• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.662-671
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• 2020

최근, 국·내외적으로 CO₂배출의 저감을 위한 기술적인 방안 중 하나로 도서지역의 마이크로그리드에 기 설치된 디젤발전기의 가동률을 줄이고 신재생에너지전원의 비중을 높여 운용하고 있는 실정이다. 특히, 국내에서는 가파도, 가사도, 울릉도 등의 도서지역에 디젤발전기와 신재생에너지, 전기저장장치로 구성된 독립형 마이크로그리드의 실증 및 보급 사업이 활발하게 진행되고 있으며, 기존의 디젤발전기 대신 정전압, 정주파수(constant voltage constant frequency, CVCF) 기능을 가진 CVCF 인버터 및 CVCF 인버터용 배터리를 도입하여 마이크로그리드를 안정적으로 운용하는 연구들이 진행되고 있다. 그러나, CVCF 인버터 기반 마이크로그리드의 정상상태 운용특성에 있어서, 출력이 불안정한 태양광전원과 풍력발전과 같은 신재생에너지전원이 계통에 연계되면서 전력품질에 많은 문제가 발생하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 신재생에너지전원과 전기저장장치 연계에 따른 마이크로그리드의 운용특성을 분석하기 위하여, PSCAD/EMTDC를 이용하여 30kW급 마이크로그리드 시스템을 모델링하고, 이를 바탕으로 마이크로그리드 시험장치를 구현한다. 30kW급 마이크로그리드 시스템을 바탕으로 시뮬레이션 및 시험을 수행한 결과, 제안한 방법이 CVCF 인버터 기반의 마이크로그리드 시스템에서 저전압, 과전압 및 불평형 문제를 개선하는 데 유용함을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제7권1호
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• pp.43-49
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• 2001

$CO_2$ 의무규제에 대비해 국내외의 대응방안 및 기술개발 동향과 국내 산업계 대처방안, 향후 발전분야에 미칠 영향 등을 분석하였다. 의무규제에 대비하여 가장 많은 준비가 된 유럽은 에너지 효율 개선 및 대체에너지 개발에 많은 투자를 하고 있으며, 일본은 에너지 절약 및 해외사업을 통해 감축의무를 준수하도록 하는 동시에, 장기 기술개발 계획에 따라 여러 분야에서 R&D 투자가 활발히 이루어 지고 있다. 또한, 미국은 에너지 절약 프로그램 및 배출권 거래제를 이용하여 감축의무에 대비하고 있으며 최근에 DOE(Department of energy)등을 중심으로 경제성 있는 신기술 분야에 집중 연구하는 경향을 보여주고 있다. 우리나라도 향후 의무부담을 받을 경우를 대비하여 그동안 정부 및 출연연구소 중심으로 연구가 수행되어 왔다. 한편, 감축의무 적용시 가장 먼저 이행이 예상되는 발전분야에 대해 선진국중 완화된 기준을 가지는 포르투갈 감축기준을 적용하였을 경우, 제5차 장기전력 수급계획에 따른 청정연료 등의 전환 등의 자발적 감축노력에도 불구하고, 2015년 이후 가동중인 발전소중 50여기를 가동 중지해야 하는 사태가 발생할 수 있음을 발전분야 감축의무량 분석결과를 통해 도출하였다.

• 산업진흥연구
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• 제5권3호
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• pp.37-44
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• 2020

