• 청정기술
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• 제27권4호
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• pp.277-290
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• 2021

슈퍼커패시터는 일반 커패시터(축전지, 콘덴서)에 비해 정전용량이 매우 큰 커패시터로 전기화학 커패시터 혹은 울트라 커패시터(ultracapacitor) 라고도 부르는데, 화학반응을 이용하는 배터리와 달리 전극과 전해질 계면의 단순한 이온 이동이나 표면화학반응에 의한 충전현상을 이용한다. 짧은 충전시간(~ 30초), 우수한 출력특성, 반영구적 수명(~ 100,000 cycle), 낮은 유지비용, 빠른 응답특성, 높은 안정성 등을 특징으로 하여, 백업용 전원, 무정전전원장치, 수송 기계 및 스마트 그리드의 고출력 보조 전원 등 급속 충방전이 필요한 전자기기 및 고출력이 요구되는 산업분야에서 활용되고 있다. 태양광과 풍력 같은 불규칙적인 전력원을 활용하는 발전에서 2차 배터리와 함께 에너지저장장치로 구성되어 상대적으로 느린 배터리의 충·방전 특성을 보상하고 배터리 수명연장에 기여하며 시스템의 전체 전력 품질을 향상시킬 수 있다. 본 고에서는 이처럼 에너지저장장치로 다양한 분야에서 활용되고 있는 슈퍼커패시터에 대해, 전극 재료에 따른 에너지 저장 원리 및 메커니즘, 분류를 간략하게 살펴보고, 국내외 제품 연구, 특허, 시장 및 제품 현황을 제시하여 활용성을 검토하고 향후 전망을 살펴보았다. 에너지 저장 소자로 슈퍼커패시터가 관련 산업 수요에 대응하기 위해서는, 고전압 모듈 기술, 고효율 충전, 안전성, 추가적인 성능개선 및 비용경쟁력 등 아직까지 해결해야 할 과제들이 많다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 춘계학술대회
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• pp.255-258
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• 2022

최근 환경 오염이 지속되면서 신재생 에너지에 대한 사람들의 관심이 높아지고 있다. 제주 지역은 태양광, 태양열, 바이오, 풍력 발전 등 신재생 에너지 발전이 많이 이루어지고 있지만, 그에 비하여 관련 데이터의 개방과 분석 사례는 부족한 상황이다. 이에 본 연구에서는 전 세계 데이터 사이언티스트(Data Scientists)들이 활동하고 있는 캐글(Kaggle) 플랫폼을 활용하여 태양광 생산량과 관련된 변수를 추출하고, 데이터에 적용할 수 있는 머신러닝(Machine Learning) 기법을 탐구하여 머신 러닝 설계를 위한 제주 지역의 태양광 발전 데이터셋(Dataset) 형태(Form)를 제시하고자 한다. 구체적으로는 캐글 데이터 플랫폼을 활용하여 태양광 에너지 분석을 진행한 후 제주 지역 태양광 데이터 수집에 대한 보완점을 제안할 수 있다. 이러한 시도는 제주 지역의 태양광 산업의 발전을 위한 데이터 분석에 활용이 가능할 것으로 기대할 수 있다. 즉, 현재 개방되어 있는 제주 지역의 태양광 발전 데이터셋 형태를 인공지능(Artificial Intelligent) 분석을 위한 머신러닝에 적합한 형태로 구축이 될 수 있도록 제안할 수 있다. 이를 통하여 제주 지역 태양광 산업의 발전의 효율을 높이는 방안을 마련하는데 기반 연구가 될 것이다.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제8권1호
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• pp.25-34
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• 2014

In winter 2013, extreme air pollution by fine particulate matter ($PM_{2.5}$) in China attracted much public attention. In order to simulate the $PM_{2.5}$ pollution, the Community Multiscale Air Quality model driven by the Weather Research and Forecasting model was applied to East Asia in a period from 1 January 2013 to 5 February 2013. The model generally reproduced $PM_{2.5}$ concentration in China with emission data in the year 2006. Therefore, the extreme $PM_{2.5}$ pollution seems to be mainly attributed to meteorological (weak wind and stable) conditions rather than emission increases in the past several years. The model well simulated temporal and spatial variations in $PM_{2.5}$ concentrations in Japan as well as China, indicating that the model well captured characteristics of the $PM_{2.5}$ pollutions in both areas on the windward and leeward sides in East Asia in the study period. In addition, contribution rates of four anthropogenic emission sectors (power generation, industrial, residential and transportation) in China to $PM_{2.5}$ concentration were estimated by conducting zero-out emission sensitivity runs. Among the four sectors, the residential sector had the highest contribution to $PM_{2.5}$ concentration. Therefore, the extreme $PM_{2.5}$ pollution may be also attributed to large emissions from combustion for heating in cold regions in China.

