 저영향개발(Low Impact Development, LID)기법이 중요한 대안으로 제시되고 있다. LID기법 중 하나인 옥상녹화는 에너지 이용을 최소한으로 한 자연 녹음의 효과적인 이용을 도모하여 환경공생도시 조성과 식물을 매개로한 자연 순환 과정을 도시구조에 도입하여 순환 시스템 재생이 가능 하도록한다. 노지녹화는 두꺼운 자연 토양을 이용하는 반면 옥상녹화는 적재하중의 제약(옥상의 적재하중 조건은 $150{\sim}180kgf/m^2$이다. 비중이 1.6~1.8인 토양을 20cm 객토한 경우, 약 $320kgf/m^2 $이상의 적재하중이 되기에 식재기반의 경량화는 중요한 사안이다.)으로 인해 용적밀도가 작은 인공경량토양 또는 개량토양을 이용하며, 토양 두께도 얇게 설정된다. 또한 토양의 두께는 식물의 크기와 종류 및 토양의 조성에 따라 다르기에 적재하중 조건을 고려한 적절한 토양과 식재 식물의 크기와 종류 결정은 중요하다. 이에 본 연구에서는 옥상녹화식생에 대한 평가와 이에 대한 시험 프로세스가 가능한 실험 장치를 개발하였다. 옥상녹화 효율성 검증실험장비는 1m*1m*0.6m 아크릴 재질의 녹화셀로 경사조절이 가능하도록 설계하여 경사변화에 따른 유출, 침투, 증발산량의 탄성도 모의 평가를 할 수 있다. 또한 4점식 형태의 로드셀을 이용하여 녹화셀에서 발생하는 증발산량을 측정하고 관측된 증발산량은 RS-232c 이상의 통신프로토콜을 사용하여 주기적인 관측치의 송수신이 가능하며 주기적 자료송수신 외에도 옥상 녹화셀의 측면에 하중 표시기를 설치하여 관측이 가능하다. 또한 저면에 바퀴설치를 통하여 이동 실험이 용이하며 현재 부산대학교 양산캠퍼스 한국 GI&LID 실증단지 연구센터 내 옥상녹화 실험장에 옥상녹화 효율성 검증 실험 장비를 설치하여 자연 혹은 인공강우를 통한 유출, 침투, 증발산량의 시험계측을 실시중이다. 이러한 옥상녹화 효율성 검증실험장비는 최대 하중 2,000kg, 측정해상도 0.02kg 이상을 허용하는 로드셀과 녹화셀을 이용하여 하중을 고려한 식생의 종류에 따른 평가가 가능하므로 최적 식재기반 단면구조 개발에 이용될 수 있을 것이다. 또한 토양 함수량 변화 측정으로 옥상녹화에 이용되는 다양한 종류의 식물의 염분에 대한 저항성과 식물의 성장능력을 평가하여 녹화공간에 따른 옥상녹화에 사용할 식생을 결정할 수 있다.

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IoT 응용을 위한 퍼지 논리 기반 멀티홉 방송 알고리즘의 설계 및 평가 (Design and Evaluation of a Fuzzy Logic based Multi-hop Broadcast Algorithm for IoT Applications)

  • 배인한;김칠화;노흥태
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.17-23
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    • 2016
  • 사물인터넷 (IoT)과 같은 미래 망에서, 컴퓨팅 기기의 수는 기하급수적으로 증가할 것으로 예상되고, 각 사물들은 서로 통신하고 스스로 정보를 획득한다. 사물 인터넷 응용에 대한 관심 증가로 사물통신 (M2M)과 같은 기회적 애드혹 망에서 데이터를 전달하는 방송은 중요한 기술이다. 그리고 IoT를 위한 분산 망에서, 노드들의 에너지 효율성은 망 성능에서 중요한 요인이다. 이 논문에서, 우리는 전송 노드의 에너지 충전률, 사본 밀도 비율 그리고 송 수신 노드간의 거리률에 기초한 퍼지 논리에 따라 확률적으로 데이터를 전파하는 퍼지 논리 기반 멀티홉 방송 알고리즘 FPMCAST를 제안한다. 제안하는 FPMCAST에서, 추론 엔진은 입 출력 매개변수를 입 출력 소속 함수로 사상하는 27개의 if-then 규칙들로 구성된 퍼지 규칙 베이스에 기초한다. 퍼지 시스템의 출력은 재방송 확률에 대한 퍼지 집합을 정의하고, 그 퍼지 집합으로부터 수치 결과를 추출하기 위하여 비 퍼지화가 사용된다. 여기서 퍼지 집합을 비 퍼지화하기 위하여 무게중심법이 사용된다. 그리고 모의실험을 통하여 제안하는 FPMCAST의 성능을 평가한다. 모의실험으로부터, 우리는 제안하는 FPMCAST 알고리즘이 플러딩 알고리즘과 가시핑 알고리즘 보다 우수함을 입증하였다. 특히, FPMCAST 알고리즘은 각 노드의 잔여 에너지를 균등하게 소비하기 때문에 더 긴 망 수명을 갖는다.