현재 방위산업 R&D 특성이 반영되지 못한 지체상금 제도를 적용하고 있어 방산업체의 경영악화 및 전력화 지연 등 문제가 되고 있다. 본 연구의 목적은 방위산업 R&D 특성이 반영된 지체상금 제도 개선방안을 연구하여 방위 산업 발전과 효율적으로 전투력 증강을 추진하는데 기여하기 위한 것이다. 연구는 방위산업 R&D 특성, 국가 R&D, 지체상금율, 감면 및 면제 절차와 기존연구를 분석하였다. 그리고 지체상금 부과 실태 및 지체 원인분석 등을 기초로 델파이 기법을 적용하여 개선방안을 연구하였다. 최신 기술이 적용되어 성공여부가 불투명한 방위산업 R&D에 상용품 '제조·구매' 기준을 적용하는 것은 적절하지 않은 것으로 연구되었다. 연구결과 지체 발생 방지 방안으로 우수 기술 보유 업체 선정 등 4개의 방안과 지체가 발생 시 합리적 처리를 위해 지체상금 경감 및 차등 적용 등 3개의 방안이 도출되었다. 방위산업 R&D의 특성으로 인해 방위사업법에 의해서 업무가 진행되는 것처럼 마찬가지로 지체상금 제도도 방위산업 R&D 특성이 반영된 제도로 개선한다면 방위산업은 발전하게 될 것이고, 효율적이고 경제적인 무기체계 획득에도 기여할 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.1-8
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• 2016

오늘날 전류센서는 전류량 제어, 감시, 계측 등 매우 다양한 분야에서 사용되고 있다. 또한 전력망의 스마트 그리드사업, 신재생에너지 발전, 전기자동차와 하이브리드 자동차 등의 수요가 커지면서 그 사용영역이 점차 확대되고 있는 추세이다. 여러 종류의 전류센서 중에서 홀 소자를 사용하는 개방형 전류센서는 다른 형식의 전류센서에 비해 가격이 싸고, 크기와 무게가 작은 장점이 있지만 정밀도가 낮고 주위의 온도 변화에 따라 특성이 변하는 것이 단점이다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 본 연구에서는 정밀도와 온도성능이 뛰어난 300A급 개방형 전류센서를 설계 및 제작하였다. 300A급 개방형 전류센서를 제작하기 위해서 수치해석을 통해 철심을 설계하고 회로해석 프로그램을 이용하여 신호처리에 필요한 회로들을 설계하였다. 이러한 과정을 통해서 SMD(Surface Mount Device) 형태로 제작된 300A급 개방형 전류센서는 30 ~ 300A의 직류 및 교류전류를 통전한 실험에서 정밀도 오차가 0.75% 이내, 선형도 오차가 0.19% 이내였다. 또한 온도보상회로를 포함한 전류센서를 $-25{\sim}85^{\circ}C$의 온도범위에서 동작시켰을 때 온도계수는 $0.012%/^{\circ}C$ 이내였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.76.2-76.2
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• 2011

