• 제목/요약/키워드: energy consumption load

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9200톤급 실습선 발전기실 FAN 송풍유량 제어를 통한 선박에너지 절약에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Energy Saving through FAN Airflow Control in the Generator Room of a 9200-ton Training Ship)

  • 최문석;이창민;최수정;허재정;최재혁
    • 해양환경안전학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.697-703
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    • 2023
  • 최근 대기오염으로 인한 환경오염을 줄이고자 국제 산업계의 노력의 일환으로 국제해사기구(IMO)의 규제 발효등으로 이어지고 있다. IMO는 EEXI,EEDI,CII 등 선박에서 나오는 대기오염을 줄이기 위해 각종 규제를 발효시키고 선박에서 소모되는 전력을 줄여 에너지를 절약하는 방안을 추진하고 있다. 선박에서 사용되는 전력의 대부분은 전동기가 차지한다. 선박에 설치된 전동기 중 큰 부하를 차지하는 기관실 송풍기는 수요와 관계없이 정속운전으로 운전하기 때문에 주파수제어를 통한 에너지절감을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 발전기의 과급기에 연소공기를 공급하는 발전기 송풍기의 전동기 주파수를 제어하여 에너지 절감에 대한 실효성을 입증하였다. 송풍기 주파수 입력에 따른 과급기출구 온도의 출력 데이터를 기반으로 시스템을 모델링하고, 과급기 출구온도를 목표값으로 하여 주파수를 제어하는 PI 제어계를 형성하여 과급기 설계기준 출구온도를 유지하면서 송풍기의 주파수 제어를 통해 연간 15,552kW 전력소모량을 절감하였다. 송풍기 팬 주파수 제어를 통한 에너지절감액의 유효성은 하계(4월~9월) 및 동계(3월~10월) 기간동안 검증하였으며 이를 토대로 실습선의 연간 6,091천원의 유류비 절약과 이산화탄소 8.5Ton, SOx 2.4kg, NOx 7.8kg의 대기오염물질 저감을 달성하였다.

이차전지를 이용한 전기저장장치(BESS)의 경제성 평가 알고리즘 (Economic Evaluation Algorithm of Energy Storage System using the Secondary Battery)

  • 송석환;김병기;오승택;이계호;노대석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권6호
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    • pp.3813-3820
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    • 2014
  • 최근 전기 사용량이 증가하면서 전력수요와 공급능력의 불균형으로 인하여 전력예비율은 점차 감소되고 있으며, 전력 공급의 신뢰성도 떨어지고 있다. 이러한 배경 하에 전기저장장치(Battery Energy Storage System)는 수요관리의 유력한 수단 가운데 하나로써 중요성이 점차 부각되고 있다. 하지만, 이차전지를 이용한 전기저장장치는 아직 고가이므로 전력계통에 도입하여 운용하기 위해서는 경제성 평가가 필수적이다. 따라서, 본 논문에서는 전력회사용 BESS의 경제성평가를 위하여 BESS를 고려한 전원베스트믹스와 축사근사법을 이용하여, BESS의 도입 전 연간 운용비용과 BESS의 도입 후 연간 운용비용을 비교하여 최적의 BESS 도입용량과 도입비용을 산정하는 알고리즘을 제안하였다. 또한, 수용가용 BESS의 경제성평가에서는 피크세이빙 및 부하평준화 기능을 통하여 수용가의 기본전기요금과 사용량전기요금을 감소시켜 최대한의 메리트를 추구하는 경제성평가 알고리즘을 제시하였다. 제안한 알고리즘을 이용하여, 모델 전력계통과 수용가(교육기관)를 대상으로 BESS의 경제성을 분석하여, 본 논문에서 제시한 알고리즘의 유용성을 확인하였다.

