• Title, Summary, Keyword: 에너지 시뮬레이션

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Energy Management System Design Based on Fast Simulation Using Machine Learning Model (기계학습 모델을 이용한 고속 시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 시스템 설계)

  • Lee, Eun-joo;Kim, Jeong-min;Ryu, Kwang-ryel
    • Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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    • pp.13-15
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    • 2016
  • 에너지 소비가 큰 건물은 내부 온/습도, 이산화탄소 농도, 미세먼지 농도 등의 일정 공기 질을 유지하면서 에너지 비용을 최소화할 수 있는 제어계획을 수립하는 것이 필요하다. 기존 건물에서 실내 환경의 운영은 설정된 실내 환경 값을 기준을 벗어나면 설비 기기를 제어하는 방식으로 이루어진다. 이는 단 시간에 고에너지를 투입하여 장비를 가동시키므로 에너지 소모가 크며 peak 전력이 높아 에너지 비용이 크다는 문제가 있다. 따라서 온도를 포함한 환경이 변해가는 상황을 예측하고 사전에 에너지 사용 계획을 수립하여 관리 제어를 수행함으로써 예열부하 등의 불필요한 에너지 손실을 절감하려 한다. 이를 위해 실내 환경이 변화하는 것을 예측하고 후보 제어계획으로 제어를 수행할 때 소요되는 에너지가 어느 정도인지 시뮬레이션하여 제어계획의 적합도를 평가한다. 기존 EnergyPlus와 같은 시뮬레이션 도구는 모델이 복잡하여 시뮬레이션에 많은 시간이 필요하기 때문에 환경 변화를 반영하기 위해 주기적으로 재수립되는 수많은 제어계획 데이터를 단시간에 시뮬레이션하기에 부적합하다. 본 논문에서는 빠른 시뮬레이션을 위해 실제 운영 데이터와 에뮬레이션을 통해 획득한 운영 데이터를 기반으로 학습 알고리즘을 이용하여 제어계획 적용 시의 미래 상황을 예측한다.

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3D BIM-based Building Energy Efficiency Solution for Carbon Emission Reduction (탄소저감을 위한 3D BIM 기반 건물 에너지 효율화 방안)

  • Lee, Dong Hwan;Kwon, Kee Jung;Shin, Ju Ho;Park, Seunghee
    • Journal of The Korean Society of Civil Engineers
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    • v.33 no.3
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    • pp.1235-1242
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    • 2013
  • This study deals with the BIM (Building Information Modeling)-based energy performance analysis implemented in EnergyPlus. The BIM model constructed at Revit is updated at Design Builder, adding HVAC models and converted compatibly with the EnergyPlus. We can obtain the input values about HVAC system and building environment such as HVAC system efficient, the number of air changes and energy consumption of equipment on applying GAs (Genetic algorithms). After modification about HVAC system, Optimization about HVAC system energy consumption can be analyzed. In order to maximize the building energy performance, a genetic algorithm (GA)-based optimization technique is applied to the modified HVAC models. Throughout the proposed building energy simulation, finally, the best optimized HVAC control schedule for the target building can be obtained in the form of "supply air temperature schedule". Throughout the supply air temperature schedule is applied to energy performance simulation, we obtained energy saving effect result on simulation.

Influence of the Parasitic Resistance of the Boost Converter on the Charger/Discharger Controller Design for Renewable Energy System (신재생에너지원용 부스트 컨버터의 인덕터 기생저항에 따른 충방전기 설계 영향)