석탄으로부터 합성석유를 생산하는 상용기술을 도입하여 건설하고 이와 더불어 원천기술 개발을 위한 국산화 기술 개발을 병행하여 향후 고유가 시대를 대비한 국가 에너지 안보 확립과 국내 기술 개발의 가속화를 추구해야 할 필요성이 대두되고 있다. 본 타당성 조사는 3종류의 석탄(호주 Wyong탄, 인도네시아 NTC탄, 인도네시아 KBB탄)으로부터 가스화에 의하여 합성석유스를 생산하는 공정에 대한 타당성 조사(Feasibility Study, FS)를 Class 5(하한 -50~-20%, 상한 30~100%)의 정확도로 수행하는 것을 내용으로 하고 있다. 플랜트의 규모는 합성석유 기준으로 20,000배럴/일이다. 플랜트의 건설을 위해서 광양제철소 슬래그처리장 내 12만평 부지에 조성 중인 포스코 SNG 생산공장 부지의 일부를 사용하는 것을 기준으로 하였다. 일반적으로 석탄의 종류에 따라서 가스화기의 종류 및 성능이 결정된다. 본 타당성 조사 연구에서 선정된 3종류의 석탄의 조성, 발열량, 회분 함량 등의 특성을 고려하여 각각의 석탄에 적합한 현존하는 상용급 가스화기를 선정하였다. 해당 석탄이 가스화기 종류에 따라 적절한 전처리 과정(건조, 분쇄, 슬러리화)을 거친 후 가스화기에 공급되는 것을 가정하여 석탄의 원소분석 조성, 발열량, 회분함량, 회분조성, 회 용융점 등의 변수에 따라서 각각 해당 가스화기에서 가스화되었을 때의 생성되는 합성가스의 조건을 시뮬레이션을 통하여 얻었다. 가스화기 시뮬레이션 결과를 토대로 합성석유 및 합성천연가스 생산을 위한 공정의 물질수지식 및 에너지수지식이 계산되었으며 이로부터 각 공정에서 발생되는 부생성물과 폐기물에 대한 양이 결정되고 이를 처리하는 방안 등도 제시되었다. 실증시설은 20,000배럴/일 규모의 CTL 및 전기 병산 시설이 적합하다. 더 큰 규모 공장은 투자비가 너무 커서 유가 또는 석탄가 변동에 따라 사업의 수익성이 크게 변하여 위험도가 큰 단점이 있기 때문이다. CTL 공장에 전기 병산이 추천되는 이유는 산소생산공장(APU), 압축 등 석탄전환공장에는 자체적인 전기수요가 막대하여 따로 스팀터빈용 발전소를 운영하므로 이를 효율적으로 대체하고자 하기 때문이다. 즉, 석탄가스화에 의해 기름을 최대한 만들고 미반응가스는 가스터빈 및 스팀터빈의 복합발전에 의해 고효율로 전기를 생산하면 최소의 비용으로 최대한 전기를 생산하여 자체소비 전력을 충당하고 남는 전기는 판매하여 수익률을 높일 수 있다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.159-159
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• 2011

수자원 공급의 시 공간적 편차가 큰 우리나라에서는 수자원을 이용하기 위해서 다수의 댐을 건설하고 있다. 특히, 생활수준의 향상으로 용수 수요가 급증하였기 때문에 용수가 부족한 곳에는 광역상수도 사업 등을 통하여 용수를 공급하고 있다. 댐에서 용수가 공급되기까지의 과정은 일종의 관수로 흐름으로 생각할 수 있다. 관수로 내를 흐르는 유체가 갑자기 정지하게 되면, 유체 운동 에너지의 변화가 유발되고, 그로 인해 관내에 급격한 압력의 상승이 일어나게 된다. 반대로 정지하고 있던 유체가 빠른 속도로 흐르게 되면 압력 감소가 급격하게 발생한다. 이와 같이 유체 운동 상태의 급변에 의한 압력변화와 그에 따른 압력파가 음속의 속도로 상 하류로 전파되는 현상을 수격작용(waterhammer)이라 한다. 통상적으로 수격작용은 밸브 개폐 정도가 갑자기 바뀔 때, 펌프의 급격한 기동이나 정지 시, 터빈 내 전력소요가 갑자기 바뀔 때, 댐 수위의 갑작스런 변화, 펌프 임펠러의 진동, 물 수요의 급격한 변화 등에 의해 발생하며, 수격작용은 유체의 질량과 운동량 때문에 관 벽에 큰 힘을 가하게 되어 정상적인 동수압 보다 몇 배나 큰 압력을 발생시킴으로 관 자체는 물론 펌프, 밸브, 터빈 등 관 시설물을 파손시키거나 진동, 소음 등을 야기시킴으로 대규모 건물, 공장, 발전소 등을 설계할 경우 그에 대한 적절한 대책을 강구하여야 한다. 특히 댐에 연결된 저수지 또는 조정지로부터의 도수로가 압력수로이며 그 길이가 상당히 크면 수차가 급정지했을 경우 수격작용에 의해서 압력터널 내에 과도한 압력상승이 일어난다. 이 압력상승을 방지함과 함께 발전소 부하의 증감에 따라서 수량을 공급하거나, 흡수할 목적으로 압력도수로와 수압관과의 접합부에 자유수면이 있는 수조를 설치한다. 이것을 조압수조(surge tank)라 한다(최영박, 1979). 조압수조에서 부하의 급속한 차단에 의해서 수차로 유입될 수량이 차단되면 도수로 내로 흘러 들어온 물은 관성 때문에 수조 내의 수위를 상승시키고, 수조 수위가 어느 정도 이상으로 되어 저수지 수위 보다 상승하면 수조로의 유입이 정지하고 반대로 수조에서 저수지로 역류하여 수조수위는 하강한다. 즉, 조압수조는 도수로 내에 발생한 과도한 압력을 수조 내 수면의 승강운동을 이용하여 감소시키고 원래의 안정적인 수위로 회복시킨다. 본 연구에서는 수격작용에 대한 댐 안정성을 확보하는 수단 중의 하나인 조압수조에 대해 살펴보았다. 연구대상으로 용담댐을 선정하였다. 용담댐에 대한 기존의 검토결과 수직 갱의 지름이 5m 이상이면 조압수조의 동적안정조건을 만족 시키는 것으로 조사되었다. 댐의 설계홍수위인 EL. 265.5m를 기준으로 조압수조의 안정성을 감소시키지 않는 범위 내에서 조압수조 내 격벽 설치 유 무에 따른 수조의 최적 크기를 산정하였다. 산정결과를 분석한 결과 동일 조건에서 격벽을 설치한 경우가 격벽을 설치하지 않은 경우에 비해서 조압수조의 면적이 약 21% 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권4호
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• pp.276-289
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• 2013

