• Title/Summary/Keyword: 에너지 소요량 분석

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가속기질량분석기술(加速器質量分析技術)(AMS)의 원리(原理) 및 응용(應用)

  • Park, Geung-Sik;U, Jeong-Ju
    • Analytical Science and Technology
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    • v.7 no.3
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    • pp.1069-1084
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    • 1994
  • 수 MV급 탄뎀형 가속기와 정전형, 자장형 질량분석기를 결합함으로써 존재비가 극히 작은 동위원소 측정이 가능해진다. 수 MeV로 가속이 되면 분해에 방해가 되는 모든 분자이온들이 제거되며, 탄뎀형 가속기에서는 음이온으로부터 가속이 개시되므로 몇몇 음이온을 형성하지 못하는 동중원소의 간섭으로부터 자유로워지기 때문에 고감도분석이 실현될 수 있다. 이외에 음이온을 형성하는 동중원소들은 주로 이온함인 최종 검출기에서의 유효 전하에 따른 에너지손실 차이를 이용하여 효과적으로 제거할 수 있다. 현재는 주로 장반감기 방사성동위원소인 $^{10}Be$, $^{14}C$, $^{26}Al$, $^{36}Cl$$^{129}I$ 등의 측정법이 확립되어 천연시료 중에서 동위원소 존재비 $10^{-12}$에서 $10^{-15}$까지의 정량이 가능하며, 원자수로 환산한 검출하한을 $10^5$개가 된다. 또한 해당 원소를 기준으로 소요 시료량은 대부분 mg 정도로 충분하다. 지금까지는 불가능했던 이러한 특징으로 인해 지난 수년간 AMS(Accelerator Mass Spectrometry)가 활용되어 온 연구분야는 지구과학(기후학, 우주화학, 빙하학, 수문학, 해양학, 퇴적학, 화산학 및 광물탐사), 인류 및 고고학(연대측정), 그리고 물리학(천체물리, 핵 및 입자물리) 등으로 다양하다. 이외에 생의학 및 재료과학 분야에서도 AMS를 활용하고자 하는 노력이 계속되고 있다. 본 해설에서는 가속기질량분석기술의 특징, 원리, 장치 및 활용분야 등을 소개하고자 하며, 이로써 관련 분야의 연구 활성화에 기여하고자 한다.

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Evaluation of Energy Self-Sufficiency Rate through Case Analysis of Building Energy Efficiency Rating in Educational Facilities (교육시설의 건축물에너지효율등급 사례분석을 통한 에너지자립률 평가)

  • Lee, Hyun-Seung;Kim, Ji-Hyeon;Lee, Seung-Min;Meang, Joon-Ho;Shin, U-Cheul
    • The Journal of Sustainable Design and Educational Environment Research
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    • v.18 no.4
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    • pp.58-65
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    • 2019
  • Under the regulation of rational energy use in public institutions, it has been mandatory for educational facilities to meet the first grade or higher since 2014. Also the regulation has forced educational facilities as public institutions to use renewable energy since September 2008. Educational facilities are required to be qualified as zero-energy buildings from 2020 under the revision of the Green Building Act. In this study, we identified the current status of the building energy efficiency rating system and the renewable energy system installation for 316 educational facilities that were accredited as "building energy efficiency rating system" from February 2015 to March 2019. Also we analyzed the energy self-sufficiency rate based on energy requirements and renewable energy output. Of the 316 facilities, 12 had 1++ and 293 had 1++ for the "Building Energy Efficiency Rating System". Among the 12 facilities which had 1+++, 11 recorded ZEB level 5 or higher, and 28 out of the 293 facilities(11%) which got received 1++ had ZEB level 5. Thus, it is impossible to implement the ZEB certification system for educational facilities under the present conditions. Expanding the ratio of 1+++ and investing in renewable energy systems should be preceded.

Comprehensive Analysis of Energy Consumption Rate and New Technology Trend in High-Performance Buildings related with Different Climatic Zones (세계 기후대별 High-Performance Buildings의 에너지 소비 원단위 평가 및 신기술 적용 동향 분석 연구)

  • Kim, Chul-Ho;Lee, Seung-Eon;Kim, Kang-Soo
    • Journal of the Architectural Institute of Korea Structure & Construction
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    • v.34 no.11
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    • pp.63-72
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    • 2018
  • In this study, we analyzed high-performance building technologies through a case study of 65 high-performance buildings in the U.S., Europe, Asia and Oceania. In detail, we reviewed the international trend of building energy-saving technology and energy consumption per unit area by analyzing buildings constructed within a 10 year period(2008-018). The primary energy consumption was $48-440kWh/m^2$, and the average value was calculated as $169.3kWh/m^2$. Although some buildings received high certification ratings, they did not meet either Korean or international energy evaluation standards. The system analysis revealed that many energy-saving technologies show various application rates in different countries because the technologies possess different properties. Furthermore, small-area building groups tended to have less primary energy consumption than the medium and large-area buildings, but the area-energy relationship $R^2$ value was analyzed as 0.3161, indicating no clear proportional relationship. Therefore, we propose that it is necessary to maximize the energy savings of buildings by taking into consideration a region's code, climate, building usage, area and space-using patterns to reduce energy and greenhouse gas emissions.

