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      • 메타표면 덮개를 이용한 위성용 원형 편파 안테나의 이득 및 축비 향상

        안형준 아주대학교 2020 국내석사

        RANK : 247631

        위성 통신 시스템에 있어 안테나는 핵심 장치로 그 역할이 매우 중요하다. 이러한 시스템에서 안테나는 극한의 우주 환경을 견딜 수 있어야 하며 원형 편파, 높은 이득을 필요로 한다. 큐브위성은 최근 위성 산업에서 저렴한 가격과 짧은 제작기간으로 각광받고 있다. 큐브위성은 주로 도선형, 마이크로스트립 패치 안테나를 사용한다. 마이크로스트립 패치 안테나의 이득을 향상시키기 위해서는 배열소자를 이용하거나, Fabry-Perot 공진 구조를 통한 지향성 향상방법을 이용한다. 하지만 큐브위성의 크기로 인해 배열소자를 이용하는 방법은 다소 제한된다. 따라서 본 논문에서는 Fabry-Perot 공진 구조를 이용한 안테나의 이득을 향상시켰다. Fabry-Perot 공진 구조의 경우 기본 소자 안테나로 원형 편파 안테나를 사용하지 않는다. 이러한 이유는 안테나에서 방사된 편파가 공진구조의 덮개의 메타표면을 투과할 때 각 단위 셀 성분의 합이 선형 편파 특성을 나타내기 때문이다. 따라서 본 논문에서는 각 단위 셀의 표면전류 위상을 도식화하고, 중심 단위 셀로부터 위상차가 약 5도 이상 차이나는 단위 셀들을 제거하여 Fabry-Perot 공진 안테나의 축비를 향상시키는 방법을 제안하였다. 제안된 안테나는 기존의 원형 편파 축비를 유지하면서 Fabry-Perot 공진 구조를 통한 약 1.5 dBi의 이득 향상을 확인하였다. 따라서 제안된 안테나는 큐브위성 탑재용 안테나로 충분히 활용될 것으로 기대되며, 기존의 Fabry-Perot 공진 안테나의 급전 소자 안테나를 선형편파가 아닌 원형 편파로 사용 할 수 있도록 응용 할 수 있다.

