바낙 공기 급기(UFAD, underfloor air distribution)는 사무실과 상업 건물의 공조를 위하여 바닥 하부 공간을 사용하는 혁신적인 기술이다. 북미에서는 UFAD가 기존 천장 공기 급기 방식에 비하여 많은 장점을 지니므로 그 수요가 날로 증가하고 있다. 잘 설계된 UFAD 시스템은 다음과 같은 장점을 지닌다. - 건물의 용도 변경에 따픈 유연성이 우수하므로 건물의 생애 주기 비용을 감소시킨다. - 개별 쾌적성 제어가 가능하므로 온열 쾌적성, 거주자의 만족도 그리고 생산성을 향상시킨다. - 거주자주변에 직접 선선한 공기를 공급하므로 환기 효율, 실내 공기질 그리고 건강 상태를 향상시킨다. - 이코노마이저 운전, 온도 성층화 그리고 낮은 정합 운전에 의하여 에너지 비용을 감소시킨다. - 설비 공간이 축소되고 표준 철골 구조에서는 콘크리트 구조체 변경이 가능하므로 새 건축 공법에서는 충고를 감소시킬 수 있다. 1995년까지만 해도 UFAD는 파격적인 설계 기법이라고 여겨졌지만, 이제 설계자와 건축업자들은 2004년까지 신축되는 사무용 건축품의 35%는 바닥을 높인 기법이 적용되며 이 중 반 정도가 UFAD를 채택할 것이라고 예측하고 있다. 2000년 2억불이라고 추정되던 바닥을 높이는 건축의 시장 규모가 2004년에는 최소 10억불이 되리라고 예측된다. UFAD는 기본 연구에 의한 정립된 표준화된 설계 기법과 지침이 아직 마련되지 않았음에도 불구하고 현재 설계, 시공되고 있다. 이라한 경향은 펄수적인 연구가 수행되어 관련 업계가 지식과 경험을 충분히 쌓기 전까지는 계속될 전망이다. 본고는 시스템 설계와 운영의 주요한 특징, 기존 방식과 비교하여 지니고 있는 잠재적인 장점, 한계와 기술 개발의 필요성, UFAD 기술 개발을 위하여 계속적으로 요구되는 연구 분야 등을 서술함으로써 현재 UFAD 기술에 대한 평가를 한다.
국내 원자력발전소는 현재 19호기가 가동중이나 1978년에 상업운전을 시작한 고리 1호기와 1983년에 상업운전을 시작한 월성 1호기는 설비가 노후화된 상태이다. 월성 1호기의 경우 향후 20년 정도 상업운전을 계속하기 위한 목적으로 다양한 분야에서 설비개선계획 (refurbishment programme)을 수립하고 진행중에 있다. 본 논문에서는 월성 1호기의 Human System Interfaces (HSI) 설비개선을 위한 인간공학 설계지침을 개발하려는 계획을 설명한다. 설계지침은 VDU기반 정보표시장치, 전통적인 정보표시창 및 CRT기반 정보표시계통, 유지보수 및 시험, 그리고 제어실 및 현장 판넬 둥을 대상으로 개발하는데, 설계지침의 개발을 위해 인허가 관련자료의 조사, 월성 1호기 건설에 사용되었던 설계지침의 검토, 월성 1호기 HSI 현장실사, 주제어실 및 현장 운전원과의 면담, 기존 인간공학 표준 및 지침의 검토, 주기적안정성검토 후속조치 검토 등을 수행하고, 주기적인 HSI 사용자들과의 토의를 통하여 활용도가 높은 설계지침을 개발할 계획이다.
1,4-dioxane은 페인트, 광택제 및 코팅제의 제조시에 첨가되는 화학물질로 인간에 대한 발암 가능성과 수중에서의 지속성으로 인해 EPA priority pollutant로 지정되어 있다. 이에 최근 고도산화법을 이용한 처리가 계속적으로 연구되고 있으며, UV/$H_2O_2$ 공법을 통하여 수계에서 발견되는 난분해성 유기 오염물의 제거가 효과적인 것으로 밝혀졌다. 하지만 고도산화공정(AOP)은 다량의 에너지 소모와 산화제 투여로 인한 높은 운전비용이 현실적인 적용에 장애가 되고 있다. 한편 상대적으로 저렴한 비용으로 1,4-dioxane을 처리할 수 있다는 장점으로 인하여 생물학적 분해에 대한 많은 연구가 진행되어 왔다. 하지만, 1,4-dioxane에 대한 많은 연구들이 주로 분해미생물의 분리동정 및 회분식 분해특성에 대한 연구들 위주로 보다 실질적인 연속적 처리반응조의 운전결과들은 거의보고 되지 않고 있다. 본 연구는 Lab scale 연속처리반응조의 장기운전 후 pilot plant 현장적용에 앞서 인공폐수와 합성폐수에서의 분해효율 비교 회분식 실험을 통해 합성폐수내 생물학적 분해에 영향을 미치는 inhibitor의 영향을 확인하였으며, 미생물의 배양 조건에 따른 분해효율 비교 회분식 실험과 modeling을 통하여 현장운영 효율을 예측하였다. 이를 반영하여 추후 진행예정인 pilot plant의 현장 적용성 검토 및 최적 설계인자 도출, 장기운전에서의 효율성 증대를 목적으로 한다.