해외석유개발수입과 정부지원금의 크기

  • Kim, Jin-Hyeong
    • Environmental and Resource Economics Review
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    • v.8 no.2
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    • pp.271-299
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    • 1999
  • 지난 1981년부터 해외석유개발사업이 시작된 이래 지금까지의 총투자비 약 24억 달러 중 에너지특별회계에 의한 정부지원금은 약 6억 달러로 전체 투자비의 25%를 차지한다. 이와 같은 정부지원에도 불구하고 1997년도의 개발수입량은 13.6백만 배럴로 국내 원유소비량의 1.6%에 불과한 실정이다. 2010년까지 국내 소요원유의 10%를 자주개발 원유로 공급한다는 정책목표를 설정한 정부는 최근 IMF사태와 구조조정 여파로 기업들이 해외석유개발사업에 대한 투자 우선순위를 낮추고 있다고 판단하고, 에너지 안보차원에서 석유를 안정적으로 확보하기 위해 지원방안을 모색중인 것으로 알려져 있다. 본 연구는 현행 성공불 융자의 사전적(事前的) 지원제도 대신 국내기업이 해외석유개발사업에 진출해 그 결과 국내에 도입하는 개발원유에 대해 단위당 일정금액을 지원하는 사후적(事後的) 지원제도를 대안(代案)으로 선택해, 이 제도하에서 개발수입률의 크기를 측정할 수 있는 수리적 모형을 설정하고, 이의 실증분석을 통해 개발수입목표율에 따른 정부지원금의 크기를 추정하여 제시하고 있다.

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Performance Evaluation of Rough Rice Low Temperature Drying Using Heat Pump (열펌프를 이용한 벼의 저온건조성능평가)

  • Kim, Hoon;Han, Jae-Woong
    • Food Engineering Progress
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    • v.13 no.4
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    • pp.308-313
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    • 2009
  • This study was conducted to design and fabricate a heat pump that can produce some weather conditions similar to those of the dry season of the rough rice in Korea, and to investigate basic performances of the apparatus. During the drying test, the amount of energy consumption and drying characteristics were measured at four different temperature levels ranging between 20$^{\circ}C$ and 50${^{\circ}C}$. In the psychrometric chart, the freezing capacity and refrigerant circulation ratio of the heat pump were 173 kJ/kg and 49.6 kg/hr, respectively. Therefore, coefficient of performance was 5.5, which was superior to that of refrigerant R-22 (4.0) in standard refrigeration cycle. In addition, the time to reach target drying temperature (30${^{\circ}C}$) and relative humidity (40%) were 6 minutes and 7 minutes, respectively. Temperature differences between the drying temperature and the rice were 1.5${^{\circ}C}$ and 8.5${^{\circ}C}$ at the drying temperatures of 21.9${^{\circ}C}$ and 48.7${^{\circ}C}$, respectively. This result demonstrated that the increased temperature of the rice in the drying section decreased sufficiently in the tempering section. At the drying temperatures of 21.9, 30.7 38.8, and 48.7${^{\circ}C}$, drying rates were 0.29, 0.61, 0.85, and 1.26%/hr, respectively, which were similar to those of commercial dryer. In addition, the amounts of energy consumption were 325, 667, 692, and 776 kJ/kg, respectively. These results showed that this dryer saved up to 86% of energy consumption compared with the commercial dryer, which uses 4,000-5,000 kJ/kg of fossil fuel.

Influence Factor Analysis of Projectile on the Fracture Behavior of Aluminum Alloys Under High Velocity Impact with Latin Square Method (라틴방격법을 이용한 고속 충격 알루미늄합금의 파괴거동에 미치는 충격자 영향 분석)

  • Kim, Jong-Tak;Cho, Chang-Hee;Kim, Jin-Young;Kim, Tae-Won
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.35 no.9
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    • pp.1021-1026
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    • 2011
  • Structural impact problems are becoming increasingly important for a modern defense industry, high-speed transportation, and other applications because of the weight reduction with high strength. In this study, a numerical investigation on the impact fracture behavior of aluminum plates was performed under various projectile conditions such as nose shapes, velocities, and incidence angles. In order to reduce the iterative numerical analysis, the Latin Square Method was employed. The influence factor was then determined by an FE analysis according to the conditions. The results were evaluated by means of a statistical significance interpretation using variance assessment. It was shown that the velocity and incidence angle can be the most important influence factors representing the impact absorption energy and plastic deformation, respectively.

