• 전기전자학회논문지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.822-828
• /
• 2018

최근 전력 사용량의 증가로 인한 대규모 블랙아웃 등 에너지 문제가 대두되고 있으며, 이 문제들로 인해 전력 소비량 예측에 대한 정확도를 개선할 필요성이 부각되었다. 본 연구에서는 딥 러닝 기반의 전력 사용량 예측 실험을 통해서 실제 전력 소비량과 예측된 전력 소비량의 차이를 계산하고, 이를 통해서 전력 예비율을 기존 대비 하향 조정할 수 있는 가능성에 대해서 살펴본다. 예비 전력은 사용하지 않으면 손실되는 전력으로, 본 논문에서의 딥 러닝 기반 전력 소비량 예측을 통해서 여분의 전력을 과도하게 생산하지 않도록 오차범위 내에서 전력 예비율을 감소시킬 수 있는 기반을 마련할 수 있다. 본 논문에서 사용하는 딥 러닝 기법은 시계열 데이터를 처리하는 Long-Short-Term-Memory(LSTM) 구조의 학습 모델을 이용한다. 컴퓨터 시뮬레이션에서는 임의 생성한 전력 소비 데이터를 토대로 모델을 학습시키고, 학습된 모델을 토대로 전력 사용 예측값을 구하고 실제 전력 소비량 간에 오차를 계산한 결과 오차율 21.37%를 얻을 수 있었다. 이는 최근의 전력 예비율 45.9%를 고려할 때, 본 연구에서 제안한 전력 소비량 예측 알고리즘을 적용하는 경우 20% 포인트 정도의 예비율 감축이 가능하다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
• /
• pp.38.2-38.2
• /
• 2011

폴리머 박막은 그 고유한 특성으로 인해 여러 산업적으로 널리 사용되고 있는 재료이다 예로 의약품이나 식품 포장지의 배리어, 전자부품의 절연체, 반도체 공정에서의 사용, 혹은 부식방지를 위해 사용 되어지기도 한다. 이 폴리머 박막을 증착 하기 위한 방법으로 이전부터 CVD (Chemical Vapor Deposition) 방법이 많이 사용되었고 지금까지도 가장 많이 사용되는 방법이다. CVD를 사용하여 $SiO_2$-like 필름의 증착은 전구체(precursor)로 Silane ($SiH_4$)을 사용하였으며, 플라즈마 발생 소스(source)로 열 혹은 전기장 등을 사용 하며 공정 시 압력 또한 대부분 저압 하에서 실시 하였다. 이와 같은 이전 CVD 방법의 문제는 사용되는 Silane 자체가 인체에 해로울 정도로 독성이 있으며 폭발성도 같이 가지고 있어 작업환경의 위험성이 높으며 열을 사용한 CVD의 경우 높은 공정 온도로 인해 증착 할 수 있는 대상이 제한 되어 지며 높은 열의 발생을 위해 많은 에너지의 소비가 필요하다. 저압 플라즈마를 사용한 CVD 는 공정상 높은 열의 발생이 일어나지 않아 기판 운용상 문제가 되지 않지만 저압 환경에서 해당 공정이 이루어기 때문에 인해 필수적으로 고가의 진공 챔버가 필수적이며 저압을 유지할 고가의 진공 펌프나 추가 장비들이 필요하게 된다, 또한 챔버 내에서 이루어지는 공정으로 인해 공정의 연속성이 떨어져 시잔비용 또한 많이 잡아 먹는다. 이러한 열 혹은 저압 플라즈마등을 사용한 공정의 단점을 해결하기 위해 여러 연구자들이 다양한 방법을 통해 연구를 하였다. 대기압 유전체 배리어 방전(AP-DBD: Atmospheric Pressure-Dielectric Barrier Discharge)을 사용한 폴리머 박막의 증착은 이전 전통적인 방법에 비해 낮은 장비 가격과 낮은 공정 온도 그리고 연속적인 공정 등의 장점이 있는 폴리머 박막 증착 방법 이다. 대기압 유전체 배리어 방전 공정 변수로 공급 전압 및 주파수 그리고 공급 전압의 영향, 전구체를 유전체 배리어 방전 전극으로 이동 시키기 위해 사용된 캐리어 가스의 종류 및 유량, 화학양론적 계수를 맞추기 위해 같이 포함되는 산소 가스의 유량, DBD 전극의 형태에 따른 증착 박막의 균일성 등 이 존재하며 이런 많은 변수 들에 대한 연구가 진행 되었지만 아직 이 대기압 DBD를 이용한 폴리머 박막의 증착에 대한 명확한 이해는 아직 완전 하다 할 수 없다. 본 연구에서는 이러한 대기압 DBD를 이용하여 폴리머 박막의 증착시 영향을 미치는 많은 공정 변수 등이 박막생성에 미치는 영향과 증착된 박막의 성질에 대한 연구를 진행 하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제40권4호
• /
• pp.282-287
• /
• 2016

