• 한국가스학회지
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• 제26권4호
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• pp.58-63
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• 2022

세계적으로 미세먼지로 인한 환경문제가 대두되면서 경유보다 저렴하고 공해가 적은 LNG가 자동차의 차세대 에너지로서 주목받아 보급이 확대되고 있는 추세이다. 그러나 국내에는 LNG 충전소 인프라가 많이 부족할 뿐더러 규제에 따라 장착할 수 있는 용기의 크기가 제한적이다 보니 원활한 운행을 하기 어려운 실정이다. 국내에선 천연가스 자동차의 원활한 운행을 위한 용기의 내용적 확장 연구와 개발이 진행 중이나 차체 밖으로 용기가 누출되어 차량충돌에 의한 충격을 용기가 직접적으로 받아 폭발하여 대형참사로 이루어질 수 있는 문제점이 있다. 이에 본 연구에선 LNG 용기의 안전성 평가를 ANSYS Explicit Dynamics해석을 통해 변형량과 응력값을 도출함으로써 용기의 안전성을 검증하였다. 그 결과 용기에서 최대 565.37MPa의 최대응력이 발생하였고 용기의 재료로 사용된 STS304의 항복응력인 505MPa를 넘어선 것으로 보아 소성변형이 발생할 것으로 예상된다. 차량과 용기간의 충돌에 의한 충격이 가해질 경우 용기의 파손 또는 결함이 우려되므로 지지대나 보강설계가 필요하다고 사료된다.

• 한국지구과학회지
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• 제32권3호
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• pp.276-293
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• 2011

본 연구에서는 한반도 황사 사례 동안 WRF 기상모델과 SMOKE 배출량모델, CMAQ 및 CMAQ-MADRID 대기질 모델을 이용하여 다양한 황사 발생량 경험식에 대한 $PM_{10}$의 농도를 추정하였다. 특별히 Wang et al.(2000), US EPA 모델, Park and In(2003), GOCART 모델, DEAD 모델의 5가지 황사 발생 경험식이 중국과 몽골 등의 황사 발생량을 추정하기 위해 WRF-SMOKE-CMAQ(MADRID) 모델에 적용되었다. 일기도, 후방궤적 및 위성이미지 분석에 따르면 한반도로의 황사 수송은 절리저기압(위성에서 콤마형 구름)과 관련된 지상 전선의 뒤쪽에서, 그리고 상층 제트류의 발달에 기인한 파의 정체현상과 함께 상층 골에서의 풍속이 하층으로 전이되는 풍하 바람에 의해 생성되었다. 그리고 WRF-SMOKE-CMAQ 모델링 결과, 황사의 시 공간적 분포에 있어서는 Wang et al.(2000)의 경험식이, 평균 편의 및 평균 제곱근 오차에서의 정확도 부분에서는 GOCART 모델의 경험식이 관측값을 보다 잘 모사하는 것으로 나타났다. 또한 Wang et al.의 경험식을 이용한 황사의 연직분포 분석 결과에서 강한 황사 사례(2007년 3월 31에서 4월 1일 $800\;{\mu}g/m^3$ 이상)의 경우는 황사 수송이 한반도 상공 대기 경계층 내를 통과하였기 때문으로, 약한 황사 사례(2009년 3월 16일과 17에 $400\;{\mu}g/m^3$ 이하)의 경우는 황사 수송이 경계층 위를 통과하였기 때문으로 나타났다. 또한 CMAQ 모델과 CAMQ-MADRID 모델에서의 미세먼지($PM_{10}$) 민감도 분석 결과에서는 CMAQ-MADRID 모델이 CMAQ 모델에 비해 한반도를 포함한 동아시아 지역에서 최대 $25\;{\mu}g/m^3$ 정도가 높게 모사되었고, 모델 내 구름 액상과정에 의해서는 최대 $15\;{\mu}g/m^3$ 정도가 제거되는 것으로 나타났다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제16권2호
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• pp.99-108
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• 2010

