• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.287-287
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• 2009

연료전지는 전기에너지와 열에너지를 동시에 사용 할 수 있기 때문에 에너지 효율이 높고 유해 배기물이 거의 없으므로 친환경적이다. 따라서 환경문제가 대두되고 있는 오늘날, 고효율 친환경의 연료 전지는 차세대 에너지원으로 각광받고 있다. 보일러와 계통선에서 열과 전기를 공급받는 기존방식에 비해 연료전지 코제너레이션 시스템의 경우 20%이상 에너지 절감율을 향상시킬 수 있다. 기존 10kW이하의 소용량 발전설비의 경우 대형 발전소와 같은 수준인 30%이상의 전기 효율을 기대할 수 없으나 고분자 전해질 연료전지를 적용할 경우 1kW급에서도 35%의 전기 효율을 기대할 수 있으며 열회수까지 고려할 경우 80%에 가까운 열효율을 달성할 수 있다.(4)연료전지 시스템은 연료전지 스택 이외에, 연료변환장치, 급기설비, 열 및 물관리 설비, 전력변환장치 그리고 제어 장치 등으로 구성된다. 연료전지 시스템 성능은 연료전지 스택의 성능에 가장 의존적인데 연료전지 스택의 성능은 같은 스택이라도 운전 및 제어 방법에 따라서 다양하게 변할 수 있다. 실제로 연료전지 스택 자체의 전기 변환 효율은 최대 40% 까지로 매우 높으나, 다양한 운전 조건에 따라 효율이 30~40% 수준에서 변화는 것이 현실이다. 때문에 시스템을 설계할 때에는 종합화된 시스템 측면에서의 운전까지 고려한 설계와 성능 해석이 필요하다. 그간 연료전지를 활용한 가정용 열병합 발전분야에서는 시스템 설계를 위한 시뮬레이션 기반 성능 해석에 관한 연구가 활발히 진행되어왔다. 하지만 연료전지 스택의 경우 간이화된 성능 모델식을 사용하여 이로 인한 성능 예측모델의 오차가 크게 발생하여 전체 시스템 최적화의 저해요인으로 작용하여왔다. 따라서 본 연구에서는 가정용 연료전지 열병합 발전 시스템을 자체적으로 설계 개발하였으며 이 중 연료전지 스택의 성능모델을 실험기반으로 구축하였다. 먼저 가정용 연료전지 열병합 발전 시스템의 설계는 크게 네 단계로 구분되며 이는 1) 시스템 개념 설계, 2) 연료전지 스택 설계, 3) 주변장치 설계, 4) 제어시스템 설계로 이뤄진다. 연료전지 스택의 성능 모델은 고분자연료전지의 성능에 가장 민감하게 영향을 미치는 온도 및 습도의 변화에 따른 다양한 스택 성능을 예측 가능하도록 개발하였으며 이는 간단한 이론 모델의 구조에 실험 데이터를 기반으로 모델 파라미터를 도출하는 기법으로 이뤄졌다.

• Proceedings of the SAREK Conference
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• 2009.06a
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• pp.120-123
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• 2009

건물에서 에너지손실이 큰 창호에 대해 최저소비효율기준 및 에너지소비효율 등급기준(안) 도입을 통해 지속가능한 고효율 창호의 보급 활성화 촉진과 관련 산업의 기술 및 산업력 향상을 적극적으로 유도할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 창호의 에너지 효율화를 위하여 고효율기자재(고기밀성 단열창호)로 인증받은 약 100여개 제품과 기타 제품에 대하여 창호 유형별 기밀 및 단열성능의 조사 분석을 통하여 창호 관련 제도 개정에 기초자료로 활용 에너지절약과 기후변화협약 관련 건물부문의 구체적 실천 대응방안으로 활용하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2018.05a
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• pp.52-53
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• 2018

