• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제4권6호
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• pp.185-196
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• 2015

에너지 절감형 서버 클러스터는 에너지 절감을 고려하지 않는 기존 서버 클러스터에 비해 서비스 품질을 보장하면서 전력소비를 절감하는 것을 목표로 한다. 에너지 절감형 서버 클러스터에서는 현재의 부하를 처리하는 데 필요한 최소수의 서버들만 ON 하도록 고정 또는 가변 주기로 서버들의 전원모드를 조정한다. 이에 대한 기존 연구들은 전력 절감 또는 서비스 품질을 보장하려고 노력해왔지만 에너지 효율성을 잘 고려하지는 못했다. 본 논문에서는 에너지 절감형 클러스터에서 자율학습기반의 에너지 효율적인 클러스터 관리 기법을 제안한다. 자율학습을 통해 최적화된 파라미터들을 이용하여 전력 소모 대비 최고의 성능을 얻을 수 있도록 서버 전원모드를 조정한다. 제안방법은 서버 전원모드 조정을 위해 아래의 과정을 반복 수행한다. 첫째, 현재 부하 및 트래픽 패턴을 보고 현재 워크로드 패턴 유형을 사전에 정의한 대로 분류한다. 둘째, 학습 테이블을 탐색하여 해당 워크로드 패턴 유형에 대해 예전에 학습이 수행되었는지 확인한다. 만일 수행되었다면 이미 저장된 파라미터를 이용한다. 그렇지 않으면, 학습을 수행하여 에너지 효율성 관점에서 최고의 파라미터를 얻어 저장한다. 셋째, 얻어진 파라미터를 이용하여 서버 전원모드를 조정한다. 제안방법을 구현하여 16개의 서버 클러스터 환경에서 3가지 다른 부하 패턴들을 이용하여 실험을 수행하였다. 실험 결과는 제안방법의 에너지 효율성이 뛰어남을 보여주고 있다. 뱅킹 부하패턴, 실제 부하패턴, 가상 부하패턴 각각에 대하여, 제안방법의 단위전력당 good 응답 수가 기존의 정적 서버 전원모드 제어방법의 99.9%, 107.5%, 141.8%이고, 기존의 예측방법의 102.0%, 107.0%, 106.8%이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.2968-2974
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• 2014

건물에 설치된 조명의 경우, 야간 통행자 및 광량이 부족한 곳을 위해 인체 감지센서를 이용하여 조명을 제어한다. 그러나 부적절한 센서 위치로 인한 오작동의 문제가 있으며, 대형 건물 통로의 경우 통행자 통과 후에도 장시간 조명기구가 점등되어 있는 문제점이 존재한다. 본 논문에서는 실내 위치 측위를 통해 상주자의 위치에 따라 조명을 제어하는 위치측위 기반 조명 제어 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 위치측위 기술 중 하나인 fingerprinting 기술을 이용, 스마트 디바이스를 통해 수집된 RSSI (Received Signal Strength Indicator) 데이터를 토대로 측위 된 영역에 해당하는 조명만을 점등함으로써 불필요하게 소비되는 소비전력을 감소시킨다. 4인의 상주자가 존재하는 환경에서 실험결과 개별 조명의 조도는 308 lux였으며, 기존 방식에 비해 49 Wh의 소비전력 절감 효과가 나타났음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37A권12호
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• pp.1085-1092
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• 2012

이동통신 시스템은 무선 자원과 배터리 전력을 효율적으로 관리하기 위해 사용자 상태 천이 방식을 정의하고 있다. 이러한 상태 천이 방식에서는 에너지 소비가 많은 상태가 기본적으로 짧은 접속 지연을 제공하므로 에너지와 지연 성능 사이에 트레이드오프 관계가 존재한다. 본 논문에서는 이동 응용 서비스의 트래픽 속성을 고려하여 UMTS 시스템의 사용자 상태 천이 방식을 분석한다. 상태 천이 방식의 마르코프 모델링을 통하여 에너지 소비량과 활성 지연을 수학적으로 도출하고 운용 파라미터에 따라 이들의 트레이드오프 관계를 파악한다. 분석 결과로 도출된 에너지-지연 트레이드오프 곡선은 주어진 상태 천이 방식이 달성 가능한 성능 한계를 보여주며 지연 요구사항을 보장하면서 에너지 소비를 최소화하는 최적 운용 전략을 제시한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.491-497
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• 2015

