• 한국진공학회지
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• 제21권1호
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• pp.62-68
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• 2012

건재 일체형 태양광발전(BIPV) 응용을 위해 광 입사각에 따른 태양전지의 변환 효율은 중요하다. 양자효율은 태양전지의 파장별 전자 수집효율을 말하며, 입사각별 양자효율 측정으로 입사각에 따른 태양전지 출력 변화 요인을 분석할 수 있다. 이러한 입사각별 양자효율은 태양전지 종류에 따라 차이를 보인다. 본 연구에서는 가장 많이 쓰이는 벌크형 단결정 실리콘 태양전지와 박막형 비정질 실리콘 태양전지의 입사각별 양자효율을 비교하였다. 그 결과, 단결정 실리콘 태양전지에서는 광 입사각이 증가함에 따라 전 파장영역에서 양자효율이 감소했다. 반면, 비정질 박막 실리콘 태양전지에서는 단파장 영역에서는 결정질 실리콘과 동일하게 감소하였으나, 그 이후의 흡수 영역에서 약 $40^{\circ}$의 입사각까지 증가 또는 일정한 양자효율을 보이다가 이후에 급격히 감소하는 결과를 얻었다. 이는 비정질 박막 실리콘 태양전지에서 입사각이 증가함에 따라 특정 파장 영역에서 산란과 박막 구조의 영향으로 예상된다. 따라서, 태양전지의 구조 및 광학 구조 최적화 등으로 BIPV 적용에 유리한 구조 태양전지 제작이 가능할 것으로 보인다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.8-15
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• 2020

딥러닝을 사용한 예측 방법은 동일한 예측 모델과 파라미터를 사용한다 하더라도 데이터셋의 특성에 따라 결과가 일정하지 않다. 예를 들면, 데이터셋 A에 최적화된 예측 모델 X를 다른 특성을 가진 데이터셋 B에 적용하면 데이터셋 A와 같이 좋은 예측 결과를 기대하기 어렵다. 따라서 높은 정확도를 갖는 예측 모델을 구현하기 위해서는 데이터셋의 성격을 고려하여 예측 모델을 최적화하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 하루 대학 캠퍼스 전력사용량을 1시간 단위로 예측하기 위해 데이터셋의 특성이 고려된 예측 모델이 도출되는 일련의 방법을 단계적으로 제시한다. 데이터 전처리 과정을 시작으로, 이상치 제거와 데이터셋 분류 과정 그리고 합성곱 신경망과 장기-단기 기억 신경망이 결합된 알고리즘(CNN-LSTM: Convolutional Neural Networks-Long Short-Term Memory Networks) 기반 하이퍼파라미터 튜닝 과정을 소개한다. 본 논문에서 제안하는 예측 모델은, 각 시간별 24개 포인트에서 2%의 평균 절대비율 오차(MAPE: Mean Absolute Percentage Error)를 보인다. 단순히 예측 알고리즘만을 적용한 모델과는 달리, 단계적 방법을 통해 최적화된 예측 모델을 사용하여 단일 전력 입력 변수만을 사용해서 높은 예측 정확도를 도출한다. 이 예측 모델은 모바일 에너지관리시스템(Energy Management System: EMS) 어플리케이션에 적용되어 관리자나 소비자에게 최적의 전력사용 방안을 제시할 수 있으며 전력 사용 효율 개선에 크게 기여할 것으로 기대된다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.21-30
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• 2011

각종 환경 규제에 대한 대응이 세계 IT 시장에서 큰 이수로 부각되면서 데이터 센터 유지를 위해 소모되는 막대한 양의 에너지와 저장 장치를 효율적으로 관리하기 위한 통합(Consolidation), 가상화(Virtualization), 최적화(Optimization), 관리 (Leverage) 등의 다양한 시도가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 이러한 노력의 일환으로 다수의 저장 장치를 계층화하여 전력 소비량 및 데이터 이중화 작업의 강도를 달리하는 새로운 개념의 RAID 기법을 제안한다. G-RAID는 저장 장치의 전력 소비량을 계층화하고 데이터 접근 빈도수에 따라 저장 장치를 선택함으로써 데이터 I/O 성능 저하의 발생을 최소화하면서 전력 소비를 최소화 했다. 또한 파일 시스템과 G-RAID의 블록 맵 정보는 효율적인 작업을 위해 연속적으로 위치한 블록들의 그룹을 기본 단위로 처리되며 그룹 별 접근 빈도수를 고려하여 블록 연결 작업으로 인한 성능 감소를 최소화하고자 했다. 실험 결과, 블록 재배치 작업으로 인한 응답 시간의 향상이 나타났지만 전력 소비 율은 최대 38% 감소하는 것으로 나타났다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권1호
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• pp.97-104
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• 2016