본 논문은 에너지 빅데이터를 분석하기 위해 대용량의 시계열 데이터를 처리하는 시스템의 설계, 구축 방법을 제시한다. 이미 사용 중인 건물이나 공장의 에너지 효율화를 위해서 정부는 효율자원 시장 지원 사업을 수행하고 있다, 에너지 소비 설비에 따라 고효율 자원으로 변경 설치하는 데 필요한 자금의 일부를 지원하고 있다. 정부지원으로 고효율 설비로 변경함에 따라 실증 사이트에서는 측정 데이터를 수집하여, 효율화 정도를 파악하기 위한 에너지 데이터 분석 시스템을 구축하여 운영하였다. 해당 측정 정보는 IoT 전력량계를 통해 수집되며, 수집된 데이터는 클라우드 시스템에서 다양한 머신러닝 알고리즘에 적용되어, 에너지 소비 효율 평가에 필요한 성능 지표를 연산한다. 구현된 진단 시스템은 기축 건물의 에너지 효율향상 상황을 분석하는데 기여할 수 있다. 빅데이터 기반의 에너지 분석 기능을 사용하여 에너지 고효율 장비의 운영시간, 부하율 등의 효율성과 성능통계를 연산할 수 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.28-32
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• 2007

최근 대두되고 있는 에너지 문제와 더불어 대체에너지 개발 및 에너지의 이용효율을 높이려는 연구가 많이 이루어지고 있다. 수소에너지는 비 탄소계 연료로서 그 중요성에 대한 인식이 높아지고 있으며, 다양한 분야에서 수소에너지를 이용하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 수소는 재순환이 가능하고, 환경에 미치는 영향이 적기 때문에 미래형 에너지원으로 각광을 받고 있다. 수소이용 기술 중 연료 전지는 에너지 변환효율이 높고 유해 배출물이 생성되지 않아 차세대 발전시스템으로 유망하지만 비용과 기술적 제약으로 단기간에 상용화하기에는 어려움이 있다. 따라서 저비용, 고효율의 수소에너지를 이용 할 수 있는 시스템 개발이 요구되고 있다. 리니어동력/발전시스템은 저비용으로 제작이 가능하고 기존 기술의 인프라를 활용할 수 있는 장정과, 크랭크 기구가 없기 때문에 얻어지는 변환손실, 열손실을 최소화 할 수 있는 효율의 장점 때문에 고효율의 수소 이용 기관으로 평가되고 있다. 본 연구에서는 수소이용 통력시스템의 직선운동을 전기적인 에너지로 변환 할 수 있는 고효율의 리니어 발전시스템 개발을 위해 Prototype의 평판형 및 원통형의 리니어발전기를 제작했고 각각의 성능에 대한 평가와 엔진과 발전기의 연계운전 결과를 비교하여 시스템 전체에 대한 성능예측을 했으며 연계운전을 통해 출력된 발전기의 출력파형을 PCS로 변환하여 정현파의 AC 출력을 얻었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.112.2-112.2
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• 2011

PVT(Photovoltaic Thermal) 모듈은 태양광과 태양열 에너지를 동시 이용이 가능한 모듈로서 태양광전지(PV, Photovoltaic)모듈에 열교환기를 접합한 형태로 전기에너지뿐만 아니라 열에너지를 동시에 생산할 수 있는 시스템이다. 기존 PV 모듈은 일사량이 많으면 전력 생산량이 증가하는 동시에 PV모듈의 온도가 상승함에 따라 발전 효율이 감소하는 문제점이 있으며 일반적으로 $25^{\circ}C$이상 조건에서 모듈 온도가 $10^{\circ}C$ 증가할수록 발전효율의 약 4~5% 정도 감소하는 것으로 보고되고 있다. PVT 모듈은 기존 태양광모듈에 열교환기를 접합하여 냉각함으로써 PV모듈의 온도를 낮추어 발전효율을 증가시키는 동시에 부가적으로 발생하는 온수를 직접이용하거나 다양한 계통의 보조 열원으로 이용할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 수치해석기법(CFD)을 활용하여 PV모듈 냉각 및 온수 발생을 위한 열교환기를 설계하였으며 다양한 형상의 열교환기에 대해 유동해석을 수행하여 최적의 열흡수효율을 갖는 열교환기의 형상을 설계하였다. 또한 최적 설계된 PVT 모듈을 제작하여 실제 태양과 유사한 광원을 갖는 인공태양조건에서의 실내 실험을 통해 PVT 모듈의 성능을 검증하였으며 또한 실제 노상에 설치하여 ASHRAE 93-77의 실험기준과 ECN의 PVT 집열기 성능측정 가이드라인에 따라 옥외 시험평가를 하여 PVT 모듈의 성능 검증을 하였다. 최적 설계된 PVT모듈에 대한 성능평가 결과 기존 PV 모듈보다 발전효율이 약 15%(기존 발전효율 대비) 향상된 결과를 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2018.05a
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• pp.172-174
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• 2018

