재배시설내의 재배면적은 온실의 경우 벤치의 구성 방법에 따라서 차이는 있으나 바닥 면적의 47-68% 정도로 전체 면적에 비하여 생산에 사용되는 면적의 효율이 높지 못한 편이다(Langhans, 1990). 이러한 재배면적을 최대로 확보하여 단위 면적당 생산량을 높이기 위한 연구가 자동화 온실이나 식물공장을 중심으로 진행되고 있다. 이러한 연구는 많은 성과를 거두고 있으나 인공광을 이용하거나, 부가적인 기계화 장비나 자동화 설비가 필요하여 에너지 비용과 시설비용이 무시 못 할 정도이며, 고도의 제어기술이 요구되고 있어 상업용으로 보급되지 못하고 있다. (중략)
최근 온실에 온수 보일러를 설치하여 실내를 가온하는 시스템이 많이 도입되고 있다. 이들 장치들은 설정된 실내온도를 맞추기 위한 온도 제어장치가 부가되어 있지만, 대부분 ON-OFF제어 시스템을 구성하고 있기 때문에 온도 진폭의 현상이 발생하여 온도 제어 정밀성이 떨어지고 에너지소비도 많다. 이 문제점을 해결하기 위하여는 보일러 온수저장조와 온설 내 방열관 사이에 삼방변을 설치하고 설정온도, 실내온도 및 외기온을 비교하여 삼방변의 위치를 조절하여야 한다. (중략)
식물생산공장은 작물의 생육에 적합하도록 환경을 최적화시킬 수 있기 때문에 최단기간에 작물을 생산할 수 있는 장점이 있다. 또한 지상부나 지하부 환경을 적절히 조절하거나 인위적인 품질제어기술을 이용하여 기존의 상품보다 품질이 월등히 높은 작물을 생산할 수 있는 여건과 설비가 조성될 수 있다. 이러한 식물공장 생산방식은 부가가치가 높은 화훼류나 분화류에 많이 적용되고 있지만, 생산기간이 길고 난방 등의 에너지가 상대적으로 많이 소요된다. (중략)
근대산업의 에너지원으로서 전력수요의 급격한 증대에 수반하여 전력계통의 초고전압화, 관련기기의 소형화 및 장기간에 걸친 성능의 안정성, 신뢰성이 절실히 요망 하겠금 되었다. 이로 인하여 전기절욘재료에 요구되는 제성능도 일반적으로 고도화되고 점점 가혹한 조건이 부가되고 있는 실정이라 하겠다. 근년 고분자화학의 급속한 진보와 고분자성형기술의 발달에 의하여 등장한 합성고분자재료는 그 물리, 화학적 성질 특히 전기적 성질에 많은 특징을 가지고 있으며 그 성능이 점점 높이 평가되고 있어 고분자재료의 진출이야말로 전기기기절연의 양상에 일대 변화를 줄것이라 하여도 지나친 표현이 아니겠다. 이와같이 고분자가 전기절연재료로써의 가치는 물가구조로 부터 기대되는 우수한 유전성과 전기절연성이 높이 평가되고 있는 점이라 하겠다.
Electron cyclotron resonance plasma chemical vapor deposition (ECRPCVD) 장치에서 공정변 수에 따른 수소플라즈마 특성을 조사하였다. 균일한 플라즈마 밀도를 얻기 위하여 전자공명층이 기판과 평행하게 형성되도록 정자장 코일을 설계하였으며 기판근처에 부가적으로 형성된 multicusp field 에의 해서 기판 근처에서의 플라즈마 균일도를 개선시킬수 있었다. 또한 절연된 공진실과 기판에의 독립적인 DC bias에 의해서 기판으로 입사하는 하전입자들이 에너지와 유량을 조잘할 수 있었다. 이러한플라즈마 특성을 갖는 ECRPCVD장치를 다양한 특성을 갖는 박막 합성에 응용할 수 있으리라 사료된다.
휴대용 전자기기들의 소비전력 증가에 따라 2차전지에 비해 에너지 밀도가 높은 연료전지를 이용한 충전기의 필요성이 부각되고 있다. 대다수의 충전기는 On-Grid 방식으로 벅타입 컨버터를 이용한 감압 방식이었으나, 연료전지를 이용할 경우 승압식 컨버터를 통한 배터리의 충전이 요구된다. 또한 배터리는 일반 저항부하와 달리 큰 커패시턴스 성분을 가지고 있기 때문에 컨버터의 출력단에 인덕터가 없는 경우 큰 출력 리플전류를 유도하게 되어 시스템의 효율과 배터리의 수명에 좋지 않은 영향을 끼치게 된다. 또한 이를 해결하기 위해 절연형 감압 컨버터를 사용하는 경우 변압기 사용에 의한 부피 증가와 부가 소자의 사용에 따른 가격 상승을 피하기 어렵다. Cuk 컨버터는 주스위치의 ON/OFF 동작에 관계없이 출력으로 에너지가 항상 전달되며, 이상적으로 리플이 거의 존재하지 않아 충전용으로 적합하다. 또한, 승압 및 감압이 자유롭기 때문에 배터리의 정격전압에 상관없는 범용 충전기의 설계도 가능하다. 따라서 본 논문에서는 Cuk 컨버터를 이용하여 배터리 충전기를 설계하고, 그의 상태공간 모델링, 주파수 특성 해석 및 제어기 설계에 대해 기술한다. 제안된 제어 방식은 소형 연료전지 스택을 이용하여 실제 배터리를 대상으로 한 정전류 및 정전압 제어를 실행하여 그 성능 및 안정성을 검증한다.