      • 상업공공건물용 투광형 BIPV창호의 에너지성능·환경·경제 종합평가 연구

        안형준 서울대학교 대학원 2019 국내박사

        RANK : 247631

        제로에너지건축물은 에너지사용량을 일정수준 이하로 최소화한 후 소비되는 에너지를 재생에너지로 대체하기에 온실가스감축의 효과적인 수단으로 많은 관심을 받고 있다. 이에, 단열, 기밀, 일사조절, 고효율설비 등의 건물에너지 절약기술과 태양광, 지열 등 건물적용이 가능한 재생에너지기술이 개발되고 건물의 용도와 지역조건에 맞게 요소기술을 조합하는 통합설계기법이 제안되고 있다. 건물일체형 태양광발전 (Building Integrated Photovoltaics: BIPV)은 건물의 외피인 지붕, 외벽, 창호를 태양광발전 모듈로 대체하며 태양광발전을 통해 재생에너지를 생산하고 건물의 미관과 건물 냉난방에너지소비에 영향을 주는 복합적 효과를 가진 기술로서 그 장점이 크다. 하지만 실제 적용과정에서 건물의 형태나 설계조건에 따라 발전성능이 저하되고 BIPV용 모듈 가격이 비싸기 때문에 초기투자비가 일반 태양광발전 기술에 비해 높다는 단점을 갖고 있다. 따라서 BIPV의 성능을 향상시키고 적합한 적용대상을 발굴하기 위한 연구가 진행되고 있고 한편으로는 BIPV의 적용효과를 태양광발전과 함께 건물에너지 소비절감 등 다양한 측면에서 분석하고 일반 태양광발전과 비교하여 환경, 경제적 평가를 수행하여 BIPV 기술의 적용타당성을 파악하기 위한 연구가 진행되고 있다. 본 연구는 BIPV의 에너지, 환경, 경제적 가치를 정량적으로 평가하기 위해 소규모 사무용건물에 적용된 투광형 BIPV를 대상으로 분석을 실시하였다. 투광형 BIPV창호 설치에 따른 전력생산과 함께 건물의 냉난방에너지 절감효과를 분석하여 BIPV 창호를 설치하여 얻어지는 건물에너지효과를 종합적으로 파악하고자 하였다. 또한 BIPV의 설치와 운전과정에서 투입되는 에너지 또는 비용과 태양광발전, 냉난방에너지 절약으로 인한 에너지 또는 편익을 비교하고 이를 환경, 경제적 지표로 환산하여 환경, 경제적 평가를 실시하였다. 먼저 사무용 건물의 투광형 BIPV 창호 설치로 인한 통합에너지성능을 파악하기 위해 투광형 BIPV 창호가 적용된 사무용 건물의 태양광발전량을 측정하고 연간 에너지소비, 기후조건, 설계조건을 반영하여 냉난방에너지절약효과를 파악하기 위한 건물에너지 시뮬레이션을 실시하였다. 투광형 BIPV 창호의 에너지 절약효과를 파악하기 위해 투명유리 창호를 기본모델로 선정하고 기능성 창호인 열선흡수유리 창호, Low-e 유리 창호를 대안창호로 창호모델을 구성하였다. 실제 건물의 냉난방에너지는 설계조건과 함께 운전조건에 따라 크게 달라지므로 건물 운영시간, 냉난방 설정온도, 출입에 의한 침기, 실내부하 변화에 따른 에너지 절약효과를 파악하고 BIPV 창호의 적용효과를 높일 수 있는 운전조건을 탐색하였다. 분석결과 투광형 BIPV 창호는 냉방비중이 높은 사무용건물에서 에너지 절약효과가 우수한 것으로 나타났다. 운전조건 중에서 난방부하를 증가시키는 난방설정온도 상승, 출입침기량 증가가 냉난방에너지 절약효과를 높이기 위한 주요 관리요인으로 분석되었다. 투광형 BIPV 창호의 환경, 경제적 평가를 위해 국제에너지기구(International Energy Agency: IEA)에서 2011년에 제안한 태양광발전시스템 전과정평가 지침에 따라 태양광발전시스템에 투입된 에너지를 계산하고 이를 투광형 BIPV 창호 설치에 따른 태양광발전 및 에너지 절감효과를 통해 얻어진 에너지와 비교하였다. 환경, 경제적 평가를 위한 평가지표는 총 투입에너지를 연간 생산에너지로 나누어 투입에너지 회수기간을 평가하는 에너지회수기간 (Energy Payback Time: EPBT)과 총 투입비용을 연간 편익으로 나누어 투입비용 회수기간을 평가하는 투자회수기간 (Payback Period: PBP)을 적용하고 결정질 실리콘을 이용한 일반태양광발전과 비교하였다. 그 결과 운전조건을 적절히 유지하면 투광형 BIPV 창호의 에너지회수기간이 결정질 실리콘 태양광발전시스템보다 짧은 것으로 나타나 환경적 가치가 우수하게 나타났다. 하지만 경제성을 나타내는 투자회수기간을 비교하면, 정부지원정책을 감안해도 투광형 BIPV 창호의 투자회수기간이 결정질 실리콘 태양광발전시스템보다 2배 이상 높아 경제성이 부족한 것으로 나타났다. 이상의 연구에서 투광형 BIPV 창호가 낮은 태양광발전 성능에도 불구하고 냉난방에너지 절감과 기존자재 대체를 통한 에너지투입 감소로 인해 일반 태양광발전과 비교하여 충분한 환경적 가치를 가지고 있음을 파악하였다. 하지만 현재 정부지원정책이 결정질 실리콘 태양광발전시스템을 기준으로 실시되면서 투광형 BIPV의 원활한 보급이 어려운 상황이다. 향후 제로에너지건축물 의무화로 인해 상업공공건물의 투광형 BIPV 적용이 확대될 것이므로 투광형 BIPV의 기술개발과 대량생산을 촉진할 수 있도록 적절한 지원제도가 마련되어야 할 것으로 판단된다. 본 연구는 투광형 BIPV의 종합적인 에너지 성능을 파악하고 환경, 경제적 평가를 실시하기 위한 방법론을 제시하고 실제 적용사례를 정량적으로 분석하여 투광형 BIPV의 종합적인 가치를 평가하였다. 본 연구는 향후 투광형 BIPV의 기술개발 및 가치평가를 위한 선행연구로 활용될 수 있을 것이다. Energy Performance, Environmental and Economic Assessment of Transparent BIPV Window Applied to Office Buildings An, Hyung Jun Energy, Environmental and Engineering Economics Department of Energy System Engineering The Graduate School Seoul National University Zero Energy Building(ZEB) has been one of the most popular options for global warming in building sector, as ZEB minimizes energy use to a certain level and also uses renewable energy. For this purpose, building energy saving technologies such as insulation, airtightness, solar thermal control, and high-efficiency facilities are developed and renewable energy technologies that can be used in buildings such as solar energy and geothermal are integrated. Among various technologies, BIPV (Building Integrated Photovoltaics) which replaces roof, outer wall and window material of a building with PV(Photovoltaic) module has become an important issue, because it is not only producing renewable energy, but also has complex effects that affects building aesthetics and building energy consumption. However, BIPV has low power generation performance according to the building design conditions and high initial investment cost compared to general PV power generation. To overcome this situation, researches on improving the performance of BIPV and finding suitable application are