여대생의 식물섭취(소비) 패턴에 관한 연구 (Studies on the Food Consumption Pattern of College girls in Pusan Area)

  • 김상애
    • 한국식생활문화학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.393-401
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    • 1991
  • 여대생의 평일 및 일요일의 식생활에서의 식사구조의 기본패턴을 파악하기 위하여 섭취된 식물을 16식품군으로 분류하여 식품 및 영양소섭취량과 16식품의 인자분석을 행하여 얻는 결과를 다음과 같이 요약한다. 1. 식품섭취량에서 16식품군 중 두류, 육류, 음료를 제외한 13식품군의 섭취량은 평일의 식사에서보다 일요일의 식사에서 더 높았다. 2. 식품군간의 상관행렬에서 밥은 평일 및 일요일식사에서 여러 식품군과 정(正)의 상관을 가졌고, 특히 일요일의 경우는 평일보다 정(正)의 상관을 가지는 식품군이 더 많아 섭취된 식품이 다양함을 나타내었다. 또 빵 면류는 평일의 경우 과자 사탕류와, 일요일의 경우는 우유, 난류와 정(正)의 상관을 가지므로 평일은 간식형으로, 일요일에는 식사대용으로 이용된 것으로 볼 수 있다. 야채류, 김치류, 난류, 음료는 평일 및 일요일의 경우 거의 같은 종류의 식품군과 정(正)의 상관을 나타내었다. 평일은 어류, 육류, 유지류가, 일요일은 해조류, 과일류, 우유가 여러 식품군과 정(正)의 상관을 나타내었다. 3. 상관행렬을 인자분석하여 얻은 제1인자는 평일 및 일요일의 경우 한국형의 전통식사(밥식)인자로 해석되었고, 야채류, 감자류, 해조류, 김치, 난류 등의 식품군은 일상 섭취하고 있는 것으로 나타났다. 평일의 경우 두류, 어류, 유지류가, 일요일에는 밥, 육류, 해조류가 식사패턴에 깊게 관련되는 인자로 나타났다. 제2인자는 평일에서는 조절소인자, 일요일에서는 한국형식사인자이었고, 제3인자는 평일에는 간식 대용식인자, 일요일에는 조절소인자로 나타났다. 제4인자에서 평일은 부식인자, 일요일은 열량원인자이었고, 제5인자에서 평일은 밥식인자, 일요일은 빵식인자로 나타났다. 4. 평일 및 일요일의 2차원공간도에서 제1주성분은 평일 및 일요일에서 한국전통식(밥식) : 서구식(영양이 고려되지 않은 대용빵식), 제2주성분은 평일에서는 조절소 : 주식(열량)공급원, 일요일은 식사형 : 간식형을 나타낸 것으로 풀이되었다. 5. 영양소섭취량에서 아침식사의 경우 평일은 열량과 구성소영양소의 섭취량이, 일요일은 조절소영양소의 섭취량이 높았다. 점심식사에서는 일요일의 경우가 평일보다 모든 영양소의 섭취량이 높았다. 간식에서 일요일의 경우 당질, 섬유소, 비타민 C를 제외한 영양소의 섭취가 많았으며, 특히 비타민 C, 동물성에너지, 지질, 칼슘, 당질은 1일 평균영양소섭취비로 볼 때 간식에서 높은 섭취비율을 나타내었다. 저녁식사는 평일은 일요일보다 열량, 지질, 당질, 철분 이외의 타 영양소 섭취가 많았고, 일요일의 1일 평균영양소섭취량은 비타민 $B_1$ C, 동물성단백질을 제외한 영양소가 평일의 그것보다 높았다. 또 RDA와 비교한 영양소섭취비는 평일 및 일요일에서 열량(각각 77.4%, 82.3%), 철분(82.8%, 90.6%)이 RDA에 미달되었고, 그 외 영양소는 RDA를 상회하였다.