최근 조선사들은 선박이 운항되는 연안 환경의 개선과 보호를 위하여 $CO_2$를 절감할 수 있는 친환경 선박과 함께 선박 운항 중 소비하는 에너지의 절감을 위한 고효율화 선박 개발의 노력도 활발하게 수행하고 있다. 본 연구에서는 전기로 구동되는 선박의 증기압축식 냉동기 대신에 선박 엔진 자켓수의 폐열을 이용하여 냉방을 할 수 있는 흡수식 냉동기의 적용 가능성과 냉각시스템에 냉매를 적용하는 시스템의 성능을 분석하였다. 연구결과, 해수와 열교환하여 액화될 수 있는 냉매들 중 R236fa가 가장 적합한 냉매로 분석되었으며, 이를 적용한 흡수식 냉동기의 COP는 0.798로 육상의 냉각탑을 이용한 수랭식보다 15% 그리고 해수 열교환기식 수랭식보다 5% 향상되었다. 냉동능력 1RT를 얻기 위한 LiBr 흡수용액 순환량은 0.013 kg/s로 수랭식 보다 25% 이상 감소하며, 냉각 매체 순환량도 수랭식의 15.7%에 불과한 매우 효과적인 냉동기가 되었다. 해수온도가 $18^{\circ}C$ 이하로 낮으면 발생하게 되는 LiBr의 결정화는 재생기에서 배출되는 엔진 자켓수의 온도를 이용하여 해수 온도를 상승시킴으로써 방지할 수 있다.

• 청정기술
• /
• 제19권4호
• /
• pp.388-392
• /
• 2013

현재 인듐-주석-산화물(Indium-Tin-Oxide, ITO)은 디스플레이 제품에 투명 전극으로 사용된다. 하지만 인듐과 주석의 자원고갈 문제와 ITO 제조 공정에 많은 에너지가 소비되어 최근에는 ITO 대체물질의 개발과 ITO 재사용 및 재활용에 관한 연구가 요구되고 있는 실정이다. 이러한 상황에서 ITO를 재활용 하게 되면 수치상으로 환경부하 값의 변화 추이를 확인하기 위해서는 전과정 평가 기법을 이용한 전과정 평가가 매우 적절하다. 따라서 전과정 평가 수행을 위해 공정상에서 투입물질과 생성물질을 구분하고, 데이터 베이스(DB)를 적용하여 환경성 평가 결과를 영향 범주별로 계산하였으며, 34%를 폐기함에 따라 각각 해당하는 환경부하 값이 계산되었다. 화학당량적으로 ITO의 양을 계산하여 환경부하 값을 결정할 경우, 산성 물질과 자원고갈에 해당하는 값들이 계산되었고, ITO를 1 ton 생산하여 34%를 폐기할 경우 $ 476를 땅에 묻는 결과가 도출되었다.