저장해야 하는 데이터양이 상당히 증가하여 필요 저장 장치의 수가 증가하게 되었다. 다수의 저장 장치 이용 시 일부 저장 장치가 사용 불가능하여도 파일의 가용성을 보장하는 파일 분산 저장 기술이 필수적이다. 최근 다수의 저장 장치로 구성된 파일 분산 저장 시스템의 에너지 소모가 문제가 되고 있다. 파일 분산 저장 시스템의 에너지 효율성을 향상시키기 위한 대표적인 기존 기술은 효율적인 파일 블록 배치를 통하여 사용량이 적은 시간에 일부 저장 장치를 절전 상태로 변경하는 것이다. 한 번 배치가 된 파일 블록의 재배치는 기존 연구에서 고려되지 않는데, 대량의 파일을 저장하고 있는 파일 분산 저장 시스템에서 파일 블록의 재배치에는 큰 비용이 필요할 수 있기 때문이다. 하지만 새 저장 장치나 파일이 추가되는 경우를 고려할 때 파일 블록의 재배치는 필수적이다. 본 논문은 파일 블록의 재배치 시 필요한 블록 이동수를 최소화하는 정수 최적화 문제를 제시하고 이를 분기한정법 알고리즘으로 해결하는 방법을 제안한다. 이를 통해 최소한의 파일 블록 이동으로 최대한의 많은 수의 저장 장치를 절전 상태로 변경할 수 있다. 하지만 정수 최적화 문제의 분기한정법 알고리즘을 통한 해결은 연산 속도가 문제 크기에 따라 지수 함수적으로 증가하는 문제가 있다. 따라서 본 논문에서는 모든 파일과 데이터 서버를 여러 집단으로 나누어 크기가 작은 문제 다수를 해결하는 방식을 제안한다.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제4권1호
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• pp.54-63
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• 2015

Increasing air pollution levels and the global oil crisis has become a major hindrance in the growth of our automobile sector. Traditional Internal Combustion engines running on non-renewable fuels are proving to be the major culprit for the harmful effects on environment. With few modifications and also with assistance of few additional components current small SI engines can be modified into a pneumatic engine (commonly known as Compressed Air Engines) without much technical complications where the working fluid is compressed air. The working principle is very basic as adiabatic expansion of the compressed air takes place inside the cylinder pushing the piston downwards creating enough MEP to run the crank shaft at decent RPM. With the assistance of new research and development on pneumatic engines can explore the potential of pneumatic engines as a viable option over IC engines. The paper deals with analysis on RPM variation with corresponding compressed air injection at different crank angles from TDC keeping constant injection time period. Similarly RPM variation can also be observed at different injection pressures with similar injection angle variation. A setup employing a combination of magnetic switch (reed switch), magnets and solenoid valve is used in order to injection timing control. A conclusive data is obtained after detailed analysis of RPM variation that can be employed in newly modified pneumatic engines in order to enhance the running performance. With a number of benefits offered by pneumatic engine over IC engines such as no emissions, better efficiency, low running cost, light weight accompanied by optimized injection conditions can cause a significant development in pneumatic engines without any major alteration.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.16-26
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• 2010

본 논문에서 제안하는 전력계통계획 방법론은 계통계획이 신규 자원의 수익에 영향을 미칠 수 있다는 인식 하에 발전 및 송전 투자 결정에 관한 상호 작용을 반영하고, 이것으로 인하여 설비 투자자 및 전력계통계획자의 목적을 동시에 고려할 수 있게 된다. 이러한 관점에서 본 논문은 혼합정수계획 모형에 기초한 전력계통계획 전산모형 프로그램을 개발하고자 한다. 이 소프트웨어는 설비예비율, 발전원별 비율,순동예비력 양, 에너지 및 연료제약 조건, 송전선로 사고 및 손실, 파이 분기 등의 기술적 제약조건을 만족하면서 신규 발전설비, 송전선로, 변전소의 용량뿐만 아니라 건설 시기와 장소를 결정하도록 설계되어 있다. 최종적으로 간단한 Garver 계통을 통하여 본 논문에서 제안된 전산모형 프로그램의 정확성 및 효율성을 검증하고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권2호
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• pp.183-190
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• 2014

