Two essays on energy economics and policy : a causality analysis of energy consumption, CO₂ emissions, and economic growth in Indonesia and a cross-country analysis of nuclear energy consumption and economic growth

황조희 Seoul National University of Science & Technology 2016 국내박사

This dissertation contains two essays: first, time-series techniques are applied to investigating the short- and long-run causality issues between energy consumption, CO2 emissions, and economic growth in Indonesia; second, the systematic relationship between nuclear energy consumption and economic growth is estimated by a panel data analysis with fixed effect or random-effect models. The first essay attempts to analyze the short- and long-run causality issues between energy consumption, CO2 emissions, and economic growth in Indonesia using time-series techniques. To this end, annual data covering the period 1965-2006 are employed and tests for unit roots, co-integration, and Granger-causality based on an error-correction model are applied. The results show that there is a bi-directional causality between energy consumption and CO2 emissions. This means that an increase in energy consumption directly affects CO2 emissions and that CO2 emissions also stimulate further energy consumption. In addition, the results support the occurrence of uni-directional causality running from economic growth to energy consumption and to CO2 emissions without any feedback effects. Thus, energy conservation and/or CO2 emission reduction policies can be initiated without the consequent destructive economic side effects. The purpose of the second essay is to examine the systematic relationship between nuclear energy consumption and economic growth. In particular, the existence of an inverted-U relationship between the two is investigated. To this end, we employ a panel data analysis with fixed effect or random-effect models using the set of data from twenty five countries for the year 1990-2008. The results show that a statistically significant inverted-U relationship between per capita consumption of nuclear energy and per capita gross domestic product (GDP) is found. However, the level of per capita GDP at the peak point of per capita nuclear energy consumption is estimated to be 38,145 in 2005 international constant dollars, which is much larger than economic scales of sampled countries. Therefore, as per capita GDP grows, per capita nuclear energy consumption is predicted to increase in the future until eventually reaching the peak. 본 논문은 에너지 소비와 경제성장의 관계를 평가할 수 있는 2개의 실증연구로 구성되어 있다. 각각의 논문은 시계열자료를 이용한 국민소득과 에너지 소비, 이산화탄소 배출량의 인과관계 분석, 그리고 패널자료를 이용한 원자력에너지 소비와 경제성장의 관계에 대한 분석으로 이루어진다. 첫 번째 연구는 인도네시아의 국민소득과 에너지 소비, 이산화탄소 배출량 사이의 인과관계를 시계열자료를 사용하여 오차수정 모형에 기초한 그랜저 인과관계의 분석을 실시하였다. 본 연구의 목적은 인도네시아의 에너지 소비와 국민소득, 이산화탄소 배출량의 인과관계를 실증적으로 밝히는 데 있다. 동남아시아국가연합(ASEAN)들 가운데 경제규모가 가장 큰 인도네시아는 빠른 속도로 경제성장을 구가하고 있으나 에너지 소비와 이산화탄소 배출량도 급속하게 증가하고 있어 이에 대응하기 위한 실효성 있는 에너지 정책의 실행이 요구되고 있는 상황이다. 분석 결과, 경제성장에서 에너지 소비, 경제성장과 이산화탄소 배출량 사이에서 각각 인과성이 발견되었으며, 역의 관계는 성립하지 않았다. 또한, 에너지 소비와 이산화탄소 배출량 사이에서는 양방향의 인과성이 존재함을 알 수 있었다. 따라서 인도네시아의 경우 경제성장은 더 많은 에너지 공급을 요구하지만, 에너지 공급 조절 정책이 경제성장에 부정적인 영향을 미치지 않으면서 시행될 수 있다는 시사점을 얻을 수 있다. 두 번째 연구는 25개국의 1990년부터 2008년까지의 패널자료를 이용하여 원자력에너지의 소비와 경제성장의 관계를 추정하였다. 특히 둘 사이에 역U자 관계(inverted U-relationship), 소위 말하는 환경쿠즈네츠 곡선(Environmental Kuznets Curve, EKC)이 존재하는지 여부를 살펴보았다. 본 연구에서는 패널분석을 위해 확률효과모형 및 고정효과모형을 적용하였다. 분석 결과, 1인당 원자력에너지 소비와 1인당 국내총생산(GDP) 사이에 통계적으로 유의미한 역U자 관계가 발견되는 것으로 나타났다. 1인당 원자력에너지 소비는 2005년 기준 불변가격으로 환산했을 때 1인당 GDP가 38,145달러가 되는 지점에서 피크에 이를 것으로 추정된다. 이는 연구 대상인 25개국의 경제규모보다 훨씬 큰 것으로 향후 1인당 원자력에너지의 소비는 피크점에 도달할 때까지 계속해서 증가할 것으로 예상된다.