• 자원환경지질
• /
• 제55권2호
• /
• pp.149-169
• /
• 2022

인도네시아 석탄은 중국, 인도, 한국 등 아시아의 주요 국가들에서 에너지원으로써 널리 소비되고 있다. 민간기업들의 높은 수요로 인해, 인도네시아 석탄 탐사사업은 해외자원개발 조사사업을 통해 가장 많이 지원된 국가이자 광종이다. 본 논문에서는 석탄 탐사를 통해 그동안 축적된 탐사자료를 활용하여 인도네시아 함탄분지와 함탄층의 특성에 대해 종합하여 고찰하고자 한다. 인도네시아의 동부 깔리만탄과 수마트라의 신생대 제3기 퇴적분지들은 동아시아에서 가장 생산적인 함탄분지들이다. 주요 탄층의 산출특성은 지질시대별로 차이를 보인다. 깔리만탄의 바리또 분지와 아셈아셈 분지 내 에오세 탄층들은 탄폭은 얇고 부존 매수가 적은 경향이 있으나, 고열량의 양호한 탄질로 인하여 일찍부터 주요 탐사대상이었다. 후기 올리고세-전기 마이오세 탄층들은 소규모로 부존하지만, 중소규모의 탄광으로 개발하기에 적합하다. 동부 깔리만탄과 수마트라에 걸쳐 광역적으로 분포하는 마이오세-플라이오세 탄층들은 낮은 열량에도 불구하고, 두꺼운 탄폭과 다량의 부존매수의 이점을 활용하여 활발히 개발되고 있다. 다양한 사례들은 효율적이고 성공적인 탐사를 위해 함탄층의 지질학적 부존여건에 대한 전반적인 이해가 선행될 필요가 있음을 보여준다. 본 논문에서 제공하는 인도네시아 함탄분지와 함탄층에 대한 전문학술정보는 향후 우리나라 기업들의 탐사활동에 유용한 참고자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 에너지공학
• /
• 제23권2호
• /
• pp.125-148
• /
• 2014

본 논문은 기술-제도 복합시스템을 활용하여 우리나라의 전력 산업이 현재의 탄소의존 경로에 이르게 된 다양한 원인들을 역사적으로 분석하고, 우리나라 전력산업이 탄소고착에서 벗어나 지속가능한 체제로 전환할 수 있는 가능성에 대해 평가하였다. 분석의 결과 우리나라 전력산업의 탄소고착을 강화시키는 요인들은 시장, 기업, 소비자, 정부측면에 고르게 분포되어 있는 것으로 드러났다. 경제성에 근거한 대규모 발전설비를 선호하는 정부정책과 저렴한 전기요금제도, 요금 인상을 엄격히 억제하는 물가관리 시스템, 여름철과 겨울철 전력수요 급증, 탄력적인 요금제도의 부재, 유연탄과 천연가스 설비의 확대 등이 그것이다. 반면 원자력발전과 스마트 그리드를 제외하면, 탄소고착을 완화시키는 요인들은 주로 환경관련 법률이나 신재생관련 법률이다. 전력산업의 탄소배출이 전원구성에 의해 가장 큰 영향을 받고, 우리 경제가 제조업 기반의 수출 위주이며, 산업과 상업부문의 전력소비가 총 85% 이상이라는 점 등을 고려할 때, 우리나라 전력산업이 이른 시일 내에 탄소고착에서 벗어날 수 있을 가능성은 그리 높아 보이지 않는다. 따라서 우리나라 전력산업이 탄소고착을 탈피하기 위해서는 시장, 기업, 소비자, 정부 차원에서 복합적인 개선 노력이 필요하다. 우선, 시장측면에서는 주요국처럼 독점을 완화하여 적극적인 신재생에너지 확대와 소비자 선택권을 보장하는 조치가 필요하다. 기업측면에서는 적극적인 수요관리와 신재생을 포함하는 분산전원의 확대가 시급한 과제이다. 소비자측면에서는 탄소고착 완화를 위한 다양한 요금제 도입과 소비자의 의식전환 노력 등이 필요하다. 마지막으로, 정부에서는 수급계획 수립 시 중요하게 고려되지 못했던 다양한 외부 비용들, 예를 들어 환경비용, 사회적 갈등비용 등을 포함하는 제도 개선이 시급히 필요하다.