  • Park, Sun-Jae;Park, Joung-Hu;Jeon, Hee-Jong
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • pp.344-345
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    • 2011
  • 스마트 그리드 산업으로 인하여 신재생에너지의 활용이 중시되고 있는 시점에서 신재생에너지원을 더욱 효율적이고 안정적으로 사용하기 위해서는 에너지 저장장치의 필요성이 부각되고 있다. 신재생 에너지원을 사용하기 위한 부스트 컨버터와 충방전기를 설계시 일반적으로 시뮬레이션을 통해 설계를 하게 된다. 이때, 인덕터와 커패시터를 이상적인 소자라고 생각하고 시뮬레이션 하거나, 실제 하드웨어와 같이 인덕터와 커패시터에 기생하는 저항을 포함시켜 시뮬레이션을 하게 된다. 본 논문에서는 신재생 에너지원을 계통에 사용할 수 있도록 저전압 상태에서의 신재생 에너지원 출력전압을 승압시켜 인버터를 사용할 수 있도록 만들어 주는 부스트 컨버터의 인덕터를 이상적인 경우와 기생저항이 포함된 경우 각각의 조건하에서 충방전기와 연결하였을 경우 충방전기의 설계에 어떠한 영향을 주는지를 알기 위해 부스트 컨버터의 출력 임피던스 수식을 통해 분석한 MATLAB과 PSIM을 통해 시뮬레이션을 하여 증명하였다.

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The Ripple Effect of Cement Industry according to Carbon Tax Levy - Approach to System Dynamics - (탄소세 부과에 따른 시멘트산업의 파급효과 분석 - 시스템 다이내믹스 방법론으로 -)

  • Song Jae Ho;Jeong Suk Jae;Kim Kyung Sup;Park Jin Won
    • Proceedings of the Korea Society for Simulation Conference
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    • pp.77-83
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    • 2005
  • 기후변화협약에 의해 탄소세가 부과될 경우 한국의 에너지 집약 산업에 어떠한 영향을 미치며 그에 대한 대응방안이 어떻게 마련되어야 하는지에 대한 관심이 증대되고 있다. 이에 본 연구에서는 탄소세가 부과됨으로 인하여 에너지 다소비 업종인 시멘트산업의 각 에너지원별 사용량에 미치는 파급효과를 시스템 다이내믹스 방법론에 의한 시뮬레이션 모델을 이용하여 분석하였다. 시뮬레이션 모델은 환경모듈, 경제모듈, 에너지모듈로 구성하였고 모델의 예측력 검증을 위해 의태분석을 수행하였다. BAU 시나리오와 탄소세 부과 시나리오를 설정하여 각 시나리오의 총수요의 예측치, 이산화탄소 배출량의 추이, 에너지원의 사용변화를 분석하였다. 본 연구는 향후 기후변화협약의 부담이 큰 에너지 집약산업에 있어서 에너지원의 사용 및 수요를 예측하고 이를 평가하기 위한 지침을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

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A Real-time Interaction of Molecular Modeling based on Distributed Processing System using a Web Service (웹 서비스를 통한 분산 시스템 기반의 분자 모델링 도구의 실시간 상호작용)

  • Kim, Bo-Soon;Park, Sung-Jun;Kim, Jee-In
    • 한국HCI학회:학술대회논문집
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    • pp.82-87
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    • 2006
  • 분자 모델링 시뮬레이션은 신 물질, 신약 개발에 범용적으로 사용되는 중요한 컴퓨터 소프트웨어이다. 교육과 연구 등의 분야에서는 사용자가 직접 입력 도구를 사용하여 분자 모델을 시뮬레이션을 하는 경우가 존재한다. 사용자가 직접 시뮬레이션을 하기 위해서는 가상의 3 차원 시각화 환경은 물론 생화학적으로 안정성 여부 검증에 도움을 주기 위해 에너지 계산 결과를 제공해야 한다. 그러나 대다수의 분자 모델링 도구가 시각화 환경 제공을 위주로 개발되었으며 에너지 계산 수식이 복잡하여, 사용자가 시뮬레이션 하는 가운데, 실시간으로 에너지 계산을 제공하지 못한다. 이러한 단점을 극복 하고자 본 논문에서는 어떠한 분자 모델링 도구라도 빠르게 에너지 계산을 반환 받을 수 있는 웹 서비스 기반의 분산 시스템 환경을 구현하였다. 또한 실시간으로 사용자가 시뮬레이션 할 수 있도록 작업 선별 처리 알고리즘(Job Skip Operation)을 개발, 적용하여 최신의 에너지 계산 요청에 대한 반환을 보장하였다. 본 연구는 사용자가 상호작용 기법을 통하여 가상의 분자 모델링 환경에서 화학적으로 안정된 분자 물질의 결합 위치를 빠르게 찾을 수 있도록 도와준다.