A Study on the Separation of Food-Waste Leachate into 3 Phases (음식물쓰레기 탈리액의 삼상분리)

  • Kim, Sangguk;Jeong, Minji;Kwon, Hyolee
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.11a
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    • pp.197-197
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    • 2010
  • 음식물쓰레기의 삼성분은 수분, 휘발분, 회분이며 이들이 차지하는 비율은 계절, 지역별로 다소 상이하지만 수분 약 80%, 회분3%, 휘발분 17%이다. 음식물쓰레기 전처리과정으로 이물질제거, 탈수공정이 있으며 탈수공정에서 다량의 탈리액이 발생한다. 본 연구에서는 탈리액을 데칸타를 이용하여 1차로 원심분리하여 고.액 분리한 액을 실험대상으로 하였다. 실험대상 탈리액의 물성은 BOD 78,800[mg/l], COD 41,000[mg/l], 부유물질 25,900[mg/l], 총질소 928[mg/l]이었다. 탈리액에는 기름성분(육류, 식용유등), 입자상물질등이 포함되어 있으며 이들은 난분해성 유기물질로, 이를 제거하는데 기존의 처리방법으로 많은 어려움이 있어 주요한 수질오염 발생원이 되고 있다. 예를들면 하수처리장 폭기조 수면에 유막을 형성하여 산소공급을 방해함으로 미생물번식을 방해하는 요인이 된다. 본 연구는 음식물쓰레기 탈리액의 수분, 고형분, 유분으로의 삼상분리에 관한 것이다. 유분은 에멀젼형태로 안정되게 수층에 분산되어 존재한다. 미세기포를 이용한 부상법의 경우 미세기포 표면과 유분의 화학적친화력이 낮아 기포표면에 유분이 잘 부착되지 않으며, 원심분리 방법만으로는 유분 분리효율이 낮고, 추출에 의한 분리시 추출액이 다량 소요되고 처리시간이 길며 추출액 비용이 많이 소요된다. 탈리액을 유분, 슬러지, 수분으로 분리하면 환경오염을 일으키는 주요성분을 신재생에너지 원료로 활용할 수 있다. 유분의 주성분이 동식물성 유지이므로 전처리시 산촉매를 이용 수분과 유리지방산을 제거하고 염기성촉매를 이용하여 전이에스테르화 반응을 거치면 바이오디젤인 FAME과 글리세롤으로 변환하므로 글리세롤을 분리하면 바이오디젤을 얻을 수 있다. 슬러지는 입자상 물질로 착화가 잘 되고 건조하면 발열량이 높으며 중금속등에 오염되지 않아 청정연료로 활용이 가능하다. 실험실에서의 탈리액 삼상분리방법은 다음과 같다. 탈리액 30ml당 추출액으로 노말헥산을 1ml를 가한 다음 플라스크에서 $80^{\circ}C$로 가열 후 방냉한다. 가열중 노말헥산의 손실을 방지하기 위하여 증발가스를 콘덴서에서 응축하여 플라스크로 재순환한다. 탈리액을 플라스크에서 꺼내어 원심분리기 rack에 300-400g씩 병에 각각 넣고 4,000rpm으로 30분간 운전한다. 탈리액은 상부로부터 유분층, 미세입자층, 수층, 슬러지층으로 분리된다. 각 층의 계면에서 2종의 성분이 약간 섞일 수 있다. 유분을 분리한 후 유분층 잔존물과 미세입자층, 수층 상층부의 혼합물을 취하여 50g씩 병에 넣고 3,500rpm으로 10분간 운전한 후 유분을 분리한다. 마지막으로 미세입자층만을 3,500rpm으로 10분간 원심분리한 후 유분을 따로 분리한다. 얻어진 유분은 rotary evaporator에서 $120^{\circ}C$로 가열하여 유분과 노말헥산을 분리하며 분리효율을 제고하기 위하여 감압하에서 운전한다. 분리된 유분의 고위발열량이 9,450[Kcal/kg]이었으며 원소분석 결과 탄소 74.7%, 수소 12.55%, 질소 0.08%, 유황분 0.0003%이었다. 분리된 유분의 양은 계절별로 시료별로 다르며 가을철에는 1.6-1.9%, 여름철은 1.0-1.3%이었다. 분리된 슬러지로부터 Hg, As, Cr, Cd, Pb 중금속 성분이 검출되지 않았으며 수분 2.8%, 휘발분 76.85%, 회분 7.52%, 고정탄소 12.83%이었고 원소분석결과 탄소 45.25%, 수소 7.46%, 질소 5.05%, 산소 34.39%, 유황분 0.33%이었으며 저위발열량은 4,480[Kcal/kg]이었다. 분리된 슬러지 양은 11-19% 이었다.

