• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.507-511
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• 2019

AC 구동 시스템에서의 회생에너지의 활용은 1990년대 본 방식이 산업계의 표준 방식이 된 이후 오랜 기간동안 이슈화 되어 왔다. 회생에너지의 크기에 따라 저용량의 경우에는 제동저항으로 소모시키는 방식이 일반적이었으나, 이러한 에너지의 활용이 적극적으로 논의외면서 회생용 컨버터를 장착하는 방식이 보급되고 있다. 본 논문에서는 종래의 전원회생 컨버터방식의 최대 단점으로 언급되고 있는 순환전류의 저감을 위해 절연형 회생 컨버터 방식을 제안하였다. 에너지 절감차원에서 일정 용량이상의 AC 드라이브 시스템에는 회생에너지를 활용하기 위한 전원회생 컨버터 시스템을 채용하는 것이 일반적이나, 시스템의 구조 상 순환전류가 발생하게 되어, 이로 인한 효율의 저하 역시 필연적으로 발생된다. 본 논문에서는 이러한 순환전류를 해결하기 위한 절연형 전원회생 컨버터 방식을 제안하였고, 가능성을 검증하기 위한 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과 기존의 시스템에서 나타난 정격대비 20%의 순환전류가 제안된 시스템에서는 나타나지 않음을 확인하였고 제안된 시스템의 타당성을 확인할 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.154-154
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• 2011

화석연료의 가격 및 공급의 불안정과 온실가스감축 국제 규제 강화 등에 대한 대안으로 여기는 신 재생에너지는 높은 초기 투자 부담으로 인하여 관련기술의 연구개발과 보급정책 등 전과정에 걸친 정책 지원체계가 필요하다. 본 연구에서는 지열에너지를 이용하는 지열냉난방기술에 중점을 두고 이에 대한 중장기 정책 포트폴리오 작성을 위한 기술 및 정책적 접근방안을 제시하고자한다. 지열에너지의 가장 큰 특징은 기후 등에 영향을 크게 부하가 변하는 태양광, 풍력 등과 달리 일정한 부하를 유지함으로써 안정적인 에너지공급이 가능하다는 것이다. 또, 품질 측면에서도 화석연료를 이용한 기존의 연료보다 쾌적한 환경을 조성하여 고급에너지로 평가받고 있다. 반면, 설비를 갖추기 위한 천공, 히트펌프 설치 등에 큰 비용이 든다는 단점을 가지고 있다. 현재 히트펌프 제작기술은 국산화를 완료한 상태로 사실상 기술개발에 의한 큰 폭의 원가절감은 기대하기 힘든 상황이다. 하지만, 유사분야인 시스템 에어컨이 표준화 및 대량생산을 통한 시장 보급 확대로 보급단가가 하락한 것을 고려해 볼 때 이를 통한 가격하락은 어느 정도 기대해 볼 수 있을 것으로 생각된다. 에너지 외적인 측면에서 볼 때도 지열에너지의 공급은 상당한 의미를 갖는다. 건물 냉 난방용 이외에 다양한 용도의 개발을 통해 비닐하우스나 온실 등에 지열에너지를 이용할 경우 정부차원에서 농어촌에 대한 지원이 가능하다. 또, 기존의 에너지원을 조달하는데 어려움이 있는 산간, 도서지방에서는 도시지역보다 투자대비 큰 효과를 볼 수 있어 지역간 에너지 불균형 해도에도 도움이 될 수 있다. 이와같은 지열에너지의 특성에 따라 향후 발전방향을 정리해 보았다. 핵심기술인 지열 히트펌프의 산업구조와 시장 보급 확대를 통한 가격하락을 기대한다. 지역개발 및 고립지역에서 타 신 재생에너지와 함께 독립적인 전력, 냉난방 등의 완전 에너지 공급시스템을 갖출 수 있다. 또한 특수 작물 등의 고급 농수산물 생산등의 용도개발을 통해 지열에너지 공급역량을 성장시킬 수 있을 것이다. 이와 함께 중장기 비젼을 제시하기 위해 추진되어야 할 연구과제로는 시장 보급 확대에 따른 가격경쟁력 도달 가능성에 대한 연구를 통해 산업육성 방안 마련, 타 신 재생에너지기술과 복합 설치에 의한 시너지 효과 및 이에따른 초기 투자비 증가에 대한 대책, 보급 잠재량 조사, 지열시스템의 자금 조달 및 관련 정책 검토 등이 있을 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.521-528
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• 2011