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토공사 환경오염물질 부하량 및 공사비를 이용한 장비조합방법 연구 (A Study of the Combination Method for Earthwork Equipments Using the Environmental Loads and Costs)

  • 강민호;박형근
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권3호
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    • pp.1215-1224
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    • 2013
  • 1997년 "기후 변화에 관한 국제연합 규약의 교토의정서"가 채택된 이후 우리나라를 비롯한 세계의 여러 나라에서 이산화탄소를 포함한 온실가스 배출을 줄이기 위한 노력을 진행해 왔다. 각 산업별로 온실가스 배출을 저감시키는 산업 구조로 개편 및 녹색 기업으로 체질 개선에 힘쓰고 있으나 타 산업에 비하여 건설 산업은 온실가스 배출의 효율적인 관리를 위한 정확한 배출량 저감을 위한 논의가 미흡한 상황이며 오히려 환경을 파괴시키는 산업이라는 오명을 가지고 있는 실정이다. 우리나라는 경제규모에 비해 환경오염물질 배출량이 많으며 이는 에너지 다소비 업종의 비중 증가에 따른 것이다. 이에 따라 에너지 다소비업종 중 하나인 건설관련 공사에 대한 효율적인 에너지 절약이 이루어지지 않은 문제점이 대두되고 있다. 뿐만 아니라 근래에는 대규모 건설이 많으므로 에너지 절감효과를 갖기 위해서는 건설공사의 전과정(Life Cycle) 중 시공단계에서 발생하는 에너지소비량, 환경오염물질 배출량, 환경비용 등 기본적인 데이터베이스 및 활용방안 개발이 필요하다. 그러나 건설현장 특성상 정량화가 어렵다는 이유 등으로 친환경 건설에 관한 연구는 대부분 구조물 사용 및 유지 보수 단계에 집중되어 있다. 이에 본 연구에서는 지식경제부와 환경부에서 제시하는 LCI DB를 활용하여 굴착작업 시 발생하는 환경오염물질 배출량을 산출하고 환경오염물질별 환경비용을 환산하여 토공사에 대한 환경경제성을 평가하고자 한다.

수면 모드를 이용하는 EPON에서 QoS 향상을 위한 대역 할당 알고리즘 (Bandwidth Allocation Algorithm for Improving QoS in EPON with Sleep Mode)

  • 양원혁;정진효;김영천
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37권7B호
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    • pp.489-498
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    • 2012
  • 최근 가입자 망의 에너지 절감을 위하여 수면 모드를 이용하는 EPON(Ethernet-Passive Optical Network)에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 수면모드를 이용하는 EPON은 ONU(Optical Network Unit)의 주기적 수면을 보장하기 위하여 상향 데이터 전송과 하향 데이터 전송을 동시에 수행한다. 그러나 기존 대역 할당 알고리즘은 ONU의 수면 시간 증가를 위하여 상향 대역 요청 중심으로 대역을 할당하므로 OLT(Optical Line Terminal)의 입력 부하가 ONU의 입력 부하보다 클 때 하향 데이터의 QoS를 보장하기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 수면모드를 이용하는 EPON에서 QoS를 보장할 수 있는 대역 할당 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 OLT의 각 하향 데이터 버퍼가 QoS 임계값을 넘었을 때 이를 ONU의 상향 대역 요청과 비교하여 QoS를 만족 시킬 수 있는 대역을 선택적으로 할당한다. 따라서 제안한 알고리즘은 각 ONU의 적절한 수면시간을 통해 에너지를 절감하면서도 상 하향 데이터의 QoS를 보장 할 수 있다. 제안한 대역 할당 알고리즘의 성능평가를 위하여 ONU의 총 수면시간, OLT와 ONU의 큐잉 지연시간 및 OLT의 할당 대역 이용률 관점에서 OPNET을 이용한 시뮬레이션을 수행한다.