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.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2015.10a
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• pp.379-382
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• 2015

무선 센서 네트워크는 제한된 에너지 자원으로 동작하므로 에너지 소비를 최소화하여 통신하는 기법이 무선 센서 네트워크 설계에 있어 매우 중요한 요소이다. 센서 노드들의 에너지 효율을 개선하기 위한 다양한 방법 중 클러스터링 알고리즘에 기반 한 계층적 라우팅 방법이 무선 센서 네트워크의 성능과 수명을 증가시키기 위해 효과적인 기술임이 알려지면서 다양한 접근법이 제시되고 있다. 클러스터 기반 아키텍처에서 클러스터의 부하 균형을 위한 효율적인 군집 모델은 게이트웨이와 센서 노드의 수명을 증가시켜 전체 네트워크의 성능을 향상 시킨다. 본 논문에서는 네트워크의 수명과 에너지 효율성을 높이기 위해 새로운 부하 균형 군집 모델을 제시한다. 또한 최적해를 보장하는 분기 한정 알고리즘을 설계하고 이를 이용해 다양한 조건에서 기존에 제시된 부하 균형 군집 모델과 실험하고 성능을 비교한다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.23 no.7
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• pp.965-971
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• 2017

The primary objective of this study was to assess the energy efficiency performance of an optimized hull form capable of saving energy based on existing vessels. The bow shape of existing vessels was investigated, giving consideration to design draft and speed. Resistance performances were also assessed for existing vessels according to operating conditions. Commercial CFD codes and model test materials were used to assess effective power. An optimized hull form with minimum resistance was selected given real operating conditions. The effective horsepower of existing and optimized vessels was estimated at three speeds. Resistance performance for an optimized vessel showed a 6 % improvement in effective horsepower at design speed (12 knots) compared to existing vessels. Quasi-propulsive efficiency employed experimental data, while energy efficiency performance was analyzed based on operating days, bunker fuel oil C cost, daily fuel oil consumption and specific fuel oil consumption. Energy efficiency performance for an optimized vessel showed a gain of 30 million won per year in reduced costs at design speed (12 knots) compared to existing vessels.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.24 no.6
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• pp.744-750
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• 2020

In this paper, we propose a deep learning based transmit power control (TPC) scheme to improve the spectral and energy efficiency of wireless communication systems. In the wireless communication system, the positions of multiple transceivers follow a uniform distribution, and the performances of spectral and energy efficiency for the proposed TPC scheme are analyzed assuming the Nakagami fading channels. The proposed TPC scheme uses batch normalization to improve spectral and energy efficiency in deep learning based training. Through simulation, we compare the results of the spectral and energy efficiency of the proposed TPC scheme and the conventional one for various area sizes that limit the position range of the transceivers and Nakagami fading factors. Comparing the performance results, we verify that the proposed scheme provides better performance than the conventional one.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.38A no.7
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• pp.571-579
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• 2013

This paper proposes an energy-efficient mode selection and power allocation scheme in device-to-device (D2D) communication system as an underlay coexistence with cellular networks. We analyze the energy efficiency which is defined as the summation of the energy efficiencies for all devices. The proposed scheme consists of two steps. First, we calculate the transmission power maximizing the energy efficiency for all possible modes of each device. Although the proposed power cannot maximize the system capacity, we prove that the proposed transmission power is the optimal power which maximizes the energy efficiency. In the second step, we select a mode which has the maximal energy efficiency among all possible mode combinations of the devices. Then we can jointly obtain the transmission power and the mode which can maximize the energy efficiency. The proposed scheme has the optimal performance with respect to the energy efficiency and outperforms the conventional schemes.