• 해양환경안전학회지
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• 제27권2호
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• pp.394-401
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• 2021

신재생에너지 신규설비 보급이 매년 꾸준히 증가하고 있으며, 그중 개발 확장성이 풍부하고 생산유발계수가 큰 해상풍력 시장이 급성장하고 있다. 특히 서남해 권역은 최고 수준의 해상풍력 잠재량을 보유하고 있으며, 관련 프로젝트들이 추진 중이다. 본 연구는 점토층 지반에 효과적인 해상풍력 하부구조물의 개발에 있어 EUROCODE에 의한 구조물의 설계 절차를 제시하고 구조 안전성을 고찰하여 관련 기술 분야에 이바지함을 목표로 한다. 선행연구에서는 풍력발전기 용량이 5MW급을 주요 대상으로 하였으나, 서남해 해상풍력발전기 시장의 기술 추세에 부합하는 발전 용량 8MW급을 연구 모델로 선정하였다. 이에 본 연구에서는 서남해 지질 조건에 부합하는 하부구조물을 개발하고, 구조 안전성을 유한요소법을 활용하여 검증하였다. 초기 설계안에서 일부 구간을 보강하여 구조 안전성을 확보하였다. 본 연구 결과를 기반으로 하여, 향후 다양한 형태의 하부구조물에 대한 구조 안전성 평가가 가능하며, 전문화된 구조 설계 및 평가 기준을 확립하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권2호
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• pp.3-11
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• 2022

전 세계적으로 고강도 합금 및 신재생에너지 산업의 수요 증가로 인하여 핵심 원료인 바나듐의 수요가 증가할 것으로 기대된다. 이에 따라, 지금까지 바나듐은 다른 산업의 부산물로 회수되었으나, 직접적인 개발에 대한 이목이 집중되고 있다. 특히, 매장량과 생산량이 가장 많은 중국에서는 함바나듐 무연탄광과 티탄철광으로부터 바나듐을 회수하는 연구가 활발하게 수행되고 있다. 국내에도 경기 북부 지역에 함바나듐 티탄철광이 대량 부존되어 있다고 알려져, 이를 개발하고자 하는 기초 및 실증연구가 수행되고 있다. 따라서 본 총설에서는 국내외 바나듐 선별 기술 현황을 조사하여 소개하였으며, 이를 토대로 현재 전량 수입에 의존하고 있는 바나듐에 대한 자립 수급의 필요성을 알리고자 한다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권6호
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• pp.631-638
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• 2022

Microgrid, which enables the production and consumption of electricity to be done independently on a small scale, has been studied on one of the solutions of reinforcement for flexibility of electronic system. This study examined the application effect of new microgrid by applying hybrid battery in electric power storage device. We designed the system to highlight the advantage of each battery and complement the disadvantage by using hybrid system with Lithium-ion battery and interval Redox flow battery. It runs with lithium-ion battery during the initial startup while the Redox flow battery operates for a long time at the end of excessive period, and it enables a discharge of Lithium-ion and Redox flow battery at the same time when the load has a large output. We chose Maldives as a subject of this study for organizing and optimizing independent microgrid. Maldives is the country to accomplish 100% domestic electricity in South Asia, but the whole electric power is supplied through diesel generation imported fossil fuel. We organized and optimized microgrid for energy independence on Malahini island to solve Maldives energy cost problem and global energy environment matters. We analyzed the daily power supply and accumulated the power supply from September 18, 2018~February 11, 2019. The accumulated power supply was about 120.4 MWh and the daily power supply was about 800~1000 kWh. Based on the collected information, we divided the cases into three models which are only diesel generator, solar generator as well as diesel generator, and solar+ESS+diesel generator. We analyzed the amount of oil consumption compared to the cost of construction and power output. The result showed that solar+ESS+diesel generator was most economically feasible. As well, we obtained that our considering hybrid battery system reduced the fuel consumption for diesel power generation about 10~15%.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권2호
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• pp.249-258
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• 2023

태양광발전은 현재 국내 신재생에너지 중 발전량과 설비용량 비중이 가장 크다. 수상태양광은 국내의 육상태양광 발전시설의 여러 가지 단점을 보완한 방식이다. 본 연구는 군산 새만금에 위치한 18.7 MW 시설용량의 수상태양광발전소를 대상으로 발전량을 분석하고자 한다. 기후의 영 향을 많이 받는 태양광발전사업의 특성으로 타당성을 확인하고자 관련 연구자들은 태양광 발전량 예측에 많은 기법들을 적용하였다. 일반적으로 발전량 예측에 필요한 변수들은 사업대상 지역의 경사면 일사량, 발전효율, 패널 설치 면적 등이다. 본 연구는 기상청 과거 10년간의 월 일사량 데이터를 활용하여 태양광 발전량을 분석하였다. 발전량을 예측하기 위해서 몬테카를로 시뮬레이션 기법을 적용하였으며, 태양광 패널의 발전효율과 일사량을 시뮬레이션의 변수들로 사용하였다. 새만금 태양광의 경우, 가장 태양광 발전량이 많은 달은 5월이며, 가장 적은 달은 12월로 예측되었으며, 발전량은 월평균 2.1 GWh이고, 최소 월 발전량은 0.3 GWh, 최대는 5.0 GWh로 분석되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.93-103
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• 2023