모바일 기반 온실 냉난방 부하 산정 프로그램 개발 (Development of Greenhouse Cooling and Heating Load Calculation Program Based on Mobile)

  • 문종필;방지웅;황정수;장재경;윤성욱
    • 생물환경조절학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.419-428
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    • 2021
  • 모바일 기반 온실에너지 계산프로그램을 제작하기 위해 먼저 주요 단일 피복재 10종 및 보온재 16종에 대한 열관류율 측정하였다. 또한 피복 및 보온재를 이중 및 삼중으로 다층 설치할 때 열관류율 추정을 위하여 이중 설치시 24조합, 삼중설치 시 59조합에 대한 열관류율을 핫박스를 이용하여 측정하였다. 단일 피복재에서는 PE필름(0.08mm) 대비 PO필름(0.15mm)이 가장 열관류율이 가장 작고 열절감율이 가장 큰 것으로 나타났다. 단일 보온재에서는 열관류율에서는 외피가 있는 5겹의 다겹보온커튼이 가장 보온력이 좋은 것으로 나타났다. 또한 단일자재에 대한 열관류율 값과 열저항값을 이용한 피복 및 보온재의 다층설치시의 총 열관류율 값을 산정하였고 실측 값과의 오차를 보정하는 선형회귀식을 도출하였다. 단일재료의 열관류율값에 의한 피복 및 보온재의 다층설치시 열관류율 추정 모형을 개발한 결과 모형평가지수가 0.90(0.5 이상일 때 양호)으로 나타나 추정치가 실측치를 매우 잘 재현 하고 있는 것으로 나타났다. 또한 시험온실을 통한 실증시험결과 예측된 열절감율이 실측치보다 상대오차 2%로 작게 나타나는 것으로 평가되었다. 이러한 연구결과를 기반으로 모바일 기반의 온실 에너지계산 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램은 HTML5 표준 웹 기반 모바일 웹 애플리케이션으로 구현하였으며 N-Screen 지원을 통해 다양한 모바일 장치 및 PC 브라우저에서 동작이 가능하게 제작되었다. 또한 온실 피복(12종) 및 보온재(16종)의 조합별 열관류율 및 난방부하계수를 제공하여 농민이 모바일로 온실 위치, 형태 및 피복·보온재 등을 반영한 최대 주야간 냉난방부하 및 기간 난방부하를 산정할 수 있다. 대상 온실의 에너지 소비량에 대한 평가가 가능하며 온실의 지역 및 형태에 따라 피복 및 보온재의 최적 선택으로 에너지 절감형 온실 설계가 가능할 것으로 판단되었다.

무선 센서 네트워크에서 공평성과 QoS를 지원하는 MAC 프로토콜 (A Fairness and QoS Supporting MAC(FQSM) Protocol for Wireless Sensor Networks)

  • 김성철
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.191-197
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    • 2012
  • 본 논문에서는 무선 센서 네트워크에서 서비스의 질(Quality of Service: QoS)과 공평성을 지원하는 MAC 프로토콜(FQSM)을 제안한다. 제안된 FQSM 프로토콜에서는 센서 노드들이 측정 혹은 수신한 데이터를 전송 응급성에 따라 우선순위를 할당하며, 데이터 트래픽 간의 공평성을 지원하기 위해 부하 예측 알고리즘을 사용한다. 부하 예측 알고리즘에서는 현재 입력되는 부하에 기반으로 최대 전송에 대한 임계값을 조정한다. 이를 위해서 각 버퍼 길이가 연속적으로 일정기간 동안 모니터링 된다. 이 기간 동안의 버퍼 길이 변이에 기반으로 트래픽 부하가 예측되며, 이 예측된 값에 기반으로 전송 순위가 결정 된다. FQSM 프로토콜은 또한 cross-layer 개념을 도입하여 각 센서 노드에서 동일한 목적지로 향하는 데이터를 재정돈하여 가능한 적은 노드들만이 데이터 전송에 참여함으로 에너지를 절약함으로 전체 네트워크 수명을 연장한다.

