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AI시대에 데이터를 사용하기 위해 전기가 많이 필요한가요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.노후화된 전기시설 문제는 AI 시대의 전력 수요 증가와 함께 더욱 부각되고 있으며 이를 개선하기 위해서는 대규모 투자와 체계적인 계획이 필요합니다. 정부와 민간 부문에서 약 50조 원 이상의 막대한 비용이 소요될 것으로 예상되며 이는 전력망의 현대화, 스마트 그리드 구축 재생 에너지 통합 그리고 전력 효율성을 높이는 다양한 기술 도입을 포함합니다. 대책으로는 예산 배정 공공-민간 협력 모델 강화 그리고 지속 가능한 에너지 정책을 통한 재정 지원 등이 필요하며, 이를 통해 안전하고 효율적인 전력 공급 체계를 구축해야 할 것입니다.
학문 / 전기·전자
24.10.19
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전기차 배터리의 냉각시스템에 대해서 궁금합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전기차 배터리 냉각 시스템은 주로 배터리 셀의 온도를 효율적으로 유지하여 성능과 안전성을 확보하기 위해 설계됩니다. 일반적으로 액체 냉각 시스템이 사용되며 배터리 팩 내부에 통합된 열전달 매체가 배터리 셀을 둘러싸고 있습니다. 이 매체는 배터리에서 발생하는 열을 흡수하고 이를 차량의 열교환기를 통해 외부로 방출합니다. 또한 배터리 관리 시스템(BMS)은 온도 센서를 통해 각 셀의 온도를 모니터링하고 냉각 성능을 최적화하기 위해 펌프와 팬의 작동을 조절합니다. 이를 통해 배터리의 충전 및 방전 효율성을 극대화하고 과열로 인한 안전 위험을 줄이는 것이 핵심입니다.
학문 / 전기·전자
24.10.19
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전력망에서 전자기 펄스 방어 기술에 대해서 궁금합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전력망에서 전자기 펄스(EMP) 방어 기술은 전력 시스템의 취약성을 최소화하기 위해 여러 단계로 설계됩니다. 우선 EMP의 영향을 줄이기 위해 전력망의 주요 구성 요소인 변압기 송전선, 및 전력 전자 장치를 보호하기 위한 차폐 및 접지 시스템이 적용됩니다. 이러한 차폐는 금속 껍질이나 전자기 방호 재료를 사용하여 EMP의 전자기파가 장비에 직접적인 영향을 미치는 것을 방지합니다. 또한 서지 보호 장치(SPD)를 설치하여 급격한 전압 변화로부터 장비를 보호하고 네트워크의 각 단계를 모니터링하고 제어할 수 있는 자동화 시스템을 도입하여 이상 상황 발생 시 신속한 대응이 가능하도록 합니다
학문 / 전기·전자
24.10.19
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탄소섬유가 항공 우주 분야에서 금속을 대체하는 이유는?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.최근 탄소섬유가 항공 우주 분야에서 금속을 대체하는 주된 이유는 경량화와 강도 그리고 내구성의 우수한 조합에 있습니다. 탄소섬유는 높은 비강도를 제공하여 항공기 및 우주선의 구조적 무게를 줄일 수 있으며, 이는 연료 효율성을 높이고 비행 성능을 개선하는 데 기여합니다. 또한 탄소섬유는 피로 저항성이 뛰어나고, 부식에 강하며 높은 온도에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있어 금속보다 우수한 내구성을 제공합니다. 이러한 특성 덕분에 탄소섬유는 항공 우주 분야의 부품 제작에 적합하며, 더욱 복잡한 형상으로 설계할 수 있어 디자인 유연성 또한 향상됩니다. 따라서 탄소섬유의 적용은 전체 시스템의 효율성을 높이고 운영 비용을 절감하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다.
학문 / 재료공학
24.10.19
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전력망의 안정성을 향상시키기 위해서...
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.초고압 직류 송전(HVDC) 기술은 전력망의 안정성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다. HVDC 시스템은 전력을 직류 형태로 송전함으로써 전력 손실을 최소화하고 긴 거리에서도 효율적으로 전력을 전달할 수 있습니다. 이는 교류 송전 방식에 비해 임피던스가 낮고 전압 강하가 적어 송전 효율이 향상됩니다. HVDC는 특히 재생 가능 에너지 자원의 통합에 유리하며 예를 들어 풍력 및 태양광 발전소와 같은 변동성이 큰 전원으로부터 안정적인 전력을 공급하는 데 기여합니다. 또한 HVDC 시스템은 서로 다른 주파수의 전력망을 연결할 수 있어 지역 간 전력 균형을 맞추고 전력 공급의 신뢰성을 높이는 데 도움을 줍니다. 이러한 특징 덕분에 HVDC 기술은 전력망의 안정성을 강화하고 장기적으로 에너지 효율성을 높이는 데 기여합니다.