• KIEE International Transactions on Power Engineering
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• 제3A권1호
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• pp.17-26
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• 2003

In this paper, the comparative steady-state operating performance analysis algorithms of the stand-alone single-phase self-excited induction generator (SEIG) is presented on the basis of the two nodal admittance approaches using the per-unit frequency in addition to a new state variable de-fined by the per-unit slip frequency. The main significant features of the proposed operating circuit analysis with the per-unit slip frequency as a state variable are that the fast effective solution could be achieved with the simple mathematical computation effort. The operating performance results in the simulation of the single-phase SEIG evaluated by using the per-unit slip frequency state variable are compared with those obtained by using the per-unit frequency state variable. The comparative operating performance results provide the close agreements between two steady-state analysis performance algorithms based on the electro-mechanical equivalent circuit of the single-phase SEIG. In addition to these, the single-phase static VAR compensator; SVC composed of the thyristor controlled reactor; TCR in parallel with the fixed excitation capacitor; FC and the thyristor switched capacitor; TSC is ap-plied to regulate the generated terminal voltage of the single-phase SEIG loaded by a variable inductive passive load. The fixed gain PI controller is employed to adjust the equivalent variable excitation capacitor capacitance of the single-phase SVC.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.537-540
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• 2010

5000도 이상의 고열류 유동을 발생시키는 개량형 고온플라즈마 토치는 신소재, 환경 및 에너지 사업 등, 첨단 기술의 실험을 위한 아크젯 풍동의 핵심장비이다. 개량형 고온플라즈마 토치는 내부 아크의 분기현상이 없는, 균일한 고순도의 유동을 발생할 수 있지만 까다로운 구조 및 작동조건 때문에 상용화가 어렵다. 본 연구에서는 개량형 고온플라즈마 토치를 이용한 플라즈마 발생 장치의 성능 평가 실험을 수행하였다. 400kW급 플라즈마 발생 장치의 성능평가 결과, 전류 280 ~ 320 A 및 전압 250 ~ 1350 V 범위에서의 설계 성능을 확인하였다.

• 에너지공학
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• 제20권1호
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• pp.8-12
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• 2011

온실가스 감축을 위한 단기 정책으로는 기존의 고효율 에너지 기기의 보급을 촉진하고 에너지 효율을 개선하는 에너지 효율개선, 에너지 절약사업에 투자를 활성화하는 것 등이 포함된다. 장기적으로는 기술개발이 핵심정책이다. 에너지수요의 저감을 위해서는 에너지 효율이 향상된 기기와 공정이 개발되어야 한다. 에너지 공급측면에서 온실가스 감축정책은 태양광, 풍력, 지열, 바이오매스 등과 같은 신재생에너지와 원자력과 같은 온실가스를 거의 배출하지 않는 저배출 에너지원의 공급을 확대하여 화석연료를 대체하는 것이다. 에너지 소비측면에서 온실가스 감축대책은 에너지 효율향상 정책과 맥을 같이 한다. 산업과 건물부문에서 에너지 다소비사업장, 건물 등에 대한 자발적 협약을 강화하고, 에너지 절약시설에 대한 투자를 강화하는 정책을 시행해야 할 것이다.