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Integrated Simulation Model for Designing Distributed Energy Management System in Microgrid System (마이크로그리드시스템의 분산 에너지관리시스템 설계를 위한 통합시뮬레이션 모델 개발)

  • Cho, Jae-Hoon;Park, Sun-Hong;Lee, Dae-Jong;Cho, Young-Im;Chun, Myung-Geun
    • Journal of Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.21 no.1
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    • pp.29-35
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    • 2011
  • In this paper, an integrated simulation model for designing multi-agent system based DEMS (distributed energy management system) in stand-alone micro-grid system is proposed. In the design of the EMS(energy management system), the multi-agent based DEMS are more effective than conventional centralized EMS, but it is difficult to design the DEMS by general design tools for power system because of various states of a microgrid system during operation of stand-alone mode. Also, since performance test of the DEMS using a real system is inefficient, an integrated simulation model is required for designing an effective multi-agent system based DEMS. The proposed model consists of Matlab/SimPowerSystems based simulation model of the microgrid system and the Multi-agnet based DEMS designed by Matlab/StateFlow tool. In order to show the effect of the proposed model, the model outputs are analyzed for specified operation conditions.

A Study of Microscopic Energy Simulation based on BIM - Illuminance & Energy Analysis of Illuminance Sensor Lighting (BIM 기반의 미시적 에너지 시뮬레이션에 관한 연구 -조도센서등의 조도 및 에너지 분석을 중심으로)

  • Baek, Ji-Woong
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.20 no.1
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    • pp.384-390
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    • 2019
  • The importance of architecture design focused on eco-friendly and low energy continues to grow. In addition, the energy conservation design is required from a micro-perspective. Energy simulations based on BIM have attracted recent attention because of the high efficiency. On the other hand, the parameters concerned with microscopic energy are not included in BIM data. This study examined the necessity of the sensor-light parameter using a simulation of illuminance sensor light. In this study, illuminance sensors were installed into the BIM data and the operating schedule data of sensor light were generated by an illuminance simulation. The schedule data was then inputted into the simulation application, and the reduction ratio of power consumption was verified by the simulation. According to research, the power consumption and thermal load decreased by more than 20 %. Therefore, it is necessary to supplement the sensor-light parameter into BIM data for microscopic energy conservation design. This study was not confined to checking whether sensor-light parameter is necessary or not, but to ascertaining the necessary of applying a microscopic factor to generate BIM data.

Influence of the Parasitic Inductor Resistance on Controller Design of Boost Converter for Renewable Energy System including an Energy Storage (에너지 저장장치를 포함하는 신재생에너지원용 부스트 컨버터의 인덕터 기생저항에 따른 제어기 설계 영향 분석)

  • Park, Sun-Jae;Park, Joung-Hu;Jeon, Hee-Jong
    • The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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    • v.16 no.5
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    • pp.511-520
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    • 2011
  • Nowadays, industry of smart grid is important for practical use of the renewable energy. In this situation, it is important to use the energy storage to make more stable and efficient renewable energy sources. The power conditioning systems consist in a boost converter which makes renewable energy source connected with the grid-connected inverter and the charger/discharger which takes the energy transfer between the boost converter and an energy storage. The effects on the controller design of each converter must be investigated to avoid the instability of the entire system. small-signal modelling of the boost converter and charger/discharger have been done and a controller design example is also presented. In this paper, effects on the controller design of the boost converter and the charger/discharger are investigated according to the existence of the parasitic resistance of the boost converter. In conclusion, the parasitic resistance of the inductor should be considered from the aspect of both the frequency domain analysis and time domain simulation using both MATLAB and PSIM.