continuing. On the other hand, The value of BIPV is analyzed in various aspects such as reduction of building energy consumption and power peak load reduction as well as power generation, and research is ongoing to understand the feasibility of BIPV by environmental-economic assessment compared to crystalline silicon PV system. This study was conducted to evaluate the energy, environment and economic value of BIPV applied to office buildings. First, building energy simulation was conducted using the actual application case to determine the effect of building energy saving due to installation of transparent BIPV windows. Building models were established to measure annual energy consumption and power generation of office buildings with transparent BIPV windows and to reflect climate conditions and design conditions. To understand the energy saving effects of transparent BIPV windows, clear glass windows were selected as the basic models and the heat absorption glass windows and low-e glass windows were constructed as alternative windows models. Since the heating and cooling energy of the building depends on the operating conditions of the building as well as the design conditions, the energy saving effect of the four operating conditions of the operation time, the temperature setpoint, the entrance infiltration and the internal loads was identified. As a result of the analysis, it was confirmed that installing transparent BIPV in an office building with cooling dominated condition has energy saving effect. And the energy saving effect varies greatly depending on the operating conditions. Among the operating conditions, the increase in heating temperature and the increase in the entrance air infiltration, which increase the heating load, were the main management items to increase the energy saving effect. For environmental-economic assessment, the solar PV LCA process proposed by IEA in 2011 was utilized. According to the IEA guidelines, the energy input to the BIPV system is compared to the production power and the building energy savings. Assessment indicators for environmental-economic assessment are EPBT(Energy Payback Time) which evaluates the input energy recovery period by dividing the total input energy by the annual production energy and PBP(Payback Period) which evaluates the input cost recovery period by dividing the total cost by the annual energy benefit and compared with general PV using crystalline silicon. As a result, EPBT of the transparent BIPV window was shorter than that of the crystalline silicon PV system when the operating conditions were properly maintained. However, when compared to PBP that represent economic value, PBP of transparent BIPV windows is more than twice as high as crystalline silicon PV systems even considering the government's subsidy. Previous analyses results showed that the transparent BIPV window has sufficient environmental value compared to general PV due to energy reduction through replacement of exterior materials and heating and cooling energy saving despite low solar power generation performance. However, as government support policy is being implemented in line with the price drop of crystalline silicon solar power generation system, it is difficult to promote the transparent BIPV by using the current support system. In the future, it will be necessary to provide appropriate support system to promote the technology development and mass production of the transparent BIPV because the application of the transparent BIPV in the commercial buildings will be expanded due to the zero energy building mandatory. This study presents a methodology for the energy performance, environmental and economic evaluation of the transparent BIPV and the value of the transparent BIPV was evaluated by quantitatively analyzing the actual application case. Results of this study can be used as a basis for the technology development and detailed valuation studies of the transparent BIPV.

