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AI와 IoT 센서를 이용한 클라우드 기반 건축물 실시간 상태감시 및 예측시스템 개발
하창완(Ha,Chang-Wan),안병태(Ahn,Byungtae),신영식(Shin,Young-Sik),박진성(Park,Jinseong),이재경(Lee,Jai-Kyung),김정집(Kim,Jungjip) 한국방재학회 2021 한국방재학회논문집 Vol.21 No.6
본 연구에서는 AI와 IoT 센서를 활용한 클라우드 기반 실시간 건축물 상태 모니터링 및 예측시스템을 개발하였다. 건축물에 부착된 IoT 센서로부터 취득한 시계열 데이터들을 기반으로 가까운 미래의 건축물 상태(특히 기울기)를 예측하기 위해 통계적 기반의 ARIMA와 인공지능 기반의 LSTM 예측 모델들을 설계하였고 제안한 예측 모델들의 유효성을 검증하기 위해 1/8 스케일 축소 건축물을 제작하여 지반침하에 의한 건축물 기울어짐을 모사한 실험을 진행하였다. 실험결과 제안한 예측 모델들이 가까운 미래의 건축물 기울어짐을 매우 높은 정확도(MAPE 1% 이하)로 예측하는 것을 입증하였다. 또한 건축물에서 부착된 다중 IoT 센서 신호들을 조합하여 건축물의 3차원 변형을 가시화하고 이를 기반으로 분석하는 방법과 포항 지진피해 건축물을 대상으로 실제 적용한 사례를 소개하였다. In this study;a cloud-based real-time building health monitoring and prediction system using AI and IoT sensors was developed. To predict the building condition;which constitutes time-series data;statistical-based ARIMA and AI-based LSTM prediction models were designed;and the effectiveness of the proposed prediction models was experimentally verified using a 1/8-scaled miniaturized structure. The prediction accuracy in terms of MAPE (less than 1%) was experimentally confirmed to be satisfactory. Moreover;a method for analyzing dimensional structure deformation was developed by combining multiple sensor measurements;and its effectiveness was verified through the case study of a real earthquake-damaged building.
윤재호(Yun, JaeHo),안세진(Ahn, SeJin),김석기(Kim, SeokKi),이정철(Lee, JeongChul),송진수(Song, Jinsoo),안병태(Ahn, ByungTae),윤경훈(Yoon, KyungHoon) 한국신재생에너지학회 2005 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2005 No.06
Cu계I-III-VI₂화합물은 직접천이형 반도체로 광흡수계수가 매우 높아 박막형 태양전지 제조에 매우 유리하다 또한 화학적으로 안정하며 Ga, A1등을 첨가하면 에너지 금지대폭을 조절할 수 있어 Wide Bandgap 태양전지 및 탠덤구조 태양전지를 제조하기에도 용이하다. CuInSe₂(CIS) 물질에서 In을 20-30% 정도 치환한 Cu(In,;Ga)Se₂(CIGS) 태양전지의 경우 19.5%의 세계 최고 효율을 보고하고 있으며 이는 다결정 실리콘 태양전지의 효율과 비슷한 수준이다. 본 연구에서는 동시 진공증발법을 이용하여 증착한 CIGS 박막 및 CuGaSe₂(CGS) 박막을 이용하여 태양전지를 제조하였다. 공정의 재현성 및 결정립계가 큰 광흡수층 제조를 위하여 실시간 기판 온도 모니터링 시스템을 도입하였으며 버퍼층으로는 용액성장한 CdS 박막을 사용하였다. SLG/MO/CIGS(CGS)/CdS/ZnO/Al구조의 태양전지를 제조하여 면적 0.5cm²에서 각각 15%(CIGS)와 7%(CGS)의 효율을 얻었다.
CulnSe<sub>2</sub>계 화합물 박막 태양전지 연구
윤재호 ( Jaeho Yun ),안세진 ( Sejin Ahn ),김석기 ( Seokki Kim ),이정철 ( Jeongchul Lee ),송진수 ( Jinsoo Song ),김기환 ( Ki Hwan Kim ),안병태 ( Byungtae Ahn ),윤경훈 ( Kyunghoon Yoon ) 한국신재생에너지학회 2005 신재생에너지 Vol.1 No.2
CulnSe<sub>2</sub>(CIS)계 화합물은 직접천이형 반도체로 광흡수계수가 매우 높아 박막형 태양전지 제조에 매우 유리하다. 또한 화학적으로 안정하며 Ga, AI 등을 첨가하면 에너지 금지대폭을 조절할 수 있어 Wide Bandgap 태양전지 및 탠덤구조 태양전지를 제조하기에도 용이하다. CIS 물질에서 In을 20-30% 정도 치환한 Cu(ln,Ga)Se<sub>2</sub>(CIGS) 태양전지의 경우 19.5%의 세계 최고 효율을 보고 하고 있으며 이는 다결정 실리콘 태양전지의 효율과 비슷한 수준이다. 본 연구에서는 동시 진공증발법을 이용하여 증착한 CIGS 박막 및 CuGaSe<sub>2</sub>(CGS) 박막을 이용하여 태양 전지를 제조하였다. 공정의 재현성 및 결정립계가 큰 광흡수층 제조를 위하여 실시간 기판 온도 모니터링 시스템을 도입하였으며 버퍼층으로는 용액성장한 CdS 박막을 사용하였다. SLG/Mo/CIGS(CGS)/CdS/ZnO/AI 구조의 태양전지를 제조하여 면적 0.5㎠에서 각각 17%(CIGS)와 7%(CGS)의 효율을 얻었다.
Study of ZnS/CIGS Hetero-interface for Cd-free CIGS Solar Cells
신동협(Shin, Donghyeop),김지혜(Kim, Jihye),고영민(Go, Youngmin),윤재호(Yun, Jaeho),안병태(Ahn, Byungtae) 한국신재생에너지학회 2011 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.05
The Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) thin film solar cells have been achieved until almost 20% efficiency by NREL. These solar cells include chemically deposited CdS as buffer layer between CIGS absorber layer and ZnO window layer. Although CIGS solar cells with CdS buffer layer show excellent performance, the short wavelength response of CIGS solar cell is limited by narrow CdS band gap of about 2.42 eV. Taking into consideration the environmental aspect, the toxic Cd element should be replaced by a different material. Among Cd-free candidate materials, the CIGS thin film solar cells with ZnS buffer layer seem to be promising with 17.2%(module by showa shell K.K.), 18.6%(small area by NREL). However, ZnS/CIGS solar cells still show lower performance than CdS/CIGS solar cells. There are several reported reasons to reduce the efficiency of ZnS/CIGS solar cells. Nakada reported ZnS thin film had many defects such as stacking faults, pin-holes, so that crytallinity of ZnS thin film is poor, compared to CdS thin film. Additionally, it was known that the hetero-interface between ZnS and CIGS layer made unfavorable band alignment. The unfavorable band alignment hinders electron transport at the heteo-interface. In this study, we focused on growing defect-free ZnS thin film and for favorable band alignment of ZnS/CIGS, bandgap of ZnS and CIGS, valece band structure of ZnS/CIGS were modified. Finally, we verified the photovoltaic properties of ZnS/CIGS solar cells.