계층적 무선 센서 네트워크를 위한 패스워드 기반 사용자 인증 스킴의 보안 취약점 분석 (Analysis on Security Vulnerabilities of a Password-based User Authentication Scheme for Hierarchical Wireless Sensor Networks)

  • 주영도
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.63-70
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    • 2015
  • 유비쿼터스 시대의 도래와 함께 센서를 기반으로 하는 무선 센서 네트워크의 응용 분야는 광범위하게 확산되고 있다. 따라서 무선 센서 네트워크에서 센서들로부터 수집되는 기밀 데이터를 허가 받지 않은 사용자로부터 보호하기 위해, 널리 사용되어지는 스마트카드와 패스워드 기반의 사용자 인증도 견고한 보안을 요구한다. 최근 무선 센서 네트워크는 클러스터 헤드와 센서 노드 이원화를 통해 운용상 보다 효과적인 계층적 무선 센서 네트워크로 전개 발전되고 있다. 2012년 Das 등은 계층적 무선 센서 네트워크에 실제 적용 가능한 동적 패스워드 기반 사용자 인증 스킴을 제안하였다. 본 논문은 안정성 분석을 통해 Das 등의 스킴이 그들의 주장과 달리 여전히 중간자 공격, 패스워드 추측 공격, 패스워드 변경 공격을 막을 수 없을 뿐 아니라, 필수적인 보안 요구사항인 사용자와 클러스터 헤드 간의 상호인증을 투명하게 제공하지 못함을 입증한다.

안전한 스마트 그리드 환경을 위한 이중 해쉬 체인 기반 키 관리 프레임워크 (Key Management Framework based on Double Hash Chain for Secure Smart Grid Environments)

  • 이영석
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제17권9호
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    • pp.2063-2072
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    • 2013
  • 스마트 그리드란 기존 전력망에 IT기술을 접목하여 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 전력정보를 교환함으로써 에너지 효율을 최적화하는 전력망이다. 기존의 폐쇄이던 전력망이 다양한 이해당사자가 참여하는 상호운용성이 보장되는 개방형 구조를 가지게 됨으로써 이에 대한 보안 기술 개발이 시급한 상태이다. 이러한 스마트그리드의 보안 위협에 대응할 수 있는 안전한 환경을 구축하기 위해서는 보안 메커니즘 개발에 핵심이 되는 키 관리 기법이 필수적으로 요구된다. 본 논문에서는 이중 해쉬 체인을 이용하여 스마트그리드 환경에 효율적으로 적용 가능한 키 관리 프레임워크를 제안하고, 제안하는 키 관리 프레임워크의 안전성 및 효율성을 분석한다.

시분할 방법에 의한 IEEE 802.11 전력관리 메커니즘의 성능향상 (Enhancing IEEE 802.11 Power Saving Mechanism (PSM) with a Time Slotted Scheme)

  • ;이승형
    • 한국통신학회논문지
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    • 제38B권8호
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    • pp.679-686
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    • 2013
  • 데이터전송 증가에 따라 제한적인 배터리를 사용하는 모바일 단말에서 효율적으로 전력을 사용하는 것은 중요하게 여겨지고 있다. 802.11 표준에 있는 Power Saving Mechanism (PSM)은 부하가 많은 네트워크에서 적합하지 않다. AP(Access Point)는 버퍼링된 프레임을 PS (Power Saving) 단말들에게 즉시 보낼 수 없어서 단말들이 깨어 있는 모드를 계속 유지함으로써 전력을 낭비하게 된다. 또한, PS단말들이 하나의 데이터 프레임을 받기 위해 AP에게 하나의 PS-POLL프레임을 전송하는 방식은 효율적이지 않다. 본 논문에서는 802.11 PSM의 성능을 향상하기 위해 PS단말들이 AP에게 데이터 받을 시간을 미리 예약하는 시분할 메커니즘을 제안한다. 제안된 메커니즘은 충돌가능성을 감소시킬 수 있으며 채널사용 효율을 높일 수 있다. 분석결과 및 시뮬레이션 결과로부터, 제안된 시분할 메커니즘은 전체 네트워크의 전력소비가 효과적으로 감소되며, PSM의 성능을 개선시킨다.