본 논문에서는 능동형 RFID 방식의 태그와 리더로 구성된 대기 전력 제어 모듈을 설계하고 구현한다. 태그와 리더는 C8051 MCU와 CC2500으로 구성된 RF모듈을 내장하고 있으며 리더에는 대기 전력 제어 콘센트가 부착되어 있다. 리더는 송신 패킷 인식 여부에 따라 릴레이를 제어한 후 전원 공급을 차단하여 대기 전력으로 소비되는 전력을 감소시키며 저 전력 패킷 예측 알고리즘이 적용되어 태그와 리더의 전력 소모를 낮추었다. 실험 결과, 리더의 패킷 송, 수신 여부에 따라 대기 전력 제어 콘센트의 릴레이를 동작시켜 대기 전력을 제어할 수 있음을 확인하였다. 또한 RSSI값에 따라 태그와 리더 사이의 동작 거리 설정이 가능하며, 콘센트의 대기 시간 동안 리더에서 작동하는 수신 Duty Cycle을 설정함으로써 리더에 소모되는 전력을 절감할 수 있음을 확인하였다.

• 자원환경지질
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• 제50권2호
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• pp.159-170
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• 2017

다공성 구조의 장석과 주택 시방기준으로 제작된 바닥 축열층 모르타르의 열적 특성과 소비전력을 비교하였다. 실험을 위해 온수관이 설치된 2개의 실대형 모형을 제작하였다. 자외선 열화상 온도와 온도센서를 이용하여 가열과 냉각과정에서 축열층의 온도변화를 모니터링하였다. 시험동의 축열층은 $20-30^{\circ}C$ 구간의 온도 범위의 가열조건에서 $2-3.5^{\circ}C$ 높은 온도를 보였고 목표 온도에 도달하는 시간이 단축되었다. 온수관에서 멀어질수록 $4-4.8^{\circ}C$ 이상의 차이를 보였고 이는 장석 기반의 모르타르 축열층이 열적 평형에 빨리 도달하는 것을 지시한다. 가열 온도 $30^{\circ}C$를 기준으로 산정한 소비전력은 2.2배 차이를 보였고 단계별 온도 상승에서 소비전력은 66% 절감되었다. 냉각에서 시험동의 표면온도는 지속해서 $2^{\circ}C$ 이상 높았고 축열로 인해 보일러의 재가동 시간이 연장되는 것을 고려하면 에너지 효율은 더 증가할 것이다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제31권4호
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• pp.909-930
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• 2022

국내 전기요금 체계는 연료비 인상 등 원가 변동에 연계될 수 있는 제도적 근거가 마련되어 있음에도 물가상승 등 국민경제적 부담 등을 고려해 적기에 인상되지 못하는 상황이 발생하고 있다. 이처럼 전기요금이 정상적으로 조정되지 않음에 따라 우리나라 전기요금은 전 세계적으로 낮은 수준을 기록하고 있으며, 가격신호 전달 기능을 상실해 비효율적인 전력소비가 발생하는 문제점이 있다. 본 연구는 2017~2020년 연료비와 발전원별 발전량 등 실적 자료를 바탕으로 계약종별 전력의 공급원가(총괄원가) 수준을 추산하였으며, 이를 바탕으로 2030년 전기요금이 조정되어 가격신호 왜곡 문제가 해소될 경우 전력소비가 얼마나 변화하는지를 추정해 보았다. 추정 결과 전기요금이 공급원가(총괄원가)를 모두 회수할 수 있는 수준으로 조정된다면 전력소비는 9,000GWh 가량 절감될 것으로 나타났다. 이는 발전 부문의 온실가스 배출량을 약 3.82백만CO₂ton 감축시키는 효과로 이어졌다.