수많은 함정용 채프들은 폭발에 의해 확산되어 채프운을 형성하며, 채프운은 허위 레이더 반사 단면적을 생성하여 적의 레이더를 기만한다. 본 논문에서는 전산유체역학-이산요소법 단방향 연동 기법을 기반으로 공기 중에 분포하는 함정용 채프운의 시공간 분포를 해석하는 수치적 프레임워크를 구축하고 바람의 방향과 속도, 채프 카트리지의 초기 각도와 폭발 압력이 채프운 분포에 미치는 영향을 분석하였다. 채프운의 확산은 폭발에 의한 방사형 확산, 난류와 충돌에 의한 전 방향 확산, 낙하 속도 차이에 의한 중력 방향 확산과 같이 세 단계로 구분되는 것을 확인하였다. 바람은 채프운의 평균 위치를 이동시켰으며, 항력에 의한 확산 효과는 나타나지 않았다. 카트리지 초기 각도에 따라 폭발에 의한 방사형 확산 방향이 달라졌으며, 각도가 지면과 수직에 가까울수록 더 넓게 확산되었다. 폭발 압력이 증가할수록 채프운은 더 넓게 확산되었으나 중력 방향으로는 분포 차이가 작았다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권1호
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• pp.76-85
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• 2023

신재생에너지로서 수소에 대한 수요가 증가하고 있으나 기존의 화석 연료와 달리 수소는 연료 공급을 위한 전용 충전소가 필요하며, 이러한 인프라 확보를 위해서 수소충전소의 위험성 평가가 선행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 정성적 위험성평가와 정량적 위험성 평가로 구분하여 수소충전소에 대한 위험성평가를 수행하였다. 정성적 평가는 Hazard and Operability Analysis(HAZOP) 기법을 사용하여 Dispenser Module을 두 개의 Node로 평가하였으며, Criticality Estimation Matrix에 따라 Filter의 막힘으로 인한 사고와 고압 사고의 위험도가 High Level로 평가되었다. 정량적 위험성 평가는 Hydrogen Korea Risk Assessment Module(Hy-KoRAM)을 사용하여 화재의 형상과 피해영향범위를 나타냈고, 개인적 위험도와 사회적 위험도에 대한 평가를 수행하였다. 개인적 위험도는 수소충전소로부터 약 100m 떨어진 공공시설 부근까지 추가적인 안전조치가 고려되는 As Low As Reasonably Practicable(ALARP) 구간의 위험도를 보였고, 사회적 위험도 역시 약 10명의 사망자가 발생할 사고빈도가 1E-04/year로 도출되며 ALARP 구간 내에 나타났다. 정성적·정량적 위험성 평가 결과, 공정 단계의 추가적인 안전 조치와 수소충전소 부근의 제한구역 설정을 통하여 안전성 향상 방안을 제시하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제19권3호
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• pp.227-235
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• 2016

최근 해양에서 이루어지고 있는 해역이용 개발 현황 분석을 통해 입지의 적정성과 환경영향 측면에서 상충될 수 있는 대표적인 개발사례를 진단하여 해양공간계획수립의 필요성에 대한 시사점을 제공하였다. 해양 신재생에너지개발(조력 및 해상풍력), 바다골재채취, 공유수면매립, 연안골프장 조성, 온배수 및 고염수 배출, 침식영향 개발사업 등의 주요 사례 분석결과, 해당 공간이용 및 관리방향 간의 상충성이 빈발하고, 누적환경영향에 따른 해양환경과 생태계 훼손, 어장이용과 이행당사자사이의 갈등이 지속적으로 나타나고 있는 상황이다. 이러한 이유는 개발 입지 및 주변 공간영역에 대한 충분한 현황 파악이 부족하고, 공간이용과 관련된 개별법의 상호성 및 연계성 평가가 미흡한 것과 관련되어 있다. 사전예방적인 해양환경관리 정책을 강화하기 위해서는 입지 적정성과 개발규모에 대한 평가 검토를 강화해야 할 것이다. 특히, 전략환경영향평가 등 상위계획 심의단계에서 입지와 규모의 적정성에 대한 평가 시, 해양공간이용 현황, 상위계획과 지역계획간의 연계성(특히, 연안관리지역계획과 통합계획), 해양수산규제지역과 보호대상 해양생물 분포 등 핵심 평가사항을 제시하도록 하여 보다 철저한 진단이 이루어져야 할 것이다. 지속가능한 보전과 개발의 조화를 위해서는 TOP-DOWN 방식의 해양공간계획 전략(연안과 EEZ, 광역과 협역 해역 등 전체적 Zoning과 Sector 연계성을 강화, 3차원 정보 포함 등)을 마련해야 하고, 이 과정에서 체계적이고 최신의 해양공간정보 속성자료 파악 및 공유를 위한 통합 정보시스템 구축이 필요할 것으로 판단된다. 해양수산과 관련된 전 부문, 즉, 항만 어항, 수산, 연안관리, 해양환경과 생태계 분야에서 해양공간이용의 상호적이고 일관성있는 전략이 필요할 것이다.

