신재생에너지 시스템에 대한 관심이 집중되면서 생애주기비용 분석의 중요성 또한 대두되고 있다. 하지만 LCC분석은 변화하는 환경을 반영하기 힘들며, 특히 분석시점에서의 입력변수(할인율, 인플레이션, 에너지비 등)를 하나의 고정된 값으로 가정하거나 또는 입력변수에 대한 민감도 분석만을 수행함에 따라 변화하는 환경에서 실시간으로 사용자의 의사결정을 지원하기에는 한계가 있다. 이를 위해서는 LCC분석에서의 입력변수의 불확실성뿐만 아니라 운영 유연성을 통합적으로 고려한 새로운 경제성 분석방법론이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 신재생에너지 중 태영열난방시스템을 대상으로 미래의 불확실성과 운영상의 유연성을 확보하고 사용자의 전략적 의사결정을 지원하기 위하여 실물옵션을 활용한 LCC분석 개선방안을 제시하였다. 신재생에너지 시스템 중 태양열난방시스템에 대한 LCC 사례분석을 통하여 확정/확률론적 LCC분석 현황과 한계점을 분석하고, 이를 기반으로 실물옵션 기반 생애주기비용 분석방법을 제안하였으며, 분석결과 기존 LCC분석 결과와 달리 유가상승을 전제하에 태양열난방시스템이 기름보일러보다 경제성이 높은 것으로 분석되었다. 최종적으로 본 연구에서 제시한 실물옵션 기반 생애주기비용은 불확실한 상황과 그에 따른 운영 유연성을 동시에 고려함으로써, 신재생에너지 시스템뿐만 아니라 다양한 대안평가에서도 합리적인 의사결정을 지원할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서는 다목적 최적화 기법을 이용하여 다양한 신재생에너지 자원 기반 통합 에너지 공급 시스템을 설계 및 평가 한다. 본 연구에서는 에너지 공급 시스템의 주요 구성요소로써 태양광 모듈, 풍력터빈 및 화석연료 기반 발전장치 등 에너지 생산 기술을 비롯하여 배터리와 인버터 등의 전력 에너지 저장 및 변환 장치 등도 포함한다. 특히, 6개의 한국 대표 지역을 선별하여 각 지역의 에너지 요구량 및 실제 신재생 에너지 자원 데이터를 기반으로 최적의 독립 통합 에너지 공급 시스템을 설계하였으며, 총 소요비용, 단위에너지비용 및 생애주기 이산화탄소 배출 분석 등, 다양한 지표를 이용하여 시스템의 경제성 및 환경성을 분석한다. 특히 다목적최적화 기법을 이용하여 최소 비용과 최소 이산화탄소 배출 등 두 목적함수를 동시에 만족하는 파레토 솔루션을 규명함으로써 신재생 자원 기반 독립 에너지 공급 시스템 설계의 가능성 및 효과를 정량적으로 분석하였다. 분석 결과, 신재생에너지 자원이 좋은 지역일수록 시스템 구축 비용 증가에 따른 이산화탄소 절감 효과가 높은 것으로 나타났다. 또한, 신재생에너지 자원 기반 에너지 공급 시스템의 전력 단가는 현재 기존 단가보다 평균 0.35~0.46 $/kWh높게 나타났으며, 이산화탄소 배출량의 경우 기존 배출량보다 470~490 g$CO_2$/kWh정도의 저감효과를 보임을 분석하였다.
발전된 전력을 부하설비까지 공급하는 수송체계를 송배전 전력망이라 한다. 송배전전력망은 송배전 설비와 공급선로로 구성되어 있으며 각각 스카다와 배전자동화시스템에 의해 감시, 운영되고 고장발생 시 복구기능을 수행하고 있다. 경제성장에 따라 전력망은 계속 증가되고 운영방법도 더욱 복잡해져 자동화시스템만으로 설비의 상태진단과 고장예측은 물론 효율적 운영에 한계가 나타나고 있다. 또한 지구온난화의 해소를 위해 이산화탄소 감축에 필요한 신재생발전과 전기자동차 충전장치의 설치요구도 증가하고, 대용량 전력저장장치를 이용한 전력계통과 연계도 늘어나고 있다. 따라서 송배전설비와 정보통신기술의 융합을 통해 고장을 예방하고 전력계통운영의 효율화와 고품질의 전력을 안정적으로 공급하기 위한 스마트그리드 기반의 송배전전력망 통합운영시스템의 구성과 동작 체계를 제시하고자 한다.