• Composites Research
• /
• 제36권1호
• /
• pp.1-15
• /
• 2023

미래모빌리티의 발전 기대에 따라 에너지 소비 절감에 대한 수요가 증가하고 있다. 경량구조용소재는 온실가스 배출 감소 및 에너지 효율 향상을 위한 방안으로 알려져 있다. 특히, 섬유강화복합재료(FRP, fiber reinforced polymer composite)는 뛰어난 기계적 특성 및 낮은 무게로 인해 기존 합금을 대체할 수 있는 소재로 주목받는다. 본 논문에서는, 탄소섬유강화복합재료(CFRP, carbon FRP) 및 자기강화복합재료(SRC, self-reinforced composite)의 산업 적용 및 연구 동향을 강화재, 고분자 매트릭스 및 공정에 기반하여 검토하였다. 항공분야에서 주로 활용되는 에폭시 수지 기반 오토클레이브 공법의 높은 공정단가 및 긴 제조시간을 극복하기 위하여, 속경화성 에폭시 수지를 이용한 고압수지이송성형 공정으로 CFRP가 적용된 전기자동차의 양산을 보고하였다. 또한, 탄소섬유복합재료의 재활용 이슈를 해결하기 위한 열가소성 수지 기반 CFRP 및 계면 향상 방안들이 재료 및 공정 측면에서 검토되었다. FRP의 우수한 기계적 특성을 유도하는 주요한 요인으로 알려진 완벽한 매트릭스-강화재 계면을 형성하기 위하여, 고분자 섬유에 동일한 매트릭스를 함침시킨 SRC에 대한 연구들이 보고되고 있다. 다양한 열가소성 고분자에 기초한 SRC의 물리적 및 기계적 특성들을 고분자 배향 및 복합재료 구조 측면에서 검토하였다. 또한, 고연 신 폴리프로필렌 섬유 기반 SRC의 공정창 확장을 위한 공중합체 매트릭스 전략이 논의되었다. 경량구조용소재의 CFRP 및 SRC 적용은 미래모빌리티의 에너지 효율 향상에 대한 잠재적인 선택을 제공할 수 있다.

• 공학논문집
• /
• 제3권1호
• /
• pp.199-205
• /
• 1998

유리병을 대량생산하는 자동 병유리 제병공장에서의 배합공정상 가장 큰 문제점은 원료의 대부분을 차지하는 Cullet Quality Control 이다. 판유리조성은 병유리조성과 차이가 크지만, 판유리 파유리의 조성은 거의 일정하고 순수 판유리 파유리만을 얻을 수 있으므로 Cullet Quality Control이 용이하다. 또한 원료가 저가이므로 원가절감을 달성 할 수는 있으나, 판유리 파유리의 사용량을 용출량 대비 25%이상 증가시키면 조성과 점도의 차이로 인하여 로내 유리물의 유동성이 떨어져 용해로 Bottom 온도가 저하되고 유리의 균질성이 나빠진다. 따라서 용해로의 Dead Corner부분의 Devitrification 발생이 증가하게 되고 유리병의 생산효율을 저하시키는 원인이 된다. 이 문제점을 해결하기 위한 실험을 다음의 3가지 방법으로 실시하여 보았다. 즉 연구를 위하여 용융온도를 높이는 방법과 Booster를 사용하는 방법, Bubbler를 사용하는 방법으로 하였다. 그 결과 Booster 사용시 판유리 파유리 혼입율 90%, Bubbler 사용시 혼입율 70%, 용융온도를 $1480^{\circ}C$에서 $1560^{\circ}C$ 증가시 혼입율 60%로 혼입율을 감소시킬 수 있는 결과를 얻었다. 여기서 용융온도를 증가시키는 방법은 용해로 수명단축과 연료비 상승에 문제점이 있으므로 현실적으로 적용이 불가능한 방법이며, Booster 사용방법은 용해로 Bottom 부위의 용융 유리에 열을 가하여 열대류에 의해 유동성을 증진시키므로 유리의 균질화에는 양호 하나 전기에너지 소비가 많은 단점이 있다. Bubbler 사용방법은 압축공기에 의한 물리적인 대류 증진방법으로 균질화 면에서는 Booster보다는 못하나 가장 경제적인 장점이 있는 방법임을 알 수 있었다.