• 응용통계연구
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• 제36권1호
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• pp.49-62
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• 2023

급속적으로 비중이 증가하고 있는 태양광 에너지는 지속적인 개발 및 투자가 이루어지고 있다. 신재생에너지 정책인 그린뉴딜과 가정용 태양광 패널의 설치가 증가함에 따라 국내 태양광 에너지 보급이 점차 확대되어 그에 맞추어 발전량의 정확한 수요 예측 연구가 활발하게 진행되고 있는 시점이다. 또한, 일사량 예측이 발전량 수요 예측에 가장 영향을 미치는 요소로 작용하고 있다는 점에서 일사량 예측의 중요성을 파악하였다. 덧붙여, 본 연구는 선행 연구들에서 사용되지 않은 중기예보 기상 데이터를 활용하여 일사량 예측을 하고자 하였다는 점에서 가장 큰 차이점을 확인할 수 있다. 본 논문에서는 서울, 인천, 수원, 춘천, 대구, 대전의 총 여섯 지역의 태양광 일사량 예측을 위하여 다중선형회귀모형, KNN, Random Forest 그리고 SVR 모형과 클러스터링 기법인 K-means 기법을 결합한 후, 클러스터별 확률밀도함수를 계산하여 시간별 일사량 예측을 진행하고자 하였다. 중기예보 데이터를 사용하기 전, 모형 예측 결과를 비교하기 위한 지표로서 MAE (mean absolute error)와 RMSE (root mean squared error)를 사용하였다. 데이터는 2017년 3월 1일부터 2022년 2월 28일까지의 시간별 원 관측 데이터를 중기예보 데이터 양식에 맞추어 일별 데이터로 변환하였다. 모형의 예측 성능 비교 결과, Random Forest로 일별 일사량을 예측한 후, K-means 클러스터링으로 기후요인이 유사한 날짜들을 분류한 뒤 클러스터별 일사량의 확률밀도함수를 계산하여 시간별 일사량 예측값을 나타낸 방법이 가장 우수한 성능을 보였다. 또한 이 방법론을 이용하여 중기예보 데이터에 모형 적합 후, 예측 결과를 확인하였을 때, 일자별로 예측 오류가 상승하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 중기예보 기상데이터의 예측 오류로 인한 것으로 보인다. 향후 연구에서는 중기예보 데이터에서 활용할 수 있는 기상요인 중, 강수 여부와 같은 외생 변수를 추가하거나 시계열 클러스터링 기법을 적용한 연구가 이루어져야할 것으로 보인다.

• 한국습지학회지
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• 제26권1호
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• pp.41-50
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• 2024