지중 열교환기용 뒤채움재의 물리적 특성 연구 (A Study on the Physical Characteristics of Grout Material for Backfilling Ground Heat Exchanger)

  • 최항석;이철호;최효범;우상백
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제24권1호
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    • pp.37-49
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    • 2008
  • 지열 냉난방 시스템은 친환경적이며 비고갈성인 지열 에너지를 이용함으로서 에너지 자원이 부족한 우리나라에 유용한 대체 에너지 시스템이다. 본 연구에서는 지중 열교환기의 뒤채움재로 사용되는 그라우트 재료의 열전달 및 점도 특성을 파악하고자, 국내 시공 현장에서 사용 중인 벤토나이트계 그라우트 9종과 충남 보령의 해성점토, 그리고 미국 등 선진국에서 사용 중인 시멘트계 그라우트를 선택하여 열전도도 실험과 점도실험을 수행하였다. 벤토나이트계 그라우트는 벤토나이트의 무게비가 증가 하거나 첨가제(천연규사)의 비율이 증가 할 때 열전도도와 점도가 증가하는 경향이 나타났다. 또한, 첨가제 사용 시 그라우트의 점도가 낮을 경우 그라우트와 첨가제의 재료분리 현상이 나타났다. 해성점토에 대한 실험에서는 해성점토가 벤토나이트에 비해 팽윤성이 낮아 그라우트 재료로는 부적합 하다는 결론을 내렸다. 시멘트계 그라우트의 열전도도 실험에서 습윤 상태의 시멘트계 그라우트가 벤토나이트계 그라우트 보다 높은 열전도도를 가지는 것으로 나타났으며 건조 상태로 변할 때 벤토나이트계에 비해 열전도도 감소폭이 작은 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 그라우트의 함수비 유지가 지중 열교환기의 열전달 효율에 중요한 역할을 하는 것을 알 수 있었다.

기후변화협약 하의 배출권 거래 대상에 따른 일반균형효과와 효율성 비교 (The Efficiency and General Equilibrium Effect by the Emission Trading Structure under the Climate Change Convention)

  • 허가형;조경엽
    • 자원ㆍ환경경제연구
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    • 제15권2호
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    • pp.201-245
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    • 2006
  • 본 연구는 일반균형모형을 이용하여 배출권 거래로 인한 일반균형효과와 온실가스 저감비용의 효율성에 대해 알아보았다. 모든 국가가 교토의정서를 비준하고 연합을 형성한 국가끼리 배출권 거래를 한다는 가정 하에서 분할함수형태의 온실가스저감게임을 구성하였고, 전지구를 미국과 미국 이외의 OECD 국가군, 구소련연방, 개도국으로 나누어 연합구조별로 각 국가군에 미치는 영향을 일반균형모형으로 분석한 결과 대연합 하에서 기후변화협약은 연합을 형성하지 않은 ${\phi}$연합구조에 비해 동일한 환경적 효과를 달성하는데 978억 달러를 줄일 수 있어서 효율적인 것으로 나타났다. 하지만, 이 중 약 절반을 미국이 가지고 OEC가 20%를 가지는 반면 배출권 판매국인 구소련연방과 개도국은 각각 18%와 10%만을 가지는 것으로 나타나 배출권 구매국이 전체 연합이익의 약 70%를 가지는 것을 확인하였다. 개도국이 연합에 참여하지 않으면 2010년 Annex-I 국가의 저감량의 최대 22%를 상쇄하는 유출량을 발생하므로 기후변화협약의 본래의 목적인 온실가스 저감 및 안정화를 위해서는 개도국이 연합에 참여하여 유출량을 줄여야 한다. 하지만, 전지구적 배출권 거래시 Annex I 국가가 상당량의 연합이익을 가져가고 개도국의 에너지 산업은 위축되므로 기후변화협약의 안정성을 위해 추가지원금을 제안하고 개도국을 연합에 참여하도록 유인할 필요가 있다.