• 농업생명과학연구
• /
• 제44권4호
• /
• pp.79-85
• /
• 2010

경상대학교 교내에 설치되어 있는 1-2W형 온실을 대상으로 전기 방열기를 이용하여 국화 재배온실의 난방효과를 검토한 결과는 다음과 같다. 실험기간동안 최고, 평균 및 최저 외기온은 각각 $-3.8{\sim}21.3^{\circ}C$, $-5.2{\sim}16.1^{\circ}C$ 및 $-12.5{\sim}14.4^{\circ}C$ 정도의 범위로 나타났으며, 온실 내외의 평균상대습도 각각 43.5~98.6% 및 35.2~100%로 나타났다. 12월 중순부터 2월 상순까지 최저 외기온은 대략 $-5.0{\sim}-10.0^{\circ}C$ 전후로 나타나 진주기상대의 최근 자료와 비교하면 상대적으로 최저기온이 낮게 나타나는 경향이 있었다. 야간의 경우, 방열기 직하부의 엽온이 방열기 중간 지점에서 측정한 엽온 보다 크게 $2{\sim}3^{\circ}C$정도 높게 나타나거나 또는 미미하지만 약간 높게 나타나는 경향이 있었다. 근권부의 경우, 직하부나 중간 지점에서의 온도 차이는 거의 없는 것으로 나타났고, 근권부의 최고온도와 기타 최고 온도의 발생 시점을 보면, 약 2시간정도의 지체현상이 있음을 알 수 있었다. 그리고 실험기간동안 난방에 소요된 총 소비전력량, 공급에너지 및 총 난방비는 각각 2,800kWh, 2,408,000kcal 및 112,000won 정도였다. 화석연료인 경유로 난방할 경우, 총난방비는 224,500won 정도였다. 방열기를 이용하여 난방할 경우, 난방비를 약 50% 정도 줄일 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제31권5호
• /
• pp.53-62
• /
• 2017

경제 및 산업의 원천 에너지원인 전력은 생산과 소비의 지역적 상이함으로 장거리 수송을 필수로 하며, 다중환상망(Multi-loop) 형식의 송배전계통으로 전력을 공급한다. 실질적 사용에 앞서, 변전소내 변압기를 통해 변전과정을 거쳐 각 사용처의 특성을 고려하여 전력공급이 이루어지고 있으며 변압기는 본체, 권선, 절연유, 부싱등의 구조로 결합되어 있다. 변전소에서 발생하는 변압기화재는 가구와 상업시설등에 전기공급을 중단시키고 각종 안전사고를 발생시키는 1차 손실뿐만 아니라 2차적으로 경제 손실을 야기한다. 화재의 원인은 부싱 하부파손에 따른 절연유 유출과 약 1초 이내 발화점에 도달하는 절연유에 의한 화재의 연쇄반응으로 파악된다. 화재피해의 최소화를 위해 연기감지기, 자동소화설비 등이 구축되어있으나 감지기의 동작 및 소화가스 방출지연 등으로 화재진화를 위한 골든타임 확보의 부재가 문제되고 있다. 이에 본 연구는 초기 화재진화에 따른 골든타임 확보의 중요성에 따라 화재확산을 방지하고 절연유 누출을 차단하는 능동적 메커니즘의 필요에 따라 수행되었다. 따라서 화염에 의해 팽창하는 고온형상 유지물질과 기계적 화염차단장치를 적용한 부싱방화구조체를 개발하였다. 실제 부싱 및 프렌지규격을 적용하여 제작된 변압기모형에 부싱방화구조체를 설치하여 실규모 화재실험을 수행하였다. 초기화염으로부터 3초내에 정확한 위치와 높이에 부싱방화구조체가 작동함을 확인하였으며 이는 실제 변압기화재 시 화염 확대를 효과적으로 차단할 수 있을 것으로 사료된다.