본 논문은 신$.$재생에너지를 이용한 분산전원시스템을 위한 새로운 단독운전 방지기법을 제시한다. 유효전력과 무효전력 불균형의 개념에 근거해서 3가지 다른 단독운전 조건이 분석된다. 단독운전 전압이 유효전력의 함수이고 그 주파수는 유효전력과 무효전력의 함수임이 분석을 통해 보여준다. 이 분석결과를 이용해서 새로운 단독운전 방지기법이 개발되었다. 제안된 보호 알고리즘은 분산전원에 의해 공급되는 무효전력을 계속적으로 $\pm$5% 변화시키면서 동시에 계통전압과 주파수를 관측한다. 만일 단독운전에 의해 측정할 정도의 주파수 이탈이 발생하면 더 나아가 분산전원의 유효전력을 80%로 감소시킨다. 이 검출기법은 공진부하에서도 빠르게 동작됨을 보여준다. 가능한 단독 운전조건이 모의되고 분석 증명된다. 0.5 kW 연계형 연료전지 시스템의 실험결과가 제시된다.
본 논문에서는 운전 중 스마트 폰 사용에 따른 위험도를 사전에 차단할 수 있는 스마트 폰 안전 애플리케이션을 설계 및 구현한다. 이 안전 앱은 운전 중 휴대전화 사용시 운전자의 집중력을 쉽고 자연스럽게 높여 안전 운전을 하는데 도움을 주기 위한 목적을 가지고 있다. 그러나 갑작스러운 상황이 발생해서 운전자가 운전을 포기하고 식사를 위해 이동한다든지 또는 관광지로 이동 할 경우에는 운전 중이라는 오류 텍스트를 계속 보낼 것이다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해서 퍼지규칙을 이용한 교통안전 모의실험을 수행하였다. 모의실험 결과 정지 상태 및 차량 이동 상태를 정확하게 구분할 수 있으므로 스마트폰 안전 애플리케이션을 사용 했을 때에 갑작스러운 상황으로 운전을 포기하고 식사 및 휴식을 취하는 경우에 발생하는 자동 전송 메시지 오류를 크게 줄일 수 있을 것으로 예측되었다.
먼지는 일반적으로 입자크기가 $10\mu\textrm{m}$ 이상의 강하 먼지와 $10\mu\textrm{m}$ 이하의 부유먼지로 구분하며, 이들의 먼지는 대기중에서 인간이나 동.식물에 주로 영향을 준다. 입자크기 범위가 $0.1~10\mu\textrm{m}$ 사이의 부유먼지는 주로 산업공정에서 연료의 연소 또는 고체상 물질의 분쇄 및 수송공정 등에서 주로 발생되며, 입자크기가 $2.5\mu\textrm{m}$이하인 것들은 대기중에서 황산화성 미세먼지와 질산화성 미세먼지로 전환되어 가시도(visibility)에도 큰 영향을 미친다. 대기중에 부유된 먼지중에서 $8\mu\textrm{m}$ 이하는 호흡시 호흡기로 유입되는 입자크기로써, 입자크기가 $6.0\mu\textrm{m}$ 이하인 것은 약 10% 정도가 인간의 폐내로 유입되고, $4.0\mu\textrm{m}$ 이하인 것은 30%, $2.0\mu\textrm{m}$ 이하인 것은 약 99%가 폐(lung)에 유입되어 폐에 침착된다고 보고하였다. 앞으로 산업발전이 계속됨에 따라서 먼지의 배출량이 계속 증가할 것이며, 이로 인해 먼지에 의한 대기오염이 심각해질 뿐만 아니라 인간에 미치는 피해도 심각해질 것으로 예측된다.