      • 개성공업지구 토지이용권 제도 고찰

        안형준 북한대학원대학교 2018 국내석사

        RANK : 247631

        This dissertation examines the introduction, current situation, and prospect of the land use right of the Gaeseong Industrial Complex. North Korea achieved nationalization and communization of all property through collective farming in 1958. Following the collapse of the Soviet Union in 1991, North Korea lost its major capital resources and tried to fill the gap in capital supply by attracting developers. In this process, the land lease system using state-owned land was introduced. But at this time, the developer was only delegated the right to use the land and not the right to make profit from it. Therefore, it was difficult for developers to retrieve the rise in land value according to the cost of investment. The construction of the Gaeseong Industrial Complex began based on an inter-Korean agreement on the construction and operation of an industrial district in 2000. Under the deal, the developer was delegated the authority to parcel out and lease the land use right. In that sense, the developer was given the right to make profit. In addition, the clause of preferential purchase right for the land leasing institution in the sale of the land use right had been deleted. The possibility to extend the lease period according to the development period was newly established. The land use right system had been supplemented to support the normal business activities of the developer of the Gaeseong Industrial Complex. The above changes are defined as the characteristics of the land use rights of the Gaeseong Industrial Complex. It is applied in a similar form in the Economic Development District Law and the Rason Economic and Trade Zone Real Estate Regulations, raising speculations about its influence. Since the 2000s, North Korea has carried out studies related to real estate profitability and maximization of profitability and has been developing related laws. These enhancements of real estate related laws will affect the second and third stages of the Gaeseong Industrial Complex in the future. The implications based on the systematic changes of real estate in North Korea are as follows: a) the possibility of a rise in land lease price, b) the problem of compensation according to the land lease duration, c) the introduction of additional legislation for active transactions of transfer, mortgage and inheritance of land use right, d) the establishment of restrictions to prevent the abuse of land use right. 본 연구는 개성공업지구 토지이용권 제도의 도입 과정, 현황, 전망을 분석하였다. 북한은 1958년 농업협동화를 완료하여 전 국토를 국·공유화 하였다. 소련이 붕괴된 1991년, 북한은 주요한 자본 공급원을 잃었으며, 개발업자 유치를 통해 자본 공급의 공백을 해결하고자 하였다. 이 과정에서 국·공유제로 보유하고 있던 토지를 활용하는 토지임대제도가 도입된다. 이 당시의 토지임대 제도는 개발업자에게 사용권만이 위임되고, 수익권은 위임되지 않았다. 따라서 개발업자는 투자비용만큼 상승한 토지 가치 환수가 어려웠다. 2000년 체결된 ��공업지구 건설운영에 관한 합의서��에 근거하여 개발된 개성공업지구에서 개발업자는 분양․임대 권한을 위임받아 토지 관련 수익권을 활용할 수 있게 되었다. 또한, 토지이용권 판매 시 토지임대기관의 우선 구매 권리 조항이 삭제되고 개발소요기간에 따른 토지임대기간 연장 가능성이 신설되었다. 이처럼 개성공업지구의 토지이용권 제도는 개발업자의 정상적인 경영활동을 지원하는 방향으로 보완되었다. 전술한 내용은 개성공업지구 토지이용권 제도의 특징으로 정의되며, 경제개발구법, 라선경제무역지대 부동산규정에도 유사 형태로 적용되어 그 영향력을 추론케 한다. 북한은 2000년대 들어 부동산 수익성 인지 및 수익 극대화 방안과 관련된 연구들을 진행하며 관련법의 고도화를 진행하고 있다. 개성 외의 특구에 적용되는 부동산 관련법의 고도화는 추후 개성공업지구 2, 3단계에 영향을 줄 것으로 판단되며 관련 시사점은 다음의 세 가지로 요약될 수 있다. 첫째, 토지임대료의 가격 상승 가능성, 둘째, 토지이용권 기간 및 잔존가치 보상의 문제, 셋째, 원활한 토지유동화를 위한 법제 정비 및 투기 제재 조치 마련이다.