교토의정서(Kyoto Protocol)의 발효로 전 세계적으로 에너지절약형 산업구조로의 전환 및 신재생에너지 개발 등의 온실가스 감축을 위한 노력이 활발하게 진행되고 있으며, 우리나라 또한 온실가스 저감을 피할 수 없게 되었다. 특히 선진국(Annex I)의 구속력 있는 감축목표를 규정하고 있는 교토의정서의 의무이행에 유연성을 부가하기 위해 교토메카니즘이 채택되었다. 교토 메카니즘은 CDM(Clean Development Mechanism), JI(Joint Implementation), ET(Emission Trading)로 이루어져 있으며, 이 가운데 CDM 사업은 선진국(Annex I)과 개발도상국 non-Annex I)간 공동 협력 사업으로 non-Annex I 국가인 우리나라가 참여할 수 있기 때문에 국내 기업 및 정부의 관심이 높아지고 있다. 이러한 CDM 사업을 수행하기 위해서는 적용 가능한 CDM 사업 방법론이 필요하며, 방법론이 없을 경우 CDM 사업 방법론을 개발하여야 한다. CDM사업 방법론에는 레이스라인, 추가성, 배출 감축량, 모니터링 등에 대한 구체적인 방법이 제시되어야 하고 사업 수행자는 사업의 타당성 확인 및 검증을 위해 방법론을 정확히 이해해야 한다. 따라서 본 CDM사업 방법론 연구를 통해 CDM사업 수행 및 방법론 개발을 위한 주요 항목의 이해를 돕고 국내 CDM 사업의 활성화를 도모하고자 한다.
PVT(Photovoltaic Thermal) 모듈은 태양광과 태양열 에너지를 동시 이용이 가능한 모듈로서 태양광전지(PV, Photovoltaic)모듈에 열교환기를 접합한 형태로 전기에너지뿐만 아니라 열에너지를 동시에 생산할 수 있는 시스템이다. 기존 PV 모듈은 일사량이 많으면 전력 생산량이 증가하는 동시에 PV모듈의 온도가 상승함에 따라 발전 효율이 감소하는 문제점이 있으며 일반적으로 $25^{\circ}C$이상 조건에서 모듈 온도가 $10^{\circ}C$ 증가할수록 발전효율의 약 4~5% 정도 감소하는 것으로 보고되고 있다. PVT 모듈은 기존 태양광모듈에 열교환기를 접합하여 냉각함으로써 PV모듈의 온도를 낮추어 발전효율을 증가시키는 동시에 부가적으로 발생하는 온수를 직접이용하거나 다양한 계통의 보조 열원으로 이용할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 수치해석기법(CFD)을 활용하여 PV모듈 냉각 및 온수 발생을 위한 열교환기를 설계하였으며 다양한 형상의 열교환기에 대해 유동해석을 수행하여 최적의 열흡수효율을 갖는 열교환기의 형상을 설계하였다. 또한 최적 설계된 PVT 모듈을 제작하여 실제 태양과 유사한 광원을 갖는 인공태양조건에서의 실내 실험을 통해 PVT 모듈의 성능을 검증하였으며 또한 실제 노상에 설치하여 ASHRAE 93-77의 실험기준과 ECN의 PVT 집열기 성능측정 가이드라인에 따라 옥외 시험평가를 하여 PVT 모듈의 성능 검증을 하였다. 최적 설계된 PVT모듈에 대한 성능평가 결과 기존 PV 모듈보다 발전효율이 약 15%(기존 발전효율 대비) 향상된 결과를 확인하였다.
본 연구는 북한경제관련 전문기관이나 전문가들의 연구결과와 불완전하게나마 발표되거나 간접적으로 도출된 북한의 통계자료들을 통계학적인 방법으로 통합하여 에너지 부문이 구분된 북한의 2005년도 산업연관표를 추정하였다. 이렇게 추정된 산업연관표를 이용하여 에너지 부문에 대한 대북투자가 북한경제의 산업별 산출과 부가가치에 미치는 효과를 투입-산출 분석과 CGE 분석을 이용하여 계산하였다. 전력산업에 대한 40억 달러의 대북투자는 총산출을 3억 6,802만 달러 증가시키고 총부가가치를 1억 5,599만 달러 증가시키는 것으로 계산되었고 석유산업에 대한 1.5억 달러의 대북투자는 총산출을 2,046만 달러 증대시키고 총부가가치를 965만 달러 증가시키는 것으로 나타났다.
최근 많은 제조 기업들이 에너지 비용과 환경 인식의 증가로 인해 에너지 효율에 더 많은 관심을 기울이고 있다. 생산 시스템의 에너지 효율적인 생산스케줄링은 생산에 필요한 에너지 효율을 개선하고 비용을 절감하는 효과적인 방법이다. 본 논문에서는 타이어 생산 문제를 상정하고, 일정한 종류와 형상 모듈 종류 및 각 타이어별 주문량, 생산 모듈의 개수 및 각 종류별 생산시간을 고려하여 생산스케줄링을 구축하는 것을 목표로 하였다. 효과적인 생산스케줄링에 용이하도록 현 상태에서 이용가능한 형상 모듈 종류 및 개수를 고려하여, 다음 단계에서 생산하기로 선택이 가능한 타이어 종류를 부가적인 입력으로 이용하였고, 주문량 이상의 추가 생산이 가능하도록 하였다. 그리하여 평균 62퍼센트 가량의 생산모듈 가동률을 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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