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UAV 기반 열적외선 카메라를 이용한 태양광 모듈 고장진단 실험 (Test of Fault Detection to Solar-Light Module Using UAV Based Thermal Infrared Camera)

  • 이근상;이종조
    • 한국지리정보학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.106-117
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    • 2016
  • 최근 환경보호와 신재생에너지 확보 일환으로 태양광발전소가 널리 보급되고 있으며, 태양광 모듈의 효율적인 관리를 위해서는 정기적인 점검이 필요하다. 본 연구에서는 UAV 기반 열적외선 카메라와 GIS 공간분석을 통해 태양광 모듈에 대한 고장여부를 진단할 수 있는 실험을 실시하였다. 먼저 고정익 UAV와 RGB 카메라를 이용하여 영상을 촬영한 후 Pix4D SW를 통해 정사영상을 생성하였으며, 정사영상 자료를 이용하여 태양광 모듈 레이어를 구축한 후 코드를 입력하였다. 또한 태양광 모듈 고장여부를 진단하기 위해 고무덮개를 태양광 모듈에 설치하였으며, 열적외선 카메라로부터 얻어진 온도 정보와 태양광 모듈 레이어를 기반으로 Zonalmean 함수를 통해 태양광 모듈별 평균온도를 계산할 수 있었다. 마지막으로 GIS 공간분석을 통해 이상 발열이 확인된 $37^{\circ}C$ 이상의 모듈을 자동으로 추출하고 각 모듈별 고유식별 코드를 식별함으로써 고무 덮개를 설치한 모듈의 위치를 정확하게 분석할 수 있었다.

해프톤 도트 분포 분석 및 주파수 피크 위치 정제에 의한 해프톤 셀 정보 추정 (Estimation of Halftone Cell Information by Analyzing Distribution of Halftone Dots and Refining Location of Their Spectral Peaks)

  • 한영미;김민환
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제4권2호
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    • pp.116-129
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    • 2001
  • 역 해프토닝(inversehalftoning)의 성능을 향상시키기 위해서는 최적의 평활화 마스크(mask)가 생성되어야 하고, 최적의 평활화 마스크를 생성하기 위해서는 정확한 해프톤 셀 정보가 구해져야 한다. 본 논문에서는, 클러스터드 도트(clustered dot) ordered dither 방법으로 해프토닝된 일반적인 인쇄물 영상을 주 대상으로 해프톤 셀 정보의 정확성을 판정하기 위한 최소 에너지를 정의하고, 퓨리에 공간에서의 피크 형태 분석 및 여러 가지 함수에 의한 피크 모델링을 통해, 제한된 탐색구간에서 타원분해 (dimension decomposition)의 방법을 적용하여 보다 정확하게 근사화된 해프톤 셀 정보를 효율적으로 추출하는 방법을 제안한다. 제안한 방법으로 구한 해프톤 셀 정보를 이용해서 영상의 전체 영역에 대한 해프톤 셀 중심(seed)을 정확하게 추출하는 것을 실험을 통해 확인하였다. 제안한 방법은 퓨리에 공간의 피크 정보를 이용한 텍스쳐 패턴 분석, 칼라 해프톤 영상의 채널분리 및 모아레 패턴 존재 영역 판정 등에 유용하게 활용할 수 있다.