      • 용인지역 블랙카본, PM2.5 농도변화와 나노 입자 생성, 배출

        안형준 韓國外國語大學校 大學院 2020 국내석사

        RANK : 247631

        The black carbon (BC) and particulate matter 2.5 (PM2.5) were measured using Multi-Angle Absorption Photometer (MAAP) and optical particle counter (OPC) at a campus site located in Yongin for the period January 2013 through May 2019. BC decreased from -0.03 μg/m3·yr and PM2.5 decreased to -4.21 μg/m3·yr. The monthly average concentration was the lowest at (0.49±0.23 μg/m3) in July when precipitation was high for BC and the highest at (1.47±0.72 μg/m3) in January when heating fuel in winter was high. PM2.5 was also high in winter, but the lowest concentration was 16.43±1.53 μg/m3 in September. During the weekend, BC had a clear difference in concentration during the week than PM2.5, BC had the highest concentration on Mondays and PM2.5s on Thursdays, all of which were the lowest on Sundays. As a result of the seasonal daily variation, the increase of BC and PM2.5 concentration was obvious in the morning due to the increase of traffic at rush hour, but in the afternoon, there was no correlation with the traffic volume. The BC/PM2.5 ratio was lower from good to bad grade, which is consistent with Seoul and was lower than Seoul. The particle number concentration in range of 10.3-290.8 nm was measured using Scanning mobility particle sizer (SMPS) from February 2015 to April 2017. The size distribution of nano particles was classified by K-means clustering method. The clusters were divided into five-groups: “Background”, “Local emissions”, “Traffic”, “Nucleation”, “Growth”. The background cluster were formed under relatively clean atmospheric conditions with large particle sizes, lowest number concentrations, and low pollutants concentrations. Local emissions clusters were inversely proportional to the Planetary bounded layer (PBL), which suggests that the frequency of the four seasons was evenly higher and the frequency was mainly increased at night. High concentrations of pollutants were the result of atmospheric congestion due to slow wind speeds. The traffic clusters were observed morning and afternoon rush hour and morning peak size was bigger than afternoon. This is because Korea was fixed in the office going hour, while the quitting time was dispersed. The large mode diameter was influenced by surrounding industrial vehicles. The nucleation cluster had the highest concentration of SO2, a precursor of H2SO4, a key role in particle formation and photochemical reactions were involved because solar irradiance was high. Peaks at 70-80 nm were result of mixed traffic effects. As the growth cluster had a high solar irradiance, it was considered that nucleated particles were grown by condensation and coagulation of photochemical reaction products.

      • 철도건설 사업비용 증가 최소화 방안

        안형준 우송대학교 2016 국내석사

        RANK : 247631

        철도건설사업의 여러 프로젝트들이 사업 착수 시보다 완료 시에 건설사업비가 증가하는 현상을 매스컴이나 사업완료보고서 등을 통해서 자주 볼 수 있다. 이러한 사업비의 증가는 크게 두 가지로 하나는 철도건설사업 착수에 초점을 맞추어 저비용으로 추진한 후에 사업비를 의도적으로 증액하는 경우, 둘째는 건설공사 중에 돌발변수 출현 등으로 사업예산을 추정하기 어려운 경우로 생각해 볼 수 있다. 특히, 사업 착수 후 의도적인 증액에 경우가 많아지면 프로젝트 착수와 공정의 신뢰성을 떨어뜨려 결과적으로 신규 프로젝트를 추진하는데 어렵게 하고 진행 중인 프로젝트 또한 관리에 어려움이 발생하게 된다. 철도건설프로젝트의 비용증가 사례는 새로운 민관협력 철도건설(PPP)로 수익을 창출하고자 하는 투자자들이 정부와 이해관계자들을 만족시키는데 어려움을 겪고 있다. 국가 재정사업으로 시행한 철도건설사업의 총사업비 증가는 정부의 재정에 부정적인 영향을 미치기 때문에 정부예산으로 계획하는 신규 철도건설사업이 취소되거나 연기되는 이유가 되고 있다. 본 논문에서는 프로젝트 관리에 대한 기법과 시스템엔지니어링의 중요성에 대해서 파악하고 철도건설의 특징과 비용결정방법에 대해서 분석하였다.

      • 이식형 의료기기로 인한 MRI영상의 인공음영 축소를 위한 외부 코일 시스템 설계

        안형준 경북대학교 대학원 2016 국내석사

        RANK : 247631

        Recently, several implantable medical devices have a power receiving module from outside the body, such as a cochlear implant which are frequently used to treat the hearing impaired patients. Most of implantable medical devices are adopted magnet pairs to couple between internal and external devices for the enhancement of power transmission. Usually, the internal device which containing a magnet in the center of receiving coil is implanted under the skin of the temporal bone. In case of MRI scanning to a patient who has such implant, the static magnetic fields of the MRI might be interfered by the fields of the implanted magnet in the skin. From the reasons above, the image from MRI is degraded by large area of artifact, so that diagnostics are almost impossible in deteriorated region. In this paper, we propose an external coil that can compensate the magnetic fields due to the internal coupling magnet. By applying the optimum current in the external coil, it can produce optimum cancellation magnetic field for these interferences. And finally, the effectiveness of the proposed coil by using MRI and finite element analysis is verified.