이 논문은 최근 가속진행 되고 있는 에너지 고갈 및 이산화탄소($CO_2$) 배출 방지대책에 대한 하나의 방안으로서 우수한 잠열 성능을 가진 PCM(phase change materials)을 모르타르에 혼입하고 실험을 통해 PCM의 적정 혼입량 및 모르타르 물성, 성능, 바닥 방식에서의 냉 난방식 적용에 대한 PCM의 효율적인 용융점 등 을 파악하였으며 자체 열적 성능 실험을 통해 열 전달 및 잠열 성능을 확인하였다. 또한 실험에서 도출해 낸 결과에 의해 Fourier의 열법칙을 이용하여 PCM 혼입량별 열전달량과 온도 구배 식을 제안하고 이를 분석하였다. 따라서 이 논문의 결과를 근거로 PCM의 건축물에서의 적용성을 파악하고 냉 난방 에너지 저감 효과를 기대할 수 있는 기초적 자료로서의 근거를 도출하는데 큰 의미를 두었다. 이 실험 결과 PCM 모르타르의 우수한 냉 온 축열 성능을 도출 할 수 있었으며 이를 통해 냉 난방기 On-Off 작동 조절에 의한 에너지 저감 및 그에 따른 $CO_2$ 저감에 대한 가능성을 확인 할 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제27권4호
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• pp.20-26
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• 2018

지구온난화 현상이 세계적으로 점점 심각해지고 있으며 이에 대한 대책으로 에너지 원천의 다양화, 에너지 절감 기술 등이 필요하다. 본 연구에서는 태양열을 이용한 무동력 냉난방 겸용장치를 실현하기 위하여 태양열 집열기 흡수판의 재질변화, 무동력과 최소의 동력을 사용하였을 때의 특성을 비교하고자 하였다. 그 결과로서 하절기에 태양열 집열장치를 부착한 경우는 부착하지 않은 경우보다 실내온도가 약 $1^{\circ}C$ 낮았으며, 하절기에 냉원저장조가 없는 상태에서 태양열 집열장치에 의한 냉방효과는 적었다. 그러나 동절기에는 실내온도가 약 $3^{\circ}C$ 높았으며 무동력에 의한 난방효과의 가능성이 있었다. 간접적인 측정방법에 의해, Cu 재질의 태양열 집열장치의 성능은 Al 재질과 비교하여 약 2배 높았다.

• 공업화학
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• 제35권2호
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• pp.85-95
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• 2024

직접공기포집 기술은 기후 변화 완화에서 중요한 역할을 하고 있다. 국제에너지기구와 기후변화에 관한 보고서에서는 이러한 중요성을 강조하고 있고, 탄소의 지속적인 배출에도 불구하고 이를 감소시킴으로써 지구 온난화를 1.5 ℃로 제한하는 것을 목표로 한다. 직접공기포집 기술은 초기 비용에도 불구하고 연구 및 개발, 운영 학습 및 규모의 경제를 통한 비용 절감의 가능성을 보여주고 있다. 최근 고투과도를 갖춘 고분자 막의 발전은 막 기반 직접공기포집 기술에 대한 잠재력을 제시하고 있으나, 효과적인 대기 중 CO₂ 분리를 위해서는 CO₂에 대한 높은 선택성과 투과성을 갖춘 막을 필요로 한다. 현재 연구는 막 최적화 연구를 다수의 연구팀에 의하여 연구되고 있으며, CO₂ 포집 효율을 향상시키는 데 중점을 두고 있다. 본 연구에서는 직접공기포집의 중요성, 발전 중인 비용 동향 및 기후 변화 완화에 있어서 막의 발전이 중요한 역할을 강조하고 있고, 덧붙여서 이 연구에서는 막 기반 DAC에서의 permeance와 selectivity의 이론적 배경, 조건, 구성, 장단점에 대해 알아보았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권3호
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• pp.332-340
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• 2017

본 연구에서는 다목적 최적화 기법을 이용하여 다양한 신재생에너지 자원 기반 통합 에너지 공급 시스템을 설계 및 평가 한다. 본 연구에서는 에너지 공급 시스템의 주요 구성요소로써 태양광 모듈, 풍력터빈 및 화석연료 기반 발전장치 등 에너지 생산 기술을 비롯하여 배터리와 인버터 등의 전력 에너지 저장 및 변환 장치 등도 포함한다. 특히, 6개의 한국 대표 지역을 선별하여 각 지역의 에너지 요구량 및 실제 신재생 에너지 자원 데이터를 기반으로 최적의 독립 통합 에너지 공급 시스템을 설계하였으며, 총 소요비용, 단위에너지비용 및 생애주기 이산화탄소 배출 분석 등, 다양한 지표를 이용하여 시스템의 경제성 및 환경성을 분석한다. 특히 다목적최적화 기법을 이용하여 최소 비용과 최소 이산화탄소 배출 등 두 목적함수를 동시에 만족하는 파레토 솔루션을 규명함으로써 신재생 자원 기반 독립 에너지 공급 시스템 설계의 가능성 및 효과를 정량적으로 분석하였다. 분석 결과, 신재생에너지 자원이 좋은 지역일수록 시스템 구축 비용 증가에 따른 이산화탄소 절감 효과가 높은 것으로 나타났다. 또한, 신재생에너지 자원 기반 에너지 공급 시스템의 전력 단가는 현재 기존 단가보다 평균 0.35~0.46 $/kWh높게 나타났으며, 이산화탄소 배출량의 경우 기존 배출량보다 470~490 g$CO_2$/kWh정도의 저감효과를 보임을 분석하였다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2012년도 제46차 학술발표회
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• pp.93-93
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• 2012