• Mass Spectrometry Letters
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• 제2권1호
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• pp.1-7
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• 2011

China's rapid economic growth has resulted in significant environmental side effects. Therefore, China has been interested in reducing her dependence on foreign oil and gas by developing technologies needed for hydrogen, in addition to her increasing energy mix of nuclear and renewable energy form, such as solar and wind power. There are three isotopes of hydrogen, i.e. protium (P or H), deuterium (D), and tritium (T). Both deuterium and tritium are important materials in nuclear fuel cycle industry. Tritium is one of the critical radioactive nuclides. Planning for and implementing contamination control as a part of normal operation and maintenance activities is an important function in any hydrogen facility, especially tritium facility. The development of hydrogen isotopes analysis is the key issues in this area. Mass spectrometry (MS) with medium (about 600) and high resolution (> 1,400) is commercially available; however, the routine analysis of hydrogen isotopes is done with low-resolution MS (< 200) in China. This paper summarizes the progress of MS measurement technology for hydrogen isotope abundance in China, focusing on our lab's research program and technical status. An analyzing method has been introduced for accurate measurement of tritium abundance in the H.D.T system by low resolution MAT-253 MS. The quotient of compression ratio coefficient is determined by building up equipment for laboratory-scale preparation of secondary standard gases and by considering the difference in sensitivity between hydrogen isotopes. The results show that the measured value is reproducible within the relative error range of 0.8% for gas samples of different tritium abundance.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.684-693
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• 2021

연구목적: 아두이노를 이용하여 실시간 대지저항 데이터를 취득할 수 있는 스마트 대지저항 측정장치를 개발하여 낙뢰 등 이상전압으로부터 안전한 설비환경을 구축하는것에 목적이 있다. 연구방법: 본 논문은 아두이노와 전력선 통신(PLC) 체계를 갖춘 대지저항 취득 및 분석 시스템을 개발하여 설계모델과 적용사례를 연구하였다. 경남지역의 풍력발전 단지 내 일부 부지를 테스트 베드로 선정하여 신기술을 적용한 실시간 대지저항 데이터를 취득하였다. 전극배열은 웨너(Wenner) 4전극배열과 슐렘버거(Schlumberger) 전극배열을 혼용한 스마트 전극배열을 채택하였다. 연구결과: 본 기술의 특징은 첫 번째로 스마트 다 전극의 깊이를 각기 다르게 편성해 층간에 특이성을 가지는 지층 구조에도 취득 데이터의 오차범위를 축소하였다. 두 번째로 스마트 접지전극에서 취득한 대지저항 데이터의 정보를 사물인터넷으로 실시간 송·수신이 가능하도록 IT융합 기술을 적용하였다. 마지막으로 규칙적인 관리 체계를 구축하고 Server에 축적된 빅 데이터를 분석하여 다양한 요소들의 변화추이를 확인할 수 있으며, IT융합 환경에 최적의 접지 알고리즘과 접지시스템 설계 모델링이 가능하다. 결론: 본 기술은 4차 산업 시대에 근간이 되는 도시 기반시설에 낙뢰로 인한 서지(Surge)의 피해를 줄이고 최적화된 접지시스템 모델을 설계하여 사용자의 안전과 생명을 보호 할 것이다. 또한 순수 국산 기술력의 지적재산권을 확보하여 포스트 코로나 시대에 팬데믹으로 정체되어있는 우리산업의 일자리 창출과 활기를 불어넣는 효과도 기대된다.

• 한국잡초학회지
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• 제30권4호
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• pp.340-360
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• 2010

이제 바야흐로 21세기 탈석유 시대에 대비하기 위해서는 범국가적 차원의 새로운 산업전략이 필요하게 되었다. "바이오리파이너리"란 원유로부터 각종 화학제품을 생산하는 기존의 기술과 달리 석유대신 나무나 볏짚 등과 같은 식물을 원료로 해서 바이오화학제품이나 바이오연료 등을 생산하는 기술을 총칭한다. 바이오리파이너리를 통한 바이오매스 기반의 화학산업은 석유로부터 생성되는 많은 역기능적인 문제점들을 해결할 수 있다. 바이오리파이너리 기술을 이용해서 생산할 수 있는 제품을 특성별로 분류하면, 바이오 연료, 대체원료, 특수 기능물질, 바이오폴리머 등이 있으며, 이러한 공정기술 개발이 미래지속 성장 화학기술의 중심기술이 될 것이다. 바이오 연료에는 에탄올, 디젤, 수소 등이 있고, 대체원료(chemical feedstock)로서는 글리세롤, 젖산, 아세톤, 부탄올, 프로피온산, 부틸산, 부탄디올, 프로판디올, 구연산, 숙신산, 각종 아미노산 등이 해당된다. 특수기능물질 중에는 항생제, 다당류, 미생물농약, 생리활성물질 등과 각종 생촉매 전환반응 생산제품, 바이오 식품소재 등이 있고, 바이오 폴리머는 미생물 대사산물 유기산을 원료로 하는 고분자와 미생물이 직접 생산하는 바이오 폴리머 등이 있다. 이러한 공정기술 개발이 미래 지속 성장 화학기술의 중심기술이 될 것이며, 공정기술 중에서 가장 핵심이 되는 것은 충분한 양의 바이오매스 확보 및 생화학적/열화학적 전환기술이다. 바이오매스 확보를 위하여 환경적응성이 큰 잡초의 이용이 기대된다. 바이오리파이너리는 농업으로 시작되며, 농업과 화학산업의 다리역할을 하는 기술이 바로 바이오리파이너리인 것이다.