학문 / 전기·전자
24.10.19
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스마트 윈도우에 사용되는 전기 변색 재료는 어떤 방식으로 작동하는지
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.스마트 윈도우에 사용되는 전기 변색 재료는 주로 전기화학적 또는 전기적 메커니즘을 통해 작동합니다. 이들 재료는 일반적으로 전도성 필름이나 전극을 포함하며 전압이 가해지면 이온이 이동하여 재료의 색상이나 투명도가 변합니다 예를 들어 전기변색 유리에서는 전압을 인가하면 전극에서 이온이 이동하여 표면에 색상이 나타나거나 사라지게 됩니다. 이 과정은 전도성 폴리머, 금속 산화물 또는 리튬 기반 화합물과 같은 물질을 이용하여 이루어지며 이로 인해 광 투과율을 조절할 수 있습니다. 이러한 스마트 윈도우 기술은 에너지 효율성을 높이고 실내의 자연 채광을 조절하는 데 도움을 주며 건물의 쾌적함과 에너지 절약에 기여합니다.
학문 / 재료공학
24.10.19
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수소 저장 재료의 설계 원리와 응용 가능성에 대해서 궁금합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.수소 저장 재료의 설계 원리는 주로 수소의 흡착 및 방출 특성을 최적화하여 효율적인 저장이 가능하도록 하는 데 중점을 둡니다. 이러한 재료는 일반적으로 고체 형태로 기공 구조를 가지거나 화학적으로 결합할 수 있는 특성을 통해 수소를 고온 또는 고압 상태에서 안전하게 저장할 수 있도록 설계됩니다. 금속 하이드라이드 탄소 기반 나노재료 그리고 금속-유기 골격체(MOFs)와 같은 다양한 물질들이 수소 저장에 활용되며 각각의 물질은 높은 저장 용량과 낮은 방출 온도를 특징으로 합니다. 수소 저장 재료의 응용 가능성은 연료 전지 자동차 에너지 저장 시스템 그리고 재생 가능 에너지의 부하 평준화 등 다양한 분야에서 폭넓게 이루어지며 이는 수소 경제의 발전과 탄소 배출 저감에 기여할 것으로 기대됩니다.
학문 / 재료공학
24.10.19
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IoT 센서 네트워크에서 전력 소모를 줄이는 최적화 기술은 무엇인가요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.IoT 센서 네트워크에서 전력 소모를 줄이는 최적화된 기술 중 하나는 에너지 하베스팅 기술입니다. 이 기술은 환경에서 에너지를 수집하여 센서의 전원으로 활용할 수 있도록 하여 배터리 수명을 연장하거나 배터리 없이 운영이 가능하게 합니다. 또한 저전력 통신 프로토콜인 LoRaWAN, Zigbee, 그리고 BLE를 사용하여 데이터 전송 시 소비되는 전력을 최소화합니다. 센서의 동작을 필요할 때만 활성화하는 스케줄링 기법이나 이벤트 기반 작동 방식 또한 에너지 효율을 높이는 데 기여합니다. 더불어, 클라우드와의 데이터 통신을 최적화하여 센서에서 처리할 수 있는 데이터를 미리 필터링하고 전송하여 전력 소모를 줄이는 방법도 효과적입니다. 이러한 기술들은 IoT 센서 네트워크의 전반적인 에너지 효율성을 높여 장기적으로 운영 비용을 절감하는 데 중요한 역할을 합니다.
학문 / 전기·전자
24.10.19
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반도체 제조에 사용되는 실리콘 기판에 대해서 궁금합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.실리콘 기판의 순도를 높이는 방법은 주로 결정 성장 과정에서의 제어 및 정제 기술에 의존합니다. 먼저 고순도 실리콘을 얻기 위해 석영 모래와 같은 원료에서 실리콘을 정제하는 과정에서 불순물을 최소화하는 것이 중요합니다. 이후 Czochralski 공정이나 성장된 결정에서의 지르코늄, 알루미늄 등과 같은 불순물을 제거하기 위해 고온에서의 결정 성장 조건을 최적화합니다. 또한 재료의 세척과 에칭 공정을 통해 표면과 내부의 불순물 제거를 강화하고 화학적 방법을 활용한 고온 산화 처리로 산화층을 형성하여 불순물의 확산을 억제할 수 있습니다. 이러한 방법들은 실리콘 기판의 전기적 특성을 향상시키고, 반도체 소자의 성능을 높이는 데 중요한 역할을 합니다.
학문 / 재료공학
24.10.19
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무선 충전 기술의 성능 향상 방법에 대해서...
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.무선 충전 기술의 성능을 향상시키기 위한 전력 전송 방법은 주로 자기 유도 방식 자기 공명 방식, 그리고 전자기파 전송 방식으로 나눌 수 있습니다. 자기 유도 방식에서는 송신 코일과 수신 코일 간의 자기장을 이용해 전력을 전송하며 이를 최적화하기 위해 코일의 설계 및 배열 주파수 조정 및 공진 주파수를 일치시키는 기술이 필요합니다. 자기 공명 방식은 보다 긴 거리에서 효율적인 전력 전송이 가능하게 하며 이를 위해 코일의 공진 주파수와 Q-팩터를 조정하여 에너지 손실을 최소화합니다. 전자기파 전송 방식은 마이크로파를 이용해 원거리 전송을 가능하게 하며 안테나의 설계 및 정렬이 중요합니다. 이러한 방법들은 전송 효율을 극대화하고 충전 속도를 향상시키며 다양한 장치에서의 호환성을 높이는 데 기여합니다.
학문 / 전기·전자
24.10.19
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