      • 초음속 분자살과 레이저 기화에 의한 티타늄이온과 물, 에테르, 메탄올 클러스터의 화학 반응에 대한 연구

        안형준 원광대학교 대학원 2002 국내석사

        RANK : 247631

        레이저-기화에 의한 플라즈마와 초음속 분자살의 교차를 이용한 Ti^(+)(H_(2)O)_(n), Ti^(+)(CH_(3)OCH_(3))_(n) 그리고 Ti^(+)(CH_(3)OD)_(n) 이종클러스터내의 이온-분자 반응을 반사형 비행시간 질량분석기(reflectron time-of-flight mass spectrometer, RTOFMS)를 이용하여 연구를 수행하였다. Ti^(+) 이온과 물의 반응에선 수소제거 반응에 의한 TiO^(+)(H_(2)O)_(n) 클러스터가 뚜렷이 나타났다. Ti^(+)이온과 dimethyl ether의 반응으로부터 얻어진 질량스펙트럼에서는 Ti^(+)이온이 dimethyl ether의 C-O 결합에 삽입되고 CH_(3)가 제거되는 반응에 의해 Ti^(+)(OCH_(3))_(m)(CH_(3)OCH_(3))_(n)의 클러스터 이온들이 주로 나타났다. Ti^(+)와 CH_(3)OD 클러스터 반응에서 Ti^(+)(OCH_(3))_(m)(CH_(3)OD)_(n) 이온이 잘 형성되는 것은 CH_(3)OD의 O-D 결합에 Ti^(+) 이온이 삽입되어 중수소를 제거하는 분해 반응과정이 우세하기 때문이다. 또한 Ti^(+) 이온에 의해 세 개의 분자까지 연속적 으로 삽입반응을 한다는 것을 확인하였다. 따라서 H_(2)O, CH_(3)OCH_(3), CH_(3)OD 세 분자들에 대한 Ti^(+)의 삽입반응을 관찰함으로써 화학적 반응성이 O-H 〉C-O 〉C-H 순서임을 확인하였다. 그밖에도 이종클러스터의 화학 반응에 클러스터 크기나, 알곤 기체의 압력이 크게 영향을 미친다는 사실을 보여주었다. 관찰된 이종클러스터의 반응에너지와 형성 메커니즘도 함께 논의하였다. The intracluster ion-molecule reactions of Ti^(+)(H_(2)O)_(n), Ti^(+)(CH_(3)OCH_(3))_(n), and Ti^(+)(CH_(3)OD)_(n) complexes produced by the mixing of the laser-vaporized plasma and pulsed supersonic beam were studied using a reflectron time-of-flight mass spectrometer. The reactions of Ti^(+) with water clusters were dominated by the dehydrogenation reaction, which produces TiO^(+)(H_(2)O)_(n) clusters. The mass spectra resulting from the reactions of Ti^(+) with CH_(3)OCH_(3) clusters exhibit a major sequence of Ti^(+)(OCH_(3))_(m)(CH_(3)OCH_(3))_(n) cluster ions, which is attributed to the insertion of Ti^(+) ion into C-O bond of CH_(3)OCH_(3) followed by CH_(3) elimination. The prevalence of Ti^(+)(OCH_(3))_(m)(CH_(3)OD)_(n) ions in the reaction of Ti^(+) with CH_(3)OD clusters suggests that D elimination via O-D bond insertion is the preferred decomposition pathway. In addition, the results indicate that consecutive insertion reactions by the Ti^(+) ion occur for up to three precursor molecules. Thus, examination of Ti^(+) insertion into three different molecules establishes the reactivity order: OH 〉CO 〉CH. The experiments additionally show that the chemical reactivity of hetero cluster ions is greatly influenced by cluster size and argon stagnation pressure. The reaction energetics and formation mechanisms of the observed hetrocluster ions are also discussed.

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