스마트그리드는 기존의 전력망에 정보통신 기술을 융합하여 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 전력 정보를 교환함으로써 에너지 효율을 최적화 하고자 하는 차세대 전력망이다. 기존의 공급자 중심의 일방향성, 폐쇄성, 획일적인 전력망에서 수요자 중심의 양방향성, 개방성을 특징으로 하며 다양한 서비스를 제공하게 된다. 스마트그리드의 운영환경에서의 비즈니스 모델에 따라 기존 서비스 플랫폼과 신규 서비스 플랫폼을 융합할 수 있는 정보통합 체계가 구축되어야 한다. 또한 이종 플랫폼을 융합할 수 있는 적응 모듈이 체계적으로 설계되어야 하며, 이종 체계간 상호운용성 확보는 필수사항이다. 한편 우리나라는 기후변화 등 범 세계적인 이슈에 대응하기 위하여 저탄소 녹색성장, 에너지 효율향상 및 신성장 동력 창출을 위하여 국가 전략 로드맵을 수립하고 국가 단위의 실증사업을 통한 선제적 대응에 총력을 다하고 있다. 실제로 국가 로드맵과 실증사업은 지능형 전력망, 지능형 소비자, 지능형 운송, 지능형 신재생, 지능형 전력서비스의 5개 분야의 응용서비스 영역 기반으로 나누어져 각각의 서비스 플랫폼 구조를 가지고 있으며, 이에 대한 스마트그리드 플랫폼 통합 체계 기술은 스마트그리드의 핵심 기술이다.
본 연구에서는 풍력 터빈 블레이드의 다분야 통합 최적 설계를 위하여, 진동하는 비정상 공력하중에 의한 작동 수명을 고려한 최적화 과정을 수행하였다. 최적화 대상으로는 NREL의 1.5MW 급 풍력터빈을 baseline 으로 하였고, NREL의 FAST 프로그램을 이용하여 발전기의 정격 출력 및 블레이드에 작용하는 비정상 공력 하중 특성을 분석하였다. 최적화 수행 시 블레이드 형상의 효율적인 구현을 위해 형상모델링 함수를 이용하여 코드 길이와 트위스트 분포를 모델링하였다. 그리고 상용 MDO Framework 인 Piano를 이용하여 블레이드 루트부의 비정상 공력하중 조건을 완화시키는 최적화 설계를 수행하였다. 정격출력을 유지하면서도 Out of Plain 방향의 하중 조건을 개선하여 보다 긴 작동 수명을 기대할 수 있는 블레이드 형상을 설계하였다.
본 연구는 한국전자통신연구원에서 개발한 멀티미디어 DBMS의 하부 저장 시스템인 MIDAS-III에서 기존에 지원하던 일반호일, BLOB, CLOB 형태의 데이터 이외에 멀티미디어 스트림 데이터를 추가로 지원하기 위한 연구이다. 본 논문에서는 MIDAS-III에 새롭게 추가된 데이터 형태인 멀티미디어 스트림에 대한 디스크 입출력 성능을 향상시키기 위해 스트림 데이터의 대용량, 연속재생의 특성을 고려한 데이터 저장 구조를 설계한다. 또한 디스크 스케줄러가 존재하지 않던 기존의 MIDAS-III에서 여러 형태의 데이터를 통합 지원하기 위한 2단계 디스크 스케줄러를 설계한다. 멀티미디어 스트림 데이터에 대해서는 데이터의 연속재생 특성을 고려한 선 인출 기법을 적용하여 디스크 입출력 접근 요구들을 최적화하도록 처리한다. 이에 따라 줄어든 시간만큼 BLOB, CLOB 등과 같은 다른 요구들을 처리할 수 있으므로 전체적인 성능을 향상시킬 수 있다.