지열냉방시스템을 분만돈사에 적용하여 냉방효과 및 분만돈과 자돈의 생산성을 조사하였다. 처리구는 지열냉방돈사와 관행돈사로 2개로 나누였으며, 돈사당 각각 모돈 48두씩를 수용하여 하절기 4주간 시험을 실시하였다. 시험결과, 외부기온이 $33.0^{\circ}C$ 이상으로 더운 날에는 냉방을 위한 지하수 순환량이 많이 소요되어 최고기온과 지하수 순환량이 아주 밀접한 정의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 지열냉방 돈사의 온 습도 변화의 경우 최고기온은 관행돈사에 비하여 낮게 유지되고, 최저기온도 많이 떨어지지 않아 일교차가 훨씬 적었다. 미세먼지 입자가 상대적으로 큰 PM 10은 지열냉방돈사가 관행돈사에 비하여 최고 61.4% (111.1 vs 42.9) 까지 감소되었다. 그러나 작은 입자의 분진은 오히려 지열 냉방구에서 약간 높은 경향이었다. 암모니아가스 배출량의 경우 지열냉방돈사는 관행돈사에 비하여 유의하게 (p<0.05) 감소하였다. 총 3회에 걸쳐 측정된 임신돈의 호흡수는 지열냉방돈사에서 유의적으로 (p<0.05) 감소하였고, 에피네프린과 노르에피네프린 호르몬의 경우에 지열냉방돈사에서 감소하는 경향을 보였다. 이유시 체중은 지열 냉방돈사가 관행돈사에 비하여 유의적으로 (p<0.05) 증가하였으며, 여름철 모돈의 사료 섭취량은 관행돈사에서 유의적으로(p<0.05) 감소하였다. 따라서 지열냉방시스템은 여름철 분만사의 온 습도를 낮게 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라 분진, 암모니아 가스 발생량 빛 모돈의 호흡수 감소에 영향을 주어 모돈과 포유자돈의 생산성을 개선시킬 수 있다.

• 에너지공학
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• 제28권3호
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• pp.42-54
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• 2019

태양광 풍력 발전은 한국의 에너지 전환에 있어서 핵심적인 요소이다. 특히 이산화탄소 감축과 미세먼지 저감을 위해서 태양광 풍력 발전 확대 보급은 정책적으로나, 사회적으로 필수 불가결한 선택이다. 이에 본 논문은 태양광 풍력 확대에 대응하여 한국 전력시스템 내에서 추가적으로 발생하는 비용, 즉 통합 비용에 대해 분석하고자 한다. 2019년~2030년에 걸친 "8차 전력수급기본계획", "재생에너지3020 이행계획"과 2016년 태양광 풍력 발전량을 기반으로 KEPTA를 활용하여 시나리오 분석한 결과, 2030년 13.94Won/kWh~32.55Won/kWh의 통합비용이 필요하며, 백업비용은 8.94Won/kWh, 균형비용은 1.03Won/kWh~4.45Won/kWh, 계통접속비용은 3.97Won/kWh~19.16Won/kWh가 필요한 것으로 나타났다. 이러한 추가 비용이 확보될 때 태양광 풍력 발전의 확대를 위한 전력시스템 내 안정성이 확보될 것으로 예상한다. 향후 태양광 풍력 발전의 기술 개발과 전력저장장치 도입, 그리고 도매시장 가격 변화 등을 고려한 연구가 필요하다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권1호
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• pp.33-38
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• 2019

화력발전은 국내 발전량 중 가장 높은 비율을 차지하고 있으며, 그 중 석탄보일러 발전이 가장 높은 비율을 차지하고 있다. 석탄보일러는 석탄 연소 중 유해 물질 및 미세먼지가 발생하여 대기오염에 심각한 영향을 미친다. 이에 친 환경 석탄보일러로 유동층보일러가 도입 되었으며, 이는 유동매체를 활용하여 기존의 석탄보일러보다 약 1/10정도 적은 오염물질을 배출한다. 수냉벽튜브는 이 유동층보일러에서 중요한 역할을 하는 구조물로, 유동층보일러의 특성상 기존의 보일러보다 외벽손상이 심하다. 하지만 아직까지 이에 대한 정량적인 유지보수 기법이 없다. 원격장 와전류 탐상은 튜브형태의 내, 외벽 검사에 많이 사용되는 비파괴평가 기법으로, 비접촉이며 빠른 검사가 장점이다. 하지만 원격장 와전류 탐상은 본래 배관 내부에서 진행하는 검사이며, 수냉벽튜브는 특성상 내부 진입이 불가능하다. 이에 본 연구에서는 시뮬레이션을 활용해 유동층보일러 수냉벽튜브에 적합한 외부 원격장 와전류 탐상 센서에 대한 설계를 진행하고, 시뮬레이션을 수행하였으며, 기존 원격장 와전류 탐상과 유사한 신호를 얻음으로써 추후 실제 제작 될 원격장 와전류 탐상 센서에 대한 기준을 제시하였다.