Effect of π-conjugated electron transfer pathway on performance of biofuel cell and glucose sensor

정용진 Seoul National University of Science & Technology 2016 국내박사

A model explaining π-conjugated electron pathway effect induced from a novel cross linker-adopted enzyme catalyst is suggested and performance and stability of enzymatic biofuel cell (EBC) and Glucose sensor adopting the new catalyst and model are evaluated. For the purpose, new terephtalaldehyde (TPA) and conventional glutaraldehyde (GA) cross-linkers are employed on glucose oxidase (GOx), polyethyleneimine (PEI) and carbon nanotube (CNT)(GOx/PEI/CNT) structure. As a result, GOx/PEI/CNT cross-liked by TPA (TPA/[GOx/PEI/CNT]) results in superior EBC performance and stability to other catalysts. It is attributed to π bonds conjugated between aldehyde groups of TPA and amine groups of GOx/PEI molecules. By the π conjugation, electrons bonded with carbon and nitrogen are delocalized, promoting electron transfer and catalytic activity, followed by EBC and sensor performance. Maximum power density (MPD) of EBC adopting TPA/[GOx/PEI/CNT] (0.66 mWcm-2) is far better than that of other EBCs (MPD of EBC adopting GOx/PEI/CNT is 0.40 mWcm-2). Futhermore, the MPD of EBC adopting GOx/PEI/CNT and TPA/[GOx/PEI/CNT] is increased to 0.57 and 0.76mWcm-2 respectivly via using physical enzyme aggreagation methode. For a glucose sensor, the large sensitivity value of 41 μAcm-2mM-1 is gained. Regarding stability, covalent bonding formed between TPA and GOx/PEI plays a role in preventing leaching-out of GOx molecules, leading to excellent stability. By the repeated measurements of catalytic activity, TPA/[GOx/PEI/CNT] maintain its activity to 92% of its initial value even after five weeks, while GOx/PEI/CNT layer just keeps its activity to 75%. 새로운 가교제를 채용하여 π-공액 전자전달경로를 형성한 효소 촉매를 제조 후, 효소바이오연료전지 및 당바이오센서에 적용하여 성능 및 안정성을 평가하였다. 이를 위하여, 가교제로 널리 사용 중인 glutaraldehyde (GA)와 새로운 가교제인 terephtalaldehyde (TPA)를 물리적 흡착만으로 제조된 glucose oxidase (GOx), polyethyleneimine (PEI), carbon nanotube (CNT) (GOx/PEI/CNT) 구조에 투입하여 상호 비교하였다. 그 결과, TPA에 의해 가교된 효소 촉매(TPA/[GOx/PEI/CNT])가 가장 높은 전기화학적 성능과 장기안정성을 나타냄을 확인하였다. 이는 TPA의 알데하이드기와 GOx 및 PEI 분자의 아민기 사이에 형성된 π bond에 의한 것으로서, π 공액결합에 의하여 탄소 및 질소원자에 비편재화된 전자가 전자전달 및 촉매 효능에 기여했음을 알 수 있다. 효소바이오연료전지의 경우 TPA/[GOx/PEI/CNT]의 최대전력밀도가 0.66 mWcm-2으로 측정되어, GOx/PEI/CNT의 0.40 mWcm-2에 비하여 크게 개선되었으며, 효소군집법을 적용하여 과량의 GOx를 물리적으로 담지한 GOx/PEI/CNT 및 TPA/[GOx/PEI/CNT] 촉매 기반 연료전지의 최대전력밀도를 각각 0.57, 0.76 mWcm-2까지 상승시켰다. 당바이오센서의 경우 41 μAcm-2mM-1의 높은 감지능을 얻을 수 있었으며, 0~20mM 구간에서 직선적 응답을 나타내는 등 당바이오센서로의 우수한 활용가능성을 확인하였다. 장기안정성에 있어, TPA와 GOx 및 PEI 사이에 생성된 공유결합이 GOx의 이탈을 효과적으로 방지시켜, TPA/[GOx/PEI/CNT]의 촉매 활성 측정결과 5주간 초기대비 92%의 활성을 유지하였으며, 동기간 75%의 활성을 유지한 GOx/PEI/CNT에 비하여 크게 개선되었음을 확인하였다.