• 기술혁신학회지
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• 제12권4호
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• pp.788-818
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• 2009

신 재생 에너지는 석탄, 석유, 원자력, 및 천연가스가 아닌 태양에너지, 바이오매스, 풍력, 소수력, 연료전지, 석탄액화 가스화, 해양에너지, 폐기물 에너지 및 기타로 구분되고 있고, 이 외도 지열, 수소, 석탄에 의한 물질을 혼합한 유동성 연료를 의미한다. 세계 선진국들은 신 재생에너지 기술개발의 중요성을 인식하고 기술개발 및 상용화를 위하여 중장기적인 개발계획을 수립하고 과감한 정책적 재정적 지원을 하고 있는 상황이다. 정부에서 지금까지 추진해 온 신 재생에너지 기술개발사업 유형 및 분야별 성과관리 확산, 사업화 추진이 소기의 목적을 제대로 달성하고 있다는 실증적 효과분석이 필요하다. 신재생에너지와 관련된 연구는 대체에너지 및 태양열, 태양광, 바이오매스 등 각각의 기술에 대한 개발 보급 현황과 특수한 지역에 대한 타당성 검토 등의 연구가 주를 이루었다. 관련연구의 검토 결과는 신재생에너지 중에서 재생에너지 혹은 전체 에너지 공급과 수급의 문제 나아가 특정 분야의 공급능력 향상을 위한 대책 등에 중점을 두고 있고, 신재생에너지 기술개발 확대에 따른 관련 사업의 능력 증대나 사업화 측면의 심층연구는 아직 부족한 실정이라고 판단된다. 미국과 영국의 다양한 신재생에너지 개발 및 보급 지원정책 등은 우리나라도 유사하게 추진하고 있으며, 일본이 태양광 분야에서 주도적인 입장을 취할 정도로 전진한 배경은 정부주도지원, 기업참여, 사회적 이슈화 등을 들 수 있다. 신재생에너지 기술개발 및 사업화의 계량적 거시경제적 효과분석은 신재생에너지를 중심으로 하는 '에너지원별 비용/편익분석 모형'을 활용하여 신재생에너지 기술개발에 의한 관련 산업 생산 증대, 부가가치 향상 효과 등을 예측하는 기법을 적용한다. 신재생에너지 기술개발 투자와 신재생에너지 생산량 및 발전량의 관계는 각각 정비례하고, R&D총투자에 의한 신재생에너지 생산량 승수에 비해 에너지 발전량 승수가 상대적으로 약간 높았다. 이는 최종 소비재인 에너지 발전량에 대한 기술개발 영향이 크다는 의미이다. 신재생에너지 생산량에 대한 R&D총투자는 정(+)의 영향을 미치고 있는데, 정부지원금은 정(+)의 영향이지만 민간투자액은 역(-)의 영향관계로 나타났다. 이는 신재생에너지 생산량에 대한 연구개발 효과가 민간투자 보다 정부지원금에 의해 주도되고 있음을 시사한다. 반면 신재생에너지 발전량에 대한 R&D총투자는 정(+)의 영향을 미치고 있는데, 정부지원금과 민간투자 모두 영향관계가 없는 것으로 나타났다. 이는 신재생에너지 분야의 발전량에 대한 연구개발 효과가 정부지원금과 민간투자 모두 영향을 미치고 있지 못하고 있음을 시사한다. 본 연구의 분석 결과의 시사점으로는 신재생에너지 기술개발 및 사업화 추진에 있어서 정부 지원정책도 중요하지만 민간의 투자와 적극적인 참여가 사업 성공의 관건이라는 점을 감안할 필요가 있다.