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A Study on Evaluation of LED Lighting Environments for Energy Saving and Work Effectiveness (에너지 저감과 업무 효율성을 위한 LED 조명환경 평가에 대한 연구)

  • Kim, Hyung-Sun;Lim, Jae-Hyun;Lee, Kee-Sun;Kim, Kil-Hee;Jung, Hee-Chang;Kim, Jin Ho
    • Science of Emotion and Sensibility
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    • v.18 no.2
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    • pp.45-54
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    • 2015
  • This study carried out an experiment to identify subject's work effectiveness and energy saving effect using LED light. Towards this end, this study configured nine various lighting environments in order to control PWM (Pulse Width Modulation) and illuminance (lux), which are the characteristics of LED light. The PWM ratio of LED light was set as R:G:B=1:1:1, R:G:B=4:1:5, and R:G:B=8:7:7, respectively, and illuminance (lux) was set as 400 lx, 700 lx, and 1000 lx, respectively. In addition, the indoor environment was set temperature $20-24^{\circ}C$, humidity 50%-60%, and the amount of clothing 1. This study analyzed work effectiveness and energy consumption in nine lighting environments, each. Error correction was performed for work effectiveness analysis, and cumulative power consumption was measured in each lighting environment for energy consumption analysis. According to experiment results through the lighting environments suggested in this study, accuracy and spent time effectiveness were good in 700lux and higher than 400lux. For spent time, the best effectiveness was revealed in the suggested PWM ratio, R:G:B=8:7:7. The lowest power consumption on each illuminance (lux) was revealed in the order of R:G:B=8:7:7, RGB=1:1:1, and R:G:B=4:1:5. Therefore, pulse-width modulation effect is proposed in this paper was found to affect the efficiency and energy saving.

Simulation of Silo System for Drying and Storage of Grains (곡물(穀物)의 건조(乾燥), 저장(貯藏)을 위한 사일로 시스템의 시뮬레이션)

  • Chung, J.H.
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • v.19 no.3
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    • pp.194-210
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    • 1994
  • 미곡종합처리장(米穀綜合處理場)의 곡물 건조 및 저장시설의 적정 설계를 위해서 시뮬레이션 모델링이 요구되었다. 이에 곡물 건조 및 저장시설인 곡물 사일로 시스템을 설계하기 위해서 SLAMSYSTEM을 이용한 시뮬레이션 모델을 개발(開發)하였다. 곡물 사일로 시스템은 반입(搬入)장치, 조선(粗選)장치, 계량(計量)장치, 건조용(乾燥用) 사일로, 저장용(貯藏用) 사일로 그리고 이송장치들로 구성되었으며 이들 장치와 시스템의 공정들이 네트웍(network)과 프로세스(process) 중심의 시뮬레이션 모델로 표현(表現)되어 분석(分析)되었다. 이 시뮬레이션 모델로 1) 각 공정에서의 원료 처리시간 및 대기시간 그리고 병목현상, 2) 각 기계 및 장치들의 활용도(活用度) 및 이용상태(利用狀態), 3) 물벼의 처리용량 및 건조조건에 따른 건조시간과 건조에 소요되는 에너지 그리고 건조중 발생되는 열손실(熱損失), 4) 반입에서부터 저장에 도달할 때까지의 총 처리시간 및 처리량 등을 분석하였다. 이러한 시뮬레이션 결과 자료를 기초로 하여 각 기계 및 장치의 종류(種類)와 용량(容量) 및 크기를 결정하여 곡물 사일로 시스템을 설계(設計)하였다. 그리고 시뮬레이션에 의해 설계된 사일로 시스템이 실제로 전북 남원에 설치(設置)되었다.

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A Self-organized Network Topology Configuration in Underwater Sensor Networks (수중센서 네트워크에서 자기 조직화 기법을 이용한 네트워크 토폴로지 구성법)

  • Kim, Kyung-Taek;Cho, Ho-Shin
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.31 no.8
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    • pp.542-550
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    • 2012
  • In this paper, an adaptive scheme for network topology configuration is proposed to save the overall energy consumption in underwater acoustic sensor network. The proposed scheme employs a self-organized networking methodology where network topology is locally optimized by exchanging the energy-related information between neighboring nodes such as the remaining energy of each node, in a way that the network life time can be augmented without any centralized control function. Computer simulation is used to evaluate the proposed scheme comparing with LEACH in terms of the number of alive nodes after a given time, the deviation of individual nodes' residual energy and the energy consumption at the initialization and coordination stages.