(An) analysis of interactive media ettect in exhibition

선태영 Seoul National University of Science and Technolog 2018 국내석사

The trend of cultural art spaces is changing due to the rapid advance in technology. The purpose of this study is to understand which kind of interactive exhibition technology is being used in exhibition space and to gain a foothold for applying technologies in exhibition spaces effectively. The range of the study is limited due to the exhibition spaces which are focused on interactive exhibitions. Through exhibition what will the visitors learn and gain through education. In this essay, eight cases are chosen for the target exhibition space in Seoul. The study is understanding interactive exhibition and present conditions of exhibition environment. Also, research and survey on whether the type of interaction design performs an effective function and role of exhibition space which the visitors want. Second, the study was to know what types and functions of an interactive exhibition based on the understanding interactive exhibition are the methods. The third way is to analyze and synthesize the characteristics of exhibition spaces through the case investigation. In conclusion, interactive exhibition spaces were displayed in various ways. The results of the case investigation varied and had some limits. However, more items of the interactive exhibition should be developed to stimulate more senses and to make exhibitions more effective in spaces in the future. 문화예술 공간의 추세는 기술의 급속한 발전으로 인해 변화하고 있습니다. 본 연구의 목적은 전시 공간에서 어떤 종류의 전시 기술이 사용되고 있는지를 이해하고 전시 공간에 효과적으로 기술을 적용 할 수 있는 기반을 확보하는 방법을 찾고자 합니다. 전시회를 관람을 하는 방문객들이 인터랙티브 정보를 통해 무엇을 얻을 것인가에 대해 연구하였습니다. 이 연구에서는 인터랙티브 전시 공간으로 연구 범위를 제한하였습니다. 이 연구에서는 서울 전시 공간을 대표하는 8 가지 사례를 선정하였습니다. 우선, 아날로그 전시 및 인터랙션 전시 환경의 현상에 대해 알아봤습니다. 또한 인터랙션 디자인 유형의 전시가 방문자가 원하는 전시 공간의 효과적인 기능과 역할을 수행하는 여부에 대한 조사를 했습니다. 인터랙티브 전시 공간 방식에 대한 이해를 바탕으로 인터랙티브 전시의 유형과 기능을 파악해보았습니다. 이러한 사례 조사를 통해 전시 공간의 특성을 분석하고 종합하였습니다. 그리고 대화형 전시 공간은 다양한 방식으로 전시되고 있었습니다. 사건 조사의 결과는 다양했고 몇 가지 한계가 있었습니다. 그렇기 때문에 더 많은 감각을 자극하고 미래의 공간에서 전시회를 보다 효과적으로 만들기 위해 더 많은 양방향 전시가 개발되어야합니다.

Pile load distribution and ground behaviour due to tunnelling below grouped pile subjected to vertical load in sand

오동욱 Seoul National University of Science and Technolog 2017 국내석사

Performance improvement of indirect current control for utility interactive inverter system by using state-space modeling

Prabowo, Yos Seoul National University of Science and Technolog 2016 국내석사

Energy-efficient full-duplex communication

Tran, Huu Hung Seoul National University of Science and Technolog 2017 국내석사

Energy-Efficient and Low-Complexity Hybrid Beamforming for mmWave Massive MIMO Systems

EduardEliasBahingayi Seoul National University of Science and Technolog 2020 국내박사