Modeling and Simulation on a Direct Esterification Reactor for PET Polymerization and energy analysis (PET 직접 에스테르화 중합 반응기의 모델링 및 시뮬레이션과 에너지적 분석)

  • 김주열;권태인;여영구
    • Proceedings of the Korea Society for Simulation Conference
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    • pp.67-72
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    • 2000
  • PET는 합성섬유, 필름, 음료수병, 성형 플라스틱 등의 다양한 용도를 가지고 있으며 특히 섬유 원료부분에서는 전세계의 약 40%이상을 차지하고 있는 상업적 입장에서 아주 중요한 소재이다.[1]그러나, PET 제조공정은 긴 반응시간과 높은 반응온도, 대용량의 다단계 공정시설을 필요로 하는 대표적인 에너지 다소비 공정으로서 현대의 치열한 고분자 제품의 시장경쟁 상황에서 에너지 투입량 감축을 위한 공정의 해석 및 개발과 그로 인한 생산원가의 절감이 필수적이다. 본 연구에서는 실제 공장에서 사용되는 단일 연속식 직접 에스테르화 반응기(CSTR Direct Esterification Reactor)를 모델링하고 Van Krevelen[2]의 Group contribution method로 계산된 올리고머의 열용량값을 이용하여 에너지 소모량을 계산하였다. 모델링 결과는 모두 실제 공장의 자료와 비교되었으며 가장 제어하기 쉬운 변수에 따른 반응물의 물성과 에너지 소모량을 분석하였다. 또한 압력이 일정한 조건 하에서 입력변화에 따른 반응기의 동적 모델링을 동시에 수행하였으며 투입에너지량과 반응기의 운전지표와의 관계를 분석하였다. 이러한 연구는 실제 공정분석과 최적화에 있어서 소모 에너지량을 고려한 보다 정확한 지표를 제시하고 에너지 사용의 효율성을 높이는 데 기여할 수 있다.

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Simulation of Rice Drying in a Bin System with an Automatic Gas-Modulating Burner (연료 자동조절 버너를 갖춘 빈 시스템에서의 벼 건조에 관한 시뮬레이션)

  • Chung, J.H.;Verma, Lalit R.
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • v.16 no.2
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    • pp.167-177
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    • 1991
  • 곡물 빈에서 벼 건조시 외기 온도에 따른 연료 자동 조절 및 배출공기의 재순환이 에너지 소비, 건조비용 및 건조 시간에 미치는 효과를 분석하기 위해 슬램 II(SLAM II : Simulation Language for Alternative Modeing II)를 이용한 시뮬레이션 모텔을 개발하였다. 따라서 약 64톤의 벼를 연료 자동조절 버너를 갖춘 곡물빈에서 열풍 건조할 때, 절약 가능한 에너지 양과 공기 재순환의 효과를 시뮬레이션을 통해 분석하였으며 이를 실제의 자료와 비교하여 이 모델을 검증하였다. 시뮬레이션에 의한 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1. 배출공기를 재순환 시키지 않는 상태에서 자동 연료조절 버너를 사용할 경우 관행 버너를 이용한 빈 시스템에 비해, 루이지애나 주에서 8월에 25%의 에너지를 절약할 수 있으며 12월에는 8%의 에너지를 절약할 수 있다. 실제의 건조 실험에서는 8월에 약 30%의 에너지를 절감할 수 있었다. 2. 자동 연료조절 버너를 갖춘 빈 시스템에서 제습을 하지 않은 배출 공기의 재순환은 건조 에너지 소비량과 건조 시간을 증가시켰으며 연료 자동조절 장치의 에너지 절약 효과를 감소시켰다. 따라서 배출 공기를 재순환하여 에너지를 절감하고자 할 때에는 반드시 배출 공기를 제습시켜 습도를 재조절 해야만 했다. 또한 제습된 공기의 재순환 효과는 여름보다 겨울에 더 컸다. 3. 연료 자동조절 버너를 갖춘 빈 시스템에서 벼를 건조할 경우 루이지애나 주, 8월에 물벼의 톤당 건조 비용은 $2.13이었으며 관행 버너를 갖춘 시스템에서는 $2.69이었다. 실험에 의한 실제 건조비용은 자동화 시스템에서 $2.17이었고 관행 시스템에서는 $2.62이었다.

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