• 정보교육학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.461-467
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• 2019

융복합 응용의 일반화로 라즈베리파이나 아두이노 임베디드형 제어 보드의 활용이 늘고 있다. 이러한 제어장치 설치는 상시 전력이 부재한 상황에서도 운영되어야 하는 경우가 많다. 이러한 경우에 흔히 태양광을 이용하기 때문에 충분한 전력 확보가 쉽지 않다. 본 논문에서는 이러한 저전력 환경 하에서도 작동할 수 있는 효과적인 제어 체계를 제안하고자 한다. 본 논문에서 구성한 실험 기기는 일정한 주기별로 DSLR 카메라 촬영하는 장치이다. 장치의 제어 모듈은 라즈베리파이와 아두이노 보드를 결합한 복합물이며, 아두이노 보드가 정해진 주기별로 라즈베리파이 보드를 동작시키도록 구성하였다. 본 논문에서는 이러한 전력 제어를 위한 프로그램을 개발하였고 이 펌웨어에 의하여 라즈베리파이의 전력 소모를 일자별, 시간별로 측정하여 전체 시스템의 효율성을 검증하였다. 아두이노 보드는 정한 간격마다 라즈베리파이에 전력을 공급하여 카메라에 슈팅 신호를 전송하도록 하였다. 실험결과, 10일간의 실험 기간 동안 일정하고 안정적인 전력 소모가 측정되었다. 결국 아두이노를 결합하여 절전하는 경우 라즈베리의 소비전력량을 약 81% 절감한 것으로 조사되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.31-42
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• 2017

철도 시스템의 전력 소비를 줄이기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 그 중에서 급속충전방식 무가선 전동차 시스템은 철도 분야에서 매우 효율적인 에너지 절감 기술로 주목 받고 있다. 본 논문에서는 ESS를 이용한 급속충전 무가선 전동차 시스템을 소개하고 현재의 도시철도 전기요금 산정방식에 대하여 분석하였다. 이러한 분석을 바탕으로 급속 충전 무가선 전동차 시스템 적용 가능한 두 가지 전기요금 저감 방안(기본요금을 저감하는 방식(Case 1)과 전력량요금을 저감시키는 방식(Case 2))을 제안하였다. 제한하는 방식의 타당성 확인을 위해 현재 운영 중인 전동차 시스템(도시철도 2호선)의 전기요금과 비교하여 비용 경제성을 평가하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.294-302
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• 2004

본 연구에서는 수직순환식 입체주차설비용 유도전동기를 제어할 수 있는 인버터장치를 개발하였다 차량의 주차 공간인 파렛트를 호출하는 경우 종래 시스템에 있어서의 승강장 정위치 제어 불능 문제와 이동속도가 잔존한 상태에서의 강제 제동에 따른 제동장치계통의 급속한 마모현상을 근본적으로 해결하도록 하였다. 또한 전원회생기능을 구비한 컨버터제어기를 적용함으로써 수전단 전원용량의 축소와 동작빈도수의 증가에 따른 소비전력의 절감 효과를 기하도록 하였다. 본 연구를 통해 수직순환식 기계식 주차설비의 구동제어에 있어서 부하에 따른 위치 및 속도제어를 효과적으로 구현함으로써 정숙한 운전 특성을 확보하였고 역률제어에 따른 에너지 절감 효과를 기하였다. 실험은 55㎾급 유도전동기를 대상으로 하여 그 결과를 확인하였다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.57-66
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• 2023

현재, 에너지 효율 향상으로 소비감축을 시행하는 새로운 에너지 시스템이 대두되고 있다. 이에 스마트그리드가 확산되면서 계시별 요금제가 확대되고 있다. 계시별 요금제는 계절별 / 시간별로 요금을 다르게 적용해 사용량에 따라 요금을 내는 요금제이다. 본 연구에서는 에너지 전력 사용량 데이터를 예측하기 위해, 온도/요일/시간/계절 등 외부 요인을 고려하고 시계열 예측 모델인 LSTM을 활용한다. 이러한 에너지 사용량 예측 모델을 기반으로 기기별 사용패턴을 분석하여 전력 에너지를 최대부하시간대에서 경부하시간대로 수요이전 함으로써 에너지 사용요금을 절감한다. 기기별 사용패턴을 분석하기 위해서는 시간대별로 기기의 사용량 패턴을 학습 및 분류하는 clustering 기법을 사용한다. 정리하자면, 본 연구에서는 사용자의 전력 데이터 사용량을 기반으로 사용량과 사용 요금을 예측 및 기기별 사용패턴을 분석하고 분석 기반의 맞춤형 수요이전 서비스를 제공함으로써 사용자에게 요금 절감 효과를 가져다 준다.