해상풍력발전 단지를 개발함에 있어 전력수급과 경제성 논리에만 초점이 맞춰짐으로써 여러 가지 환경적 문제들이 발생하고 있으며, 이에 따른 지역사회의 갈등이 유발되고 있는 실정이다. 특히 최근에 국내 해역의 풍황과 해황 조건 등을 중심으로 해상풍력에 대한 입지와 개발량에 대한 연구가 이루어져 왔으나, 해양환경 및 해양생태계에 미치는 영향에 대한 연구는 매우 부족하다. 유럽의 해상풍력발전 선진국에서는 개발 사업에 뒤따르는 환경 모니터링이 활발히 진행되고 있는 데 비해, 국내에서는 해상풍력을 설치하고 운영할 때에 발생할 수 있는 환경적 영향에 관한 모니터링 자료가 전무하다. 따라서 본 연구에서는 국외 해상풍력의 모니터링 사례 및 참고문헌의 사례를 분석함으로써 공사 시와 운영 시의 환경적 영향과 국내 해역에 적합한 환경영향평가 단계에서의 가이드라인을 제시하였다. 이에 따라 궁극적으로는 해상풍력개발에 따른 환경영향을 최소화하고 환경영향평가의 행정절차에 소요되는 협의기간을 단축시키는 데에 목적이 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.386-393
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• 2018

한국의 군수품 산업은 국내 민간 산업직접지의 전략적인 육성 정책에 맞추어, 그 개발과 생산이 특정지역에 편중되는 경향이 있다. 하지만, 최저가 입찰제, 물류의 발달 등으로 인하여 산업직접지의 거점 클러스터와 중소 클러스터의 연관성이 낮아지고 있다. 본 연구에서는 군수품의 납품에 필수적인 공인 시험성적서 관련 정보를 군수품 품질정보 시스템을 통해 수집하고, 이에 대한 사회연결망분석을 실시하였다. 사회연결망분석은 국방품질보증기관, 시험기관, 계약 및 협력업체의 관계를 UCINET의 Two-Mode Network를 통해 분석하였으며, 데이터 간 관계의 단방향성으로 인하여 근접 및 매개 중심성 등은 계산되지 않았다. 중위 기술 산업인 무기체계 분야에서는 서울지역의 시험분석 인프라에 대한 의존도가 높아 지역 산업 클러스터의 특수성능시험과 같은 시험분석 인프라 강화가 필요한 것으로 분석되었으며, 이에 대한 정부 주도의 정책적인 지원이 필요한 것으로 판단되었다. 또한, 저위 기술사업인 전력지원체계 분야에서는 상대적으로 지역적인 시험분석 인프라를 효율적으로 활용하고 있는 것으로 분석되었고, 계약 낙찰과 관련한 전략적 사유로, 지역과 관계없이 컨소시엄을 구축하고, 계약 협력업체 지위를 전략적으로 바꾸는 등 중소 클러스터의 지역적 경계를 극복하고 있는 것으로 분석되었다. 연구결과, 군수품 산업에서 거점 클러스터와 중소 클러스터의 공간적인 불일치성이 일부 확인되었으며, 이에 대한 정책적인 제언이 필요한 것으로 판단되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권12호
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• pp.863-870
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• 2012