최근 도시내 기반시설이 노후화된 불량지구에 거주하는 사회적 약자(저소득층, 도시빈곤층)가 도시재생과정에서 지불능력한계 등에 의하여 재정착하지 못하고 있는 문제는 사회적 이슈로 부각되고 있다. 이에 본 연구에서는 사회적 약자의 재정착을 위한 방안 중 하나로 '입찰가격 최적화 및 생산비용 절감', '공기단축을 통한 비용절감', '적정 품질 만족'을 목적으로 한 '최저통합환산가격(입찰가격+공사기간환산가격) 개념의 기술제안 기반 입찰제도'를 제시하였으며, 이는 프로젝트단위 기술제안, 공종단위 기술제안, 공기단축 기술제안을 기반으로 이루어진다. 본 연구에서 제안한 최저통합환산가격 개념의 기술제안 기반 입찰제도는 공기단축에 의한 추가적인 인력 및 장비의 투입과 품질향상 등에 의하여 직접비는 상승되나 공기단축에 의한 발주자 비용, 감리비, 원주민 보상비에 대한 이자비용, 간접비, 이자 지급비, 물가 상승비 등의 절감이 기대된다. 이와 더불어 공기단축 및 공사비 절감 관련 기술 지식의 축적은 향후 프로젝트 공사비 및 공사기간 최적화가 가능함은 물론 국가 및 기업 경쟁력 향상이 기대된다.
본 연구에서는 다양한 신재생 에너지원 기반 전력 공급 시스템 구축하고, 각 시스템의 최적 전력 공급 비용을 비교 분석 하였다. 특히, 풍력 및 태양광 등 대표적인 신재생에너지 생산 기술과 더불어 대형 에너지 저장 시스템 및 바이오매스 기반 전력 생산 기술을 포함함으로써, 신재생에너지 자원의 간헐성 및 에너지 공급과 수요의 불균형의 한계를 극복하였다. 본 연구에서 제안한 6가지의 신재생 에너지원 기반 전력 공급 시스템을 실제 제주도 전력 공급 문제에 적용함으로써, 제주도 지역의 최적 에너지 시스템을 규명하였으며, 다양한 에너지 생산 기술의 조합의 효과를 분석하였다. 분석 결과, 태양광 및 풍력 기반 전력 공급 단가는 각각 0.18, 0.28 $/kWh로 개별 자원 기반의 에너지 생산 시스템의 기존 전력망을 통한 공급 단가에 비해 경쟁력이 낮았다. 또한 자원의 간헐성 및 공급과 수요의 불균형 등 단일자원 기반의 단점을 효과적으로 개선하기 위하여 3가지 신재생 자원 및 대형 에너지 저장 시스템을 포함한 하이브리드 공급 시스템의 경제적 효과를 분석하였다. 그 결과 기존 전통적 전력망 공급과 가격 경쟁력을 갖는 0.08 $/kWh 수준의 100% 신재생에너지 기반 전력 공급 시스템 구축이 가능함을 규명하였다.
UPnP AV 프레임워크는 홈 네트워크 미들웨어 기술의 중요한 부분으로 네트워크에 접속한 다양한 AV 디바이스를 투명적으로 통합 및 관리한다. 그러므로 사용자는 언제 어디서나 AV 컨텐츠를 접근 및 제어할 수 있다. 기존의 흠 엔터테인먼트 시스템들은 멀티미디어 흠 서버 위주로 PC 환경에서 멀티미디어 컨텐츠의 서비스 제공을 목표로 하고 있다. 본 논문에서는 원격 제어 서비스를 지원하는 통합 홈 엔터테인먼트 시스템(u-MUSE 시스템) 개발에 대하여 설명한다. 제안하는 시스템은 기존의 홈 엔터테인먼트 서비스 외에 가정에서 멀리 떨어져있는 AV 디바이스의 어플리케이션을 조작하거나, AV 컨텐츠를 직접 제어할 수 있다. 이 시스템은 통합 시스템 제어 및 AV 컨텐츠 재생 서비스를 지원하여 가정에서의 가전 디바이스 제어 센터의 역할을 충분히 수행한다.
본 연구에서는 장기적 통합적으로 기후변화에 적극적으로 대응할 수 있는 대학의 잠재적 역량을 발휘하여, 워터프론트에 위치한 캠퍼스의 입지적 장점을 극대화한 캠퍼스를 조성하고 최단기간에 긍정적인 변화를 가져올 수 있는 계획방안을 제안하고자 한다. 기존의 그린캠퍼스 운동이 주로 물과 에너지 절약, 친환경재료 및 신재생에너지 사용, 녹지공간 조성 등 대학 내 건축물에 대한 이산화탄소 저감을 추진하고 있다면, 워터프론트 대학의 지속가능 캠퍼스 조성은 여기에 더하여 지리적 특성을 반영한 공간계획과 친수, 안전, 건강, 스마트 등 구성원들의 인간적 환경을 개선하기 위한 물리적 계획을 포함하도록 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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