본 연구에서는 온실가스 감축과 자원절약형 항만운영을 위해서는 항만에서의 탄소 저감 물류활동과 더불어 신재생에너지원을 활용하여 화석연료 등의 소비를 최소화 할 수 있는 친환경 에너지 활용 체계 구축이 필요함에 따라 자립형 항만구축을 위한 항만도입 가능한 신재생에너지원을 대상으로 발전 잠재력을 분석하고 반영을 통해 우리나라 항만의 친환경 신재생에너지의 도입방안 및 에너지 자립화율등의 효과를 조사 하였다.
최근 바이오매스를 친환경 소재로 활용하기 위한 연구개발 및 응용연구가 세계적으로 활발하게 진행되고 있다. 바이오매스를 기반으로 한 대표적인 친환경 소재는 바이오복합재료로서 현재 자동차의 내 외장재료로 사용되고 있으며 응용분야가 전자재료, 포장재료 등으로 다양하게 확대되고 있다. 바이오매스는 이산화탄소 흡수원일 뿐만 아니라 바이오매스를 이용한 바이오복합재료는 경량재료로서 자동차에 사용될 때 연비향상에 의해 이산화탄소 저감에 크게 기여할 수 있다. 최근에는 바이오매스를 기반으로 하여 고강도 특성 등 기존재료에 비해 우수한 특성을 가지는 나노소재를 제조하고 이를 다양한 에너지소재로 활용하기 위한 연구도 활발하게 진행되고 있다. 본 논문에서는 바이오매스를 기반으로 한 친환경 소재로서 바이오매스를 기반으로 한 바이오복합재료 및 친환경 나노소재의 연구동향 및 응용분야에 대해 소개하고자 한다.
최근 이산화탄소 흡수원으로 해조류의 배양과 이산화탄소 고정에 대한 영향 분석연구가 세계적으로 활발하게 진행되고 있다. 또한, 해조류에서 바이오에너지를 얻기 위한 연구와 해조류의 구성성분인 섬유, 당 및 지질을 이용하기 위한 연구도 다양하게 진행되고 있다. 해조류 섬유는 주로 종이 및 바이오복합재료 제조에 사용되며 추출물은 식품 등에 사용될 수 있다. 특히, 해조류 섬유는 셀룰로오스 섬유와 유사한 특성을 가지기 때문에 바이오복합재료의 천연섬유 보강재로서 사용이 가능하다. 바이오복합재료는 천연섬유를 보강재로 사용한 에너지절약과 친환경 특성을 가진 고분자복합재료로서 현재 자동차 및 건축물의 내장재로 사용되고 있는 유리섬유 보강 고분자복합재료를 대체할 수 있는 신소재이다. 본 논문에서는 해조류 기반 친환경 에너지소재의 세계적 연구동향 및 해조류 섬유를 이용한 신소재 개발연구로서 홍조류 섬유 보강 바이오복합재료에 대한 연구결과를 소개하고자 한다.
최근의 R&D동향은 각 분야에서 발전해온 기술들을 집약하여 다른 분야로 그 영역을 확대 적용함으로써 융 복합기술의 신규 영역창출을 도모하고, 고유영역의 한계를 극복하는 신 패러다임의 기술시대로 진입하고 있다. 신재생에너지원을 수자원 설비에 적용하는 수상태양광발전 융합기술은 저수지 공유수면 개발 이용을 통한 국토의 효율적 활용, 수자원을 이용한 친환경에너지생산 및 녹조류 제거, 어류번식 등을 할 수 있는 고부가가치 하이테크 기술로 기존의 제한된 수자원설비의 이용기술 영역을 탈피하여, 신재생에너지, IT, BT기술이 융합된 GT기술로 미래형 친환경 저수지 실증기술로 개발이 가능한 분야이다. 이 기술이 상용화 될 경우 K-water가 보유한 다목적댐 저수지 유역면적의 1(%)만 개발해도 352(MW)정도의 친환경에너지를 생산 할 수 있을 것으로 추정하고 있다. 국토가 협소한 우리나라의 경우 그동안 태양광개발로 인해 임야 및 농지 등의 환경훼손이 심각한 수준에 이르고 있어 신재생에너지개발이 다른 양상의 환경파괴를 일으키고 있다. 수상 태양광발전기술은 자연과 어우러진 친환경융합기술로 태양광부문의 태양광모듈기술의 비약적 발전과 가격 경쟁력확보, 주변기술 등이 획기적으로 개발 될 경우 친환경수자원 분야의 미래성장 동력으로 자리매김 할 수 있을 것으로 판단된다.
친환경 건축물은 자연친화적인 건물을 실현해 사용에너지를 최소화하고 탄소배출을 줄이는 것을 목표로 한다. 에너지사용을 먼저 줄인 후 그 다음 신재생에너지로 필요한 에너지를 충당해야 한다는 것. 때문에 친환경 건축 설계기법으로 최적향 선택과 에너지효율화를 높일 수 있는 외피시스템, 고성능 단열재, 고 단열 창호, 폐열회수환기시스템 등이 거론되고 있다. 친환경 건축의 바른 길을 위해 숙지해야 할 요소를 짚어보았다.
에너지관리 지원 서비스는 공장 내에서 일어나는 전력발전 및 전력할당을 데어터 분석 기법 등을 이용하여 효과적으로 관리하는 것을 목적으로 한다. 특히 그 중에서도 태양광, 풍력 등 친환경 에너지를 이용한 에너지관리 시스템은 비용절감 뿐만 아니라 환경보호 측면에서도 중요한 문제라 할 수 있다. 이들 친환경 에너지를 제대로 이용하기 위해서는 그들의 발전량을 정확히 예측할 필요가 있지만 현재의 시스템에는 가장 기본적인 예측법인 최근접 이웃법을 사용하고 있다. 최근접 이웃법의 경우 노이즈와 아웃라이어에 민감하다는 단점이 있기 때문에 이들 상황에 대처할 수 있는 보다 정교한 예측법이 필요하다.
환경문제와 더불어 우리나라의 신재생 에너지에 대한 관심이 증가하고 있다. 현재 한전과의 상계거래 체결을 통해 관리되고 있는 태양광 에너지 관리는 친환경 신재생 에너지의 대표적 모델이다. 본 논문에서는 가정에서 발생하는 태양광패널의 잉여 전력량을 이웃과 거래하는 P2P(Peer to Peer)방식을 제안하였다. 제안하는 방식을 통하여 각 가구의 데이터를 활용하여 에너지에 대한 수요-공급량을 도출하고 균형거래가격을 결정하여 참여자 간 합리적 에너리 관리가 가능하다.
현재 친환경 신재생 에너지에 대한 관심이 점차 증가하고 있으며, 그중 태양광은 신재생 에너지 중 가장 많은 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 태양광 발전 시스템에서 효율을 높이기 위해 최대출력 점을 찾는 MPPT 알고리즘에서 step size를 결정하는 새로운 방법을 제안한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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