본 논문은 해양플랜트용 다상유동 펌프 개발에 대한 주제로 연구를 수행한 내용이다. 연구 수행을 위하여 다상유동 펌프 임펠러와 디퓨져 기본 모델을 선정한 후 수치해석을 통한 성능 평가를 수행하였다. 실험 계획법(DOE)을 이용한 최적 설계를 수행하기 위해 임펠러와 디퓨져에 대한 설계 변수와 변수 변화 범위를 선정하였으며 선정된 변수들에 대한 시험 셋을 산출하여 수치해석을 통한 성능 평가를 수행하였다. 각 시험 셋에 대한 성능 평가 결과를 분석하여 설계 변수들에 대한 영향성 평가를 수행하였으며 최종적으로 다상유동 펌프에 대한 최적 모델을 도출하였다. 추가적으로 다상유동 해석을 수행하여 기체체적률(Gas Volume Fraction) 변화에 따른 성능을 평가하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권3호
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• pp.340-349
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• 2016

본 연구에서는 정유산업의 유지 및 보수기간에 배출되는 고농도폐수의 COD (Chemical Oxygen Demand)를 효과적으로 제거하기 위해 전기산화공법을 적용하였다. 우선 산업에서 배출되는 실제 폐수를 처리하기 위하여 BDD전극을 개발하고, 개발된 전극을 이용하여 전류밀도, pH, 전해질농도, 반응시간 등과 같은 다양한 운전조건하에 실험을 진행하였다. 둘째, 이러한 실험결과를 이용하여 전기분해의 kinetic parameter를 산출한 후에, 이를 토대로 전기산화 처리설비를 수학적으로 모델링 하였다. 마지막으로, 기존에 정상운전 조건 시 사용하던 저 농도 폐수를 처리하는 공정의 유입조건에 맞추기 위하여 전기산화 처리설비의 설계 및 운전의 다양한 변수들을 최적화함으로써 보다 효율적인 폐수 전처리 시스템을 개발하였다. 본 연구를 통해 개발된 모델의 결정계수($R^2$)는 0.982로 상당히 작은 오차범위를 보여줌으로써 모델의 높은 정확도를 입증하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제36권2호
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• pp.153-163
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• 2020

Magnetic separation technology is an efficient and environmentally friendly technology. Compared with the traditional wastewater treatment technology, the magnetic separation technology has its unique advantages and characteristics, and has been widely applied in the field of wastewater treatment. In particular, the emergence of superconducting magnetic separation technology makes possible for high application potential and value. In this paper, which through consulting with the literatures of Korea, Chinese, United States and other countries, the magnetic separation technology applied to wastewater treatment was mainly divided into direct application of magnetic field, flocculation, adsorption, catalysis and separation coupling technology. Advantages and limitations of the magnetic separation technology in sewage treatment and its future development were also studied. Currently, magnetic separation technology needs to be studied for additional improvement in processing mechanism, design optimization of magnetic carrier and magnetic separator, and overcoming engineering application lag. The selection, optimization and manufacturing of cheap magnetic beads, highly adsorbed and easily desorbed magnetic beads, specific magnetic beads, nanocomposite magnetic beads and the research of magnetic beads recovery technology will be hot application of the magnetic separation technology based on the magnetic carriers in wastewater treatment. In order to further reduce the investment and operation costs and to promote the application of engineering, it is necessary to strengthen the research and development of high field strength using inexpensive and energy-saving magnet materials, specifically through design and development of new high efficiency magnetic separators/filters, magnetic separators and superconducting magnetic separators.

• 설비공학논문집
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• 제28권10호
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• pp.402-407
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• 2016

Ground-coupled heat pump systems have been widely used, as they are regarded as a renewable energy source and ensure a high annual efficiency. Among the system components, borehole heat exchangers (BHE) play an important role in decreasing the entering water temperature (EWT) to heat pumps in the cooling season, and consequently improve the COP. The optimal sizing of the BHEs is crucial for a successful project. Other than the existing sizing methods, a simulation-based design tool is more applicable for modern complex geothermal systems, and it may also be useful since design and engineering works operate on the same platform. A simulation-based sizing method is proposed in this study using the well-known Duct STorage (DST) model in Trnsys. TRNOPT, the Trnsys optimization tool, is used to search for an optimal value of the length of BHEs under given ground loads and ground properties. The result shows that a maximum EWT of BHEs during a design period (10 years) successfully approaches the design EWT while providing an optimal BHE length. Compared to the existing design tool, very similar lengths are calculated by both methods with a small error of 1.07%.