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실시간 적응 A<SUP>*</SUP> 알고리즘과 기하학 프로그래밍을 이용한 선박 최적항로의 2단계 생성기법 연구
박진모(Jinmo Park),김낙완(Nakwan Kim) 한국해양공학회 2015 韓國海洋工學會誌 Vol.29 No.3
This paper proposes a new approach for solving the weather routing problem by dividing it into two phases with the goal of fuel saving. The problem is to decide two optimal variables: the heading angle and speed of the ship under several constraints. In the first phase, the optimal route is obtained using the Real-Time Adaptive A<SUP>*</SUP> algorithm with a fixed ship speed. In other words, only the heading angle is decided. The second phase is the speed scheduling phase. In this phase, the original problem, which is a nonlinear optimization problem, is converted into a geometric programming problem. By solving this geometric programming problem, which is a convex optimization problem, we can obtain an optimal speed scheduling solution very efficiently. A simple case of numerical simulation is conducted in order to validate the proposed method, and the results show that the proposed method can save fuel compared to a constant engine output voyage and constant speed voyage.
국내 수소 생산에 따른 CO<sub>2</sub> 발생량 분석
한자령,박진모,김요한,이영철,김형식,Han, Ja-Ryoung,Park, Jinmo,Kim, Yohan,Lee, Young Chul,Kim, Hyoung Sik 한국가스학회 2019 한국가스학회지 Vol.23 No.2
Because of environmental pollution problem, interests in hydrogen energy has been concentrating sharply. Especially in Korea, the market related with fuel cell vehicles and hydrogen refueling stations is increasing actively under the government-led. However, the actual contributions to environmental improvement effect of hydrogen energy is required to be evaluated with representing reality. In this sense, lots of conventional analyzing tools have some limitations to adapt in Korea's situation directly. It is caused by the differences of raw energy market between the US and Korea. That is, most of analytic tools are developed by representing energy market of the US, where can produce variety of raw feed energy sources. Therefore, in this paper, we propose mass balance based numerical analyzing method, which is suitable for the actual hydrogen production process in Korea for exact evaluation of $CO_2$ emission amount in this country. Using proposed method, we has demonstrated reformed hydrogen from natural gas, LPG and naphtha, electrolysis-based hydrogen, and COG-based hydrogen. Furthermore, with the comparison of GREET program analysis results, robustness of numerical analysis method is demonstrated. 근래 환경 문제가 이슈화됨에 따라, 수소 에너지에 대한 관심 역시 빠르게 집중되고 있다. 특히 국내에서는 수소 에너지의 보급을 위하여 정부 주도 하, 수소전기차 및 수소충전소의 확산이 탄력을 받고 있다. 그러나 수소 에너지의 도입 취지에 부합하는, 실질적인 국내 환경성에 대한 기여도가 평가되어야 하지만, 기존 $CO_2$ 배출량 분석 방법의 대부분은 미국의 에너지 환경을 대표하여 개발되었으므로, 국내 현실에 그대로 적응하기에는 한계가 존재한다. 따라서 본 논문에서는 국내에서 수소 생산 시 배출되는 $CO_2$ 배출량을 평가하는 방식으로, 물질 수지 기반의 수치 계산 분석을 제안한다. 제안한 방법을 바탕으로 천연가스, LPG, 나프타를 원료로 개질 반응 및 전기분해, COG를 활용한 수소 생산 시 국내에서 발생하는 $CO_2$ 배출량을 분석하였다. 또한, 해당 결과를 GREET 프로그램 분석 결과를 비교하여 제안한 방법의 신뢰성을 확인해보았다.
한자령(Ja-Ryoung Han),박진모(Jinmo Park),김요한(Yohan Kim),이영철(Young Chul Lee),김형식(Hyoung Sik Kim) 한국가스학회 2019 한국가스학회지 Vol.23 No.2
근래 환경 문제가 이슈화됨에 따라, 수소 에너지에 대한 관심 역시 빠르게 집중되고 있다. 특히 국내에서는 수소 에너지의 보급을 위하여 정부 주도 하, 수소전기차 및 수소충전소의 확산이 탄력을 받고 있다. 그러나 수소 에너지의 도입 취지에 부합하는, 실질적인 국내 환경성에 대한 기여도가 평가되어야 하지만, 기존 CO₂ 배출량 분석 방법의 대부분은 미국의 에너지 환경을 대표하여 개발되었으므로, 국내 현실에 그대로 적응하기에는 한계가 존재한다. 따라서 본 논문에서는 국내에서 수소 생산 시 배출되는 CO₂ 배출량을 평가하는 방식으로, 물질 수지 기반의 수치계산 분석을 제안한다. 제안한 방법을 바탕으로 천연가스, LPG, 나프타를 원료로 개질 반응 및 전기분해, COG를 활용한 수소 생산 시 국내에서 발생하는 CO₂ 배출량을 분석하였다. 또한, 해당 결과를 GREET 프로그램 분석 결과를 비교하여 제안한 방법의 신뢰성을 확인해보았다. Because of environmental pollution problem, interests in hydrogen energy has been concentrating sharply. Especially in Korea, the market related with fuel cell vehicles and hydrogen refueling stations is increasing actively under the government-led. However, the actual contributions to environmental improvement effect of hydrogen energy is required to be evaluated with representing reality. In this sense, lots of conventional analyzing tools have some limitations to adapt in Korea’s situation directly. It is caused by the differences of raw energy market between the US and Korea. That is, most of analytic tools are developed by representing energy market of the US, where can produce variety of raw feed energy sources. Therefore, in this paper, we propose mass balance based numerical analyzing method, which is suitable for the actual hydrogen production process in Korea for exact evaluation of CO₂ emission amount in this country. Using proposed method, we has demonstrated reformed hydrogen from natural gas, LPG and naphtha, electrolysis-based hydrogen, and COG-based hydrogen. Furthermore, with the comparison of GREET program analysis results, robustness of numerical analysis method is demonstrated.
김형식(Hyungsik Kim),박진모(Jinmo Park),한자령(Jaryoung Han),이영철(Youngchul Lee) 한국가스학회 2018 한국가스학회지 Vol.22 No.2
메탄을 주성분으로 하는 일반적인 합성천연가스의 열량은 9,300 kcal/㎥ 이하이며, 이러한 합성천연가스를 국내에서 도시가스로 사용하기 위해서는 10,200 kcal/㎥로의 증열이 필요하다. 일반적으로, 합성천연가스의 열량조절에는 프로판가스를 상용하나, 가격의 변동폭이 크고 대체로 합성천연가스의 제조원가보다 비싸왔다. 그러므로 프로판을 통한 증열 대신 고열량의 합성천연가스를 직접 생산할 수 있다면, 합성천연가스의 생산가격을 상당히 감소시킬 수 있다. 본 논문에서는 미국 NETL 분석 자료를 기반으로, 메탄이 주성분인 합성천연가스의 제조 및 증열과 고열량 합성천연가스의 직접 제조 시의 원가를 비교분석하였다. The calorific value of general synthetic natural gas(SNG) mainly composed of methane is 9,300kcal/㎥ or less. In order to use such synthetic natural gas as city gas in Korea, it is necessary to heat up to 10,200 kcal/㎥. Generally, propane gas is commonly used to control the calorific value of SNG. However, the price of propane gas has fluctuated widely and has been higher than the cost of producing SNG. So if the high-calorie SNG can be produced directly instead of the calorie control by propane mixing, the production price of SNG can be significantly reduced. In this paper, based on the US NETL analysis, we compare the cost of methane based SNG production and the cost of high-calorie SNG direct production.