본 연구에서는 디지털 수도계량기(smart water meter) 연계형 상수도 원격검침시스템(automatic meter reading)의 국외 시장동향 및 원격검침시스템의 각 구성 요소기술의 개발현황과 현장적용 사례 등을 조사 분석하였다. 국외의 디지털 수도계량기 제조업체는 주로 미국 또는 유럽업체들로서 최근에는 북미뿐만 아니라 아시아 및 유럽에서도 원격검침시스템 사업을 확장하고 있다. 대부분의 디지털 수도계량기 제조업체는 원격검침용 디지털 수도 계량기에서 측정된 데이터를 활용하여 실시간 소비량 검침 및 비용 고지, 절수, 누수탐지, 수질 모니터링, 유량제어 등의 기능이 부가된 통합관리시스템(integrated water management system)과 연계하여 운영하고 있다. 데이터 전송방식은 디지털 수도계량기, 센서를 통해 검출된 데이터를 근거리 통신망(neighborhood area network)을 통해 수집기(data concentration unit)로 전송 후 광역 통신망(wide area network)을 통해 검침서버로 전송하였으며, 데이터 전송방식은 도시 규모, 계량기의 밀도, 전력공급 여부 및 통신망의 설치 여부 등을 종합적으로 고려하여 결정되었다. 일반적인 검침방식은 (1) 고정망(fixed network)을 통한 중앙 검침, (2) 차량(drive by)을 이용한 검침, (3) 사람(walk by)에 의한 검침, 그리고 (4) 비행식(fly by) 검침방식 등이 적용되었다. 전 세계적으로 디지털 수도계량기 연계형 원격검침시스템이 확산되어 용수 및 에너지를 절감하고 수도 요금을 절약하여 온실가스의 배출을 최소화하고 있는 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.551-556
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• 2018

4차 산업혁명이 시대적 이슈로 떠오르며, 우리나라가 기술 후발주자의 위치에서 4차 산업혁명을 선도하는 '퍼스트무버'가 되기 위해, 빅데이터, 인공지능, 로봇, 사물인터넷, 3D 프린팅 등의 ICT 기술을 향후 어떻게 발전시켜 나아갈지 연구개발전략 수립의 중요성이 강조되고 있다. 본 논문에서는 4차 산업혁명이 우리사회에 미칠 파급효과와 현 국방기술기획체계의 현황을 분석하고, 국방의 R&D 관점에서 4차 산업혁명 기술의 국방 분야 활용을 위한 개선방안을 제시하였다. 현 국방 R&D 전략은 군에서 요구하는 무기체계의 연구개발을 통한 적시 전력화를 위해 각 무기체계의 핵심기술들을 사전에 확보하는 방향으로 초점을 맞추고 있다. 현 제도 하에선 4차 산업혁명 기술의 역할이 군에서 요구하는 무기체계의 일부 기능 구현으로 국한되게 된다. 이와 같은 제약의 개선방안으로써 소요무기체계가 결정되지 않았지만, 미래 전장을 선도하게 될 것으로 예상되는 기술 개발을 가능하게 하는 선도형 핵심기술 사업의 활성화와 4차 산업혁명 기술의 국방 R&D 체계 내의 역할 확대를 위해 무기체계 선도형 핵심기술 로드맵의 수립을 제안하였다.