직류송전의 여러가지 장점이 일찍부터 인정되었고 해외에서는 이에 따른 연구가 개발이 이루어져 현재 실제 운전되고 있는 시스템은 50여개소가 넘는데 그동안의 운전실적으로 이 시스템의 기술적, 경제적 타당성을 충분히 입증했다고 볼 수 있다. 직류 송전에 있어서 당면문제는 변환설비의 가격이 아직도 고가라는 점인데 사실 HVDC기기의 가격은 계속적으로 하락하여 왔으며 지금은 20년전에 비해 60% 수준이라고 볼 수 있다. 앞으로도 꾸준한 가격저하로 직류송전의 경제적 타당성을 좀더 높이리라고 본다. 또한 직류 차단기의 개발, GTO 싸이리스터의 대전력 계통 채용 등이 좀더 많은 전력 계통에 직류 송전의 입지를 마련하리라고 본다. 우리나라는 제주-육지간 전력 계통 연계에 최초로 적용되 사업이 현재 진행중이며 유럽대륙이 전력계통에 관한한 한나라인 점을 감안해보면 우리도 차제에 인근국가간 전력연계 필요성이 생겼을때 이에 대처해 나갈 수 있도록 해야 할 것이다.
1970년대의 유전자재조합 및 세포융합 기술개발에 의하여 insulin, interferon 등의 많은 의약품이 개발되고 있으며, 최근에는 아미노산, 효소 등 정밀 화학 제품의 개발, 석유화학 대체공정의 개발, 환경 보존에의 응용, 대체에너지의 개발등을 목표로 많은 연구가 수행되고 있어 생물공학의 분야가 계속 영역을 넓혀가고 있다. 실험실에서 개발한 생물공학의 연구결과를 실용화하기 위하여는 경제성있는 생물 공정기술이 뒷받침되어야 하는데 이러한 생물공정 기술 중에서 핵심이 되는 부분의 하나가 생물반응기 기술이라고 하겠다. 우수한 생물반응기를 설계하고 경제적으로 운전하기 위해서는 공정연구및 개발단계에서 최적화 및 제어에 대한 개념을 포함시켜야하며, 실제 조업을 하는 경우에도 제품 품질의 균일성, 에너지 및 자원의 절약, 운전실수의 방지및 안전을 목적으로 조업조건을 최적화하고 제어하여야한다. 또한 접종상태 및 생물반응 조건의 사소한 차이에도 원하는 제품의 생합성이 다륵 변화하므로 생물공정을 monitoring하여 사소한 변화라도 공정의 최적화및 제어전략에 반영되도록 하여야 한다. 본고에서는 생물반응기의 최적화 및 제어기술에 대하여 몇가지 예를 들어 그 필요성과 최근의 연구동향을 간단히 소개하고자 한다.
오늘날 국내 지중선로는 주로 XLPE케이블과 OF케이블로 구성된다. 기존 사용되던 OF케이블의 화재 위험성 및 환경오염 문제 등으로 인해 XLPE케이블의 비중이 점차 높아지고 있지만 XLPE케이블의 경우 운전 중 케이블의 열화나 절연진단 등이 쉽지 않은 점이 문제로 제기되고 있다. 그나마 XLPE케이블에 대한 PD측정은 현재로서는 가장 유용한 케이블 진단기법으로 알려져 있으며 그 활용성과 신뢰성을 높이기 위한 연구가 국내외적으로 계속되고 있는 실정이다. 본 논문에서는 실제 운전 중인 154kV 지중송전선로에 대해 PD측정을 수행하고 그 결과로 취득된 Pattern의 분석을 통해 선로내부에서 PD가 발생하고 있는지 판별하는 과정을 소개하였다.
직류 송전의 여러가지 장점이 일찍부터 인정되었고 해외에서는 이에 따른 연구와 개발이 이루어져 현재 실제 운전되고 있는 시스템은 50여개소가 넘는데 그동안의 운전실적으로 이 시스템의 기술적, 경제적 타당성을 충분히 입증했다고 볼 수 있다. 직류 송전에 있어서 당면문제는 변환설비의 가격이 아직도 고가라는 점인데 사실 HVDC기기의 가격은 계속적으로 하락하여 왔으며 지금은 20년전에 비해 60% 수준이라고 볼 수 있다. 앞으로도 꾸준한 가격저하로 직류송전의 경제적 타당성을 좀더 높이리라고 본다. 또한 직류 차단기의 개발, GTO싸이리스터의 대전력 계통 채용 등이 좀 더 많은 전력 계통에 직류 송전의 입지를 마련하리라고 본다. 우리나라는 제주-육지간 전력 계통 연계에 최초로 적용되 사업이 현재 진행중이며, 유럽대륙이 전력계통에 관한한 한 나라인 점을 감안해 보면 우리도 차제에 인근국가간 전력 연계 필요성이 생겼을때 이에 대처해 나갈 수 있도록 해야 할 것이다. 또한 직류 송전 기술은 초전도 저장 장치, 연료전지 사용시 기본 기술로서 이 분야에 대한 기술 축적도 병행하여 이루어져야 할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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