• 유기물자원화
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• 제27권2호
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• pp.31-40
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• 2019

가축분뇨는 2018년 말 기준으로 연간 총 51,013천 톤이 발생하였고 그 중의 91.2%인 46,530천 톤이 퇴비화(40,647천 톤)나 액비화(5,884천 톤) 방법에 의해 처리되었다. 현재 우리나라의 가축분뇨 처리 관련 정책방향은 가축분뇨를 퇴비화나 액비화 방법을 적용하여 비료자원화 한 후 농경지에 유기성 비료로서 환원한다는 것이고, 이 정책은 가축분뇨 처리와 영양물질 순환 측면에서 그 효과가 매우 크다고 할 수 있다. 그러나 지난 수십 년 동안 지속적으로 감소하는 농경지 면적과 환경관련 제도의 변천상황을 고려하면 향후에 가축분 퇴비의 시용에 대한 제한이 강화될 우려 있다. 지역적인 양분 과잉발생 현상, 양분관리제 그리고 지자체별 가축 사육두수 제한조항과 같은 환경관련 제도 등이 가축분뇨 처리 및 자원화에 난제요인으로 작용하게 될 우려가 있다. 이에 더해 가축분뇨로부터 유래된 영양물질이 주요 댐의 상류에 위치한 지류로 유입될 수도 있을 것이라는 일부의 견해도 존재한다. 특히 최근 들어서는 가축분뇨 퇴비에서 미세먼지가 발생된다는 문제까지 제기되기도 했다. 이렇듯 가축분뇨 퇴비화에 대한 일반의 관심이 높아지고 있어서 새로운 방식의 가축분뇨 처리기술 개발의 필요성이 높아진 상황이다. 특히 소는 타 축종에 비해 마리당 분뇨발생량이 많아 우분처리 관련 신기술 개발은 그 효과가 매우 클 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 우분을 고체연료원으로서 사용시의 효과를 분석하기 위하여 우분펠릿의 연소과정에서 나타나는 특성을 조사하였다. 연소실험 결과 연소실의 온도가 약 $300^{\circ}C$ 내외에 도달했을 때 우분펠릿의 무게감소가 급격하게 나타나기 시작하였다. 우분펠릿의 열분해 과정에서 생성된 열분해가스중의 수소와 메탄 그리고 일산화탄소 농도는 각각 6.65~11.62%, 0.58~1.54% 그리고 11.47~14.07% 수준이었다.

• 한국지구과학회지
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• 제43권2호
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• pp.283-302
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• 2022

2020년 1월 23일 이후 중국에서 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19)으로 인한 봉쇄 조치가 전국으로 확대되고 있었다. 그러나, 한국에서는 2020년 2월 1-2일에 PM₁₀ 질량농도 일평균 최대 88-98 ㎍ m^-3의 고농도 연무가 발생하였다. 이 기간에 동아시아 지역은 850 hPa 기온 아노말리가 양(+), 동서류 아노말리는 음(-)으로 온난하고 정체적인 기단의 영향을 받고 있었다. 동아시아 지역의 인위적 배출량 감소에 따른 한국의 PM₁₀ 장거리 수송의 영향을 분석하기 위하여 WRF-Chem을 활용하였다. WRF-Chem에 인위적 배출량을 변화 없이 적용한 BASE와 인위적 배출량을 50%로 감소시켜 적용한 CTL의 PM₁₀을 한국의 지상 측정값과 민감도 분석을 수행하였다. CTL에서 PM₁₀의 IOA는 0.71로 BASE의 0.67보다 높게 나타났다. 이것은 중국의 COVID-19 봉쇄 조치로 인해 인위적 배출량이 감소한 것으로 분석된다. 또한, 한국 이외의 지역 배출량을 0으로 설정한 BASE_ZEOK와 CTL_ZEOK를 모의하여 BASE와 CTL에서의 장거리 수송 기여도의 변동을 분석하였다. CTL은 BASE와 비교하여 배출량이 50%로 감소하였지만 PM₁₀ 장거리 수송 기여도는 10-20% 감소한 것으로 나타났다. 동아시아 지역의 배출량 감소에 따라 풍하측 한국의 PM₁₀ 장거리 수송 기여도 변동이 선형적으로 반응하지 않는 것은 종관 기상 변동이 영향을 주는 것으로 보인다. 2월 1-2일 한국의 고농도 PM₁₀ 연무 사례에 대한 CTL에서 PM₁₀ 에어로졸 성분의 장거리 수송 기여도는 기타 무기물이 80-90%로 가장 높았고, 질산염은 30-60%, 황산염은 0-20%, 암모늄은 30-60%를 나타내고 있었다. 중국의 봉쇄 조치로 인하여 교통 및 물류 수송이 감소하면서 2차 에어로졸이 감소한 것으로 보인다.