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사장교의 초기인장력과 주탑좌표를 고려한 최적설계 (Optimization of Cable Stayed Bridges Considering Initial Cable Tension and Tower Coordinates)

  • 김경승;김문겸;황학주
    • 대한토목학회논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.205-213
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    • 1988
  • 사장교는 그 설계에 있어서 케이블의 개수와 배치형식, 케이블의 초기인장력, 주탑의 지지형식과 높이 등 거어더와 주탑 단면외에도 설계변수가 많으므로 효율적인 설계를 하는 것이 쉽지 않다. 본 연구에서 케이블의 초기인장력, 거어더와 주탑의 단면, 주탑의 높이를 설계변수로 하여 사장교의 설계를 최적화하는 문제를 다루었다. 서로 상호작용을 하는 여러 설계변수를 동시에 최적화하는 어려움을 피하기 위하여 본 논문에서는 초기인장력, 단면, 주탑의 좌표를 각각 독립된 설계공간에서 최적화하였다. 목적함수로서는 초기인장력 공간에서는 전체구조의 변형에너지를, 단면 및 좌표의 공간에서는 재료의 총중량을 취하였다. 제약조건으로는 초기인장력의 상하한계, 부재의 좌굴을 고려한 응력, 단면적의 하한계를 고려하였다. 대표적인 Fan형 및 Harp형 사장교를 최적설계한 결과, 제시된 방법에 의하여 합리적인 결과를 얻을 수 있음을 보이고, 기존의 최적화에서 고려하지 않았던 좌표의 최적화를 통하여 경제성을 얻을 수 있다는 것을 밝혔다.

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Sol-gel 법으로 제작된 $ZrO_2$ 박막의 분광타원편광분석 연구

  • 김태중;윤재진;황순용;김영동;황수민;이승묵;주진호
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.177-177
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    • 2011
  • Complementary metal-insulator-metal capacitor에서 $SiO_2$는 절연체로 널리 사용되고 있었으나, 반도체 소자의 고직접화로 인한 선폭의 감소로 터널링 효과에 의해 누설전류가 증가하여, 대체 물질에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 $ZrO_2$는 고유전율, wide bandgap, 열안정성의 특징을 가지고 있어 대체 물질로 주목 받고 있다. $ZrO_2$ 박막 제작에는 sputter, atomic layer deposition 등의 진공증착을 이용한 방법과 용액을 이용한 sol-gel 법이 있다. 화학용액을 이용한 sol-gel 법은 소자의 패턴을 프린트 할 수 있는 장점과 상대적으로 값싼 공정으로 인해 최근 주목 받고 있지만, 진공증착법에 비해서 연구가 전무한 실정이다. 본 연구에서는 sol-gel 법에 의해 프린트된 $ZrO_2$ 박막의 광특성을 분광타원편광분석법으로 연구하였다. Si 기판위에 0.1 M의 $ZrO_2$ sol을 입힌 뒤에 $300{\sim}700^{\circ}C$의 온도에서 열처리 하였다. 분광타원 편광분석기로 1.12~6.52 eV 에너지 영역에서 측정하였고, $ZrO_2$ 박막의 광특성 분석을 위해서 Tauc-Lorentz 모델을 이용하였다. 그 결과 고온에서의 열처리로 인해 효율이 높아서 소자로 이용할 수 있는 tetragonal 구조를 가진 $ZrO_2$ 박막이 형성됨을 분석할 수 있었다. 본 연구는 sol-gel법으로 제작된 $ZrO_2$ 박막의 고직접, 고속 소자응용성과 비파괴적인 광특성 분석법을 제시하고 있다.

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스테레오 카메라를 이용한 3차원 정보의 가시화 (Visualization of The Three Dimensional Information Using Stereo Camera)

  • 이남호;박순용;이승민
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제47권4호
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    • pp.15-20
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    • 2010
  • 스테레오 카메라에 의해 취득된 대상물체의 좌, 우 영상을 이용하여 3차원 형상 정보를 추출하여 가시화 하는 기법 및 주시 각 제어 알고리즘을 적용하여 입체감 있는 영상으로 출력하는 기술에 관한 연구이다. 효율적인 3차원 형상 정보 추출을 위해, 카메라 렌즈의 왜곡 보정 및 에너지 함수를 적용한 정합을 실시하였다. 특히, 다 방향 시차영상에 정합선 최적화 기법을 적용하여 정합 방향에 따른 다방향성 방법과 신뢰확장 방법의 약점을 보완하였다. 정합된 관심영역에 대한 3차원 형상정보를 VRML(virtual reality modeling language)을 사용하여 나타내었고, 주시각 제어를 통하여 입체감 있는 영상을 출력하였다. 이는 관측자에게 보다 향상된 3차원 정보를 제공할 수 있을 것이다.