The millimeter-wave (mmWave) massive multiple-input multiple-output (MIMO) systems are in the infancy stage of commercial deployment. Meanwhile, we have to address many challenges to fully utilize the mmWave massive MIMO system's potential. These include (i) high-power consumption of mmWave massive MIMO architectures and (ii) high-computational complexity algorithms required to implement the systems. This dissertation addresses these challenges. First, we propose a new hybrid analog and digital combining architecture for mmWave MU-MIMO systems to address the challenge of high power consumption. The proposed structure employs antenna subset selection per radio frequency (RF) chain based on active/inactive switches and uses constant phase shifters (CPS) to control the phases of signals in the RF circuit. In this scheme, for each RF chain, a subset of receive antennas that contribute more to the desired signal power than the interference power is chosen for signal combining in the analog domain, whereas other receive antennas are excluded from signal combining enhancing sum-rates. Simultaneously, the proposed structure reduces power consumption in the RF circuit by exclusively activating switches that correspond to the antennas selected for each RF chain. We also develop three low-complexity algorithms for per-RF chain antenna subset selection. Through numerical simulation, we show that the proposed structure provides higher spectral efficiency and higher energy efficiency than conventional hybrid analog and digital combining schemes for mmWave MU-MIMO systems. Second, we address the high-complexity of hybrid precoding and combining algorithms for mmWave massive MIMO systems. In the hybrid precoding and combining, the analog domain is implemented by phase shifters leading to non-convex optimization problems. As a consequence, the algorithm for hybrid precoding and combining design often incur high complexity. In this dissertation, a novel low-complexity incremental search-aided hybrid precoding and combining algorithm for single-user massive MIMO systems is proposed. The proposed algorithm considers a decoupled optimization scheme between the RF and baseband domains for the spectral efficiency-maximization problem. In the RF domain, we propose an incremental successive selection method to find a subset of array response vectors from a dictionary that forms the RF precoding/combining matrices. For the digital domain, we employ singular-value decomposition (SVD) of the low-dimensional effective channel matrix to generate the digital baseband precoder and combiner. Finally, through numerical simulation, we show that the proposed algorithm achieves near-optimal performance while providing approximately up to 99% complexity reduction compared to the conventional hybrid precoding and combining algorithms. 밀리미터파(mmWave) 대규모 다중입출력(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO) 시스템은 현재 상용 설치의 초기 단계에 있으며, 밀리미터파 대규모 다중입출력 시스템의 잠재력을 완전히 활용하기 위해서는 여러 문제들의 해결이 요구된다. 예를 들어 (i) 밀리미터파 대규모 다중입출력 구조의 높은 전력 소비와 (ii) 시스템 구현에 높은 계산복잡도의 알고리즘을 요구하는 문제가 존재하며 이 논문에서는 이에 대한 해결책들을 고려한다. 첫번째로, 높은 전력 소비 문제를 해결하는 방법으로 밀리미터파 다중사용자 다중입출력 시스템을 위한 새로운 하이브리드 아날로그 및 디지털 결합(Combining) 구조를 제안한다. 제안된 구조는 활성/비활성 스위치를 이용해 각 RF(Radio Frequency) 체인의 안테나 부집합을 선택하고 RF 회로에서 신호의 위상을 제어하기 위해 고정위상변환기를 사용한다. 이 방식에서 각각의 RF 체인에 대해 간섭 전력보다 원하는 신호의 전력에 더 많은 기여를 하는 수신 안테나들이 아날로그 도메인의 신호 결합에 선택되며 그외 수신 안테나들은 신호 결합에서 제외된다. 제안된 구조는 각 RF 체인에 대해 선택된 안테나에 해당하는 스위치들만 활성화함으로써 RF 회로의 전력 소비를 줄이도록 한다. 또한 RF 체인의 안테나 부집합 선택을 위한 세 종류의 저복잡도 알고리듬을 제안한다. 모의실험 결과에서 제안한 구조가 밀리미터파 다중사용자 다중입출력 시스템에서 기존 하이브리드 아날로그 및 디지털 결합 방식보다 높은 주파수 효율과 에너지 효율을 가지는 것으로 나타났다. 두번째로, 밀리미터파 대규모 다중입출력 시스템을 위한 하이브리드 프리코딩(Precoding) 및 결합 알고리듬의 복잡도 문제를 고려한다. 하이브리드 프리코딩 및 결합에서 아날로그 도메인은 위상변환기 의해 구현되며, 이는 Non-Convex 최적화 문제가 되어 일반적으로 높은 복잡도를 요구한다. 이 논문에서는 단일 사용자 대규모 다중입출력 시스템을 위한 새로운 저복잡도 증분 검색 기반 하이브리드 프리코딩 및 결합 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 주파수 효율 최대화 문제 해결을 위해 RF와 기저대역(Baseband) 도메인 간의 최적화를 분리한다. RF 도메인에서 RF 프리코딩과 결합 행렬을 형성하는 어레이 응답 벡터(Array Response Vector)들을 찾기 위해 증분 연속 선택 방법을 이용한다. 디지털 도메인에서는 저차원 유효 채널 행렬의 특이값 분해(Singular Value Decomposition)를 사용하여 디지털 기저대역 프리코더 및 결합기를 생성한다. 모의실험을 통해 제안한 알고리즘이 기존의 하이브리드 프리코딩 및 결합 알고리듬과 비교해 약 99%의 낮은 복잡도를 요구하면서도 최적에 가까운 성능을 달성함을 확인하였다.

Automatic alignment enabled fiber based optical transceiver for differential optical absorption spectroscopy at UV-range

Hung, Nguyen Tuan Seoul National University of Science and Technolog 2018 국내석사

(A) study on the changes of tensile performance in early ages of polyurethane waterproofing membrane used thinner for mixing

Phu, Van Hao Seoul National University of Science and Technolog 2017 국내석사

Radio resource management in full-duplex cellular networks

Nguyen, Thi Thuy An Seoul National University of Science and Technolog 2017 국내석사