식물 미생물 연료전지(P-MFC)는 식물과 근계의 미생물 군집에서 전기를 생성하는 바이오매스 활용 에너지 기술로 지속가능한 환경을 고려하는 자연기반해법의 적정기술이다. 국내 수변공간에 적합한 P-MFC 기술 개발을 위해서는 국제적인 연구 동향에 대한 분석이 선행되어야 할 필요가 있다. 이에 따라 본 연구에서는 Web of Science에서 조회되는 P-MFC 관련 연구논문 총 700편을 대상으로 동시 출현단어 분석 프로그램인 VOSviewer을 사용해 핵심 키워드를 도출하고 연구 동향을 분석하였다. 분석 결과, 첫째, P-MFC 관련 연구는 1998년부터 지속적으로 증가하고 있으며 특히 2010년대 중후반부터 크게 증가 추세에 있다. 국가별 논문 투고 수는 '중국'-'미국'-'인도' 순으로 가장 많았으며 2010년대 이후 P-MFC에 관해 관심이 커지기 시작해 수변공간과 습지 환경이 풍부한 필리핀, 우크라이나, 멕시코 등의 나라에서도 게재 수가 늘어나고 있는 것으로 나타났다. 둘째, 기간별 연구 경향의 경우, 1998년~2015년에는 다양한 환경에서 미생물 연료전지의 성능 검증에 대한 연구가 주를 이루었다. 2016년~2020년에는 미생물 연료전지 사용의 구체적인 조건, P-MFC의 구조 및 발전 방식과 관련된 연구가 주를 이루었다. 2021년~2023년에는 P-MFC 발전 과정의 제약 요소와 효율성 향상을 위한 구체적인 연구가 주로 진행되었다. 본 연구를 통해 파악된 P-MFC 관련 국제적 연구 동향은 향후 국내 수변공간에 적합한 기술 개발 시 유용한 자료로 사용될 수 있을 것이다. 향후 본 연구 외에 세부 분야별 연구 동향 및 수준에 대해서도 추가적인 연구가 필요하며 국내에서 P-MFC 기술의 발전과 활성화를 위해서는 현장 적용성에 대한 연구 확대와 정책, 제도적 개선도 병행되어야 할 것이다.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제33권1호
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• pp.25-31
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• 2015

본 연구는 시설원예 작물 재배 농가들을 대상으로 응답자들의 항목별 선호도를 분석하고, 농업현장에서 농민들이 체감하는 원예단지에 대한 만족도와 문제점을 파악하고 평가하고자 하였다. 분석 대상은 크게 생산관련 소모품 공동구입, 온실시설 기자재 공동구입, 공동 육묘 생산, 공동 냉난방시설 사용, 공동출하, 토양 검사 및 인증제도를 포함하는 공동 활동부분과 생산기술정보, 온실시설관리정보, 유통관련정보, 생산기술교육, 온실시설관리교육, 유통관련교육을 포함하는 정보교류 및 교육부분으로 나누었다. 공동활동 부분의 IPA분석결과 소모품 공동구입, 기자재 공동구입, 공동출하 항목이 중요도와 만족도가 모두 높아 지속적인 유지가 필요하며, 공동육묘 생산, 공동냉난방 시설 등 2개 항목은 중요도와 만족도가 모두 낮아 우선순위를 낮추어도 될 것으로 판단된다. 소모품 및 기자재 공동구입에 대한 단지별 생산자 니즈를 파악하고, 원예전문생산단지가 수출집중형인 경우에는 공동출하 체계를 적극 활용해 수출대상국별 경쟁력 있는 교섭권을 더욱 강화해 나가야 할 것이다. 한편, 육묘장과 냉난방시설의 경우, 정부지원을 받아 시설을 소유하고 있는 비율이 높기 때문에 중요도-만족도가 낮은 것으로 판단된다. 그러나 $CO_2$ 저감을 위한 환경친화적 신재생 에너지의 활용 및 지속가능한 농업의 관점에서 고찰해보면, 에너지 이용 효율성 제고 및 환경 친화적 원예단지 조성이 중요한 부분이라는 것을 인지해야 할 것이다. 또한, 토양 검증 및 인증 항목은 중요도에 비해 만족도가 높아 과잉관리가 개선될 필요성이 있는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 원예전문생산단지 평가 지표에서 가점을 주는 평가항목들이기 때문에 이미 잘 관리가 되고 있는 것으로 설명할 수 있다. 정보교류 및 교육부문의 IPA분석결과 가장 집중적으로 관리되어야 할 요인으로 생산기술 교육이었으며, 원예전문단지 교육을 실시하기 위해서는 생산기술 교육을 타 교육(온실관리 및 유통관련 교육) 보다 집중적으로 실시해야할 부분으로 평가할 수 있다. 생산기술 정보, 온실시설 관리정보, 유통관련 정보는 중요도와 만족도가 모두 높아 지속적으로 잘 유지해야 할 필요가 있는 요인들이다. 다양한 정보에 대한 응답자들의 중요도와 만족도가 높기 때문에, 농가들의 적극적인 정보 교류를 활성화 시키는 방안을 제시할 수 있을 것이다. 예를 들면, 구성원들의 정보교류 어플리케이션, SNS 활동 혹은 홈페이지 활용, 공식적인 정기모임 및 정보교류 회의를 위한 협의체를 구성 등을 들 수 있겠다. 온실관리 교육, 유통관련 교육의 2개 요인에 대해서는 우선순위를 낮추어도 좋은 것으로 판단된다. 마지막으로 생산성 향상 및 시설원예의 경쟁력 강화를 위해 정부 주도의 시설원예단지 규모는 더욱 확대될 것이므로, 본 연구의 결과가 원예전문생산단지의 운영에 효율적으로 적용되기를 기대한다.