섬유산업은 그 제조 스트림이 높은 오염 부하와 에너지 다소비를 특징으로 하여 환경규제에 따라 기존 시장의 위축 가능성이 상존하고 있다. 특히 섬유산업의 주요 스트림 중의 하나인 염색가공 공정은 섬유에서 불순물을 제거하고 심미한 색상과 사용 목적에 적합한 성능을 부여하는 단계로 섬유제조 공정에서 가장 높은 부가가치를 부여하는 단계이나 고온의 물과 다양한 화공약품을 많이 사용하고 그 처리온도가 비교적 높아($100^{\circ}C$ 이상) 대표적인 폐수 발생 공정이자 에너지 다소비 공정이다. 섬유의 염색 방법 중 반연속방법인 CPB(Cold Pad Batch)염색은 반응성 염료와 알칼리의 혼합액으로 구성된 염액에 원단을 패딩한 후 상온에서 수 시간 배칭하고 수세 및 후처리하여 염색하는 방법으로 작업공정관리, 설비관리가 간편하고 에너지소비량 절감, 높은 생산성의 장점이 있다. CPB염색법은 주로 직물에 적용되어 보편화 되었으며, 작업공정 중 장력의 영향을 많이 받는 니트 소재에 적용되는 사례는 드물다. 직물류의 CPB 염색가공법은 대구 경북을 중심으로 연구진행이 활발히 이루어지고 있어 국내 100대 정도의 CPB 관련 장비가 직물제품에 한정되어 가동되고 있는 반면, 니트 CPB 관련 염색 가공 업체는 1곳에 불과한 실정이나 니트류에 대한 지속적인 수요 증가를 고려하면 니트 소재에 대한 CPB염색 적용은 시의적절한 필수요소라고 판단된다. 니트 소재에 대한 CPB염색가공 적용 시 나타나는 문제점은 작업원단의 변부 말림현상 발생, 전폭 상태에서의 색상차이인 listing현상, 원단의 첫도입부분과 끝부분의 색상차이인 tailing현상이며, 반복되는 작업 시 염색재현성을 확보하는 것으로 나타난다. 본 연구에서는 CPB염색 시 CPB Head 장치의 Padding 방식 즉, trough와 Nip type에 따른 염색 시 알칼리와 염료 투입에 따른 염색 재현성(Build up, Ending, 알칼리 안정성)을 비교해 보았으며, 이에 따른 염색제품의 물성 및 견뢰도를 확인하여 보다 효율적인 방식을 선별하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제5권3호
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• pp.24-30
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• 1996

철강주물 생산량의 증가로 인하여 폐주물사의 발생량도 급격히 증가하고 있다. 1980년에 약 23만톤의 폐주물사 발생이 1993년도에는 약 48만톤으로 증가했다. 폐주물사의 처리는 대부분 매립에 의존하고 있으며 일부 건식법, 습식법 그리고 유동배소로법에 의한 처리가 행해지고 있지만 그 처리량은 미미한 상태이다. 폐주물사의 처리비용이 높아지고 환경규제가 심해지고 있기 때문에 용융에 의한 폐주물사의 처리에 관심을 가져야 한다. 본 연구에서는 국내의 주물생산량 및 폐주물사의 발생현황을 추적해 보고 용융방법의 채택 가능성을 검토하기 위하여 용융공정을 대상으로 물질 및 에너지 수지를 세워 계산하였다. 본 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 폐주물사를 상온에서 용해하는 것보다 큐포라의 배기열등을 이용하여 예열하면 석탄의 원단위가 떨어지는 것을 알 수 있다. 그리고 용융 공정의 경우 에너지 수지측면에서 2차 연소율의 향상과 열회수율의 향상 기술이 무엇보다도 중요한 것을 알 수 있었다. 용융공정에서 에너지 절감을 위해서는 연료선택이 중요하며, 특히 휘발분이 낮은 석탄을 사용하는 것이 유리하다.

• 자원리싸이클링
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• 제28권1호
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• pp.47-54
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• 2019

본 연구에서는 자원 재활용 및 생산비용 절감을 위해 폐기물을 국내 저급 철광석의 고품위 환원철(Direct Reduction Iron, DRI) 제조를 위한 보조연로로 사용하였으며, 폐기물이 환원철 제조에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 석탄을 주연료 및 환원제로 사용하였으며, 폐기물을 보조연료로 사용하여 주연료의 대체 가능성을 확인하였다. 다양한 폐기물의 성상 및 발열량 분석을 통하여 연료 및 환원제로서의 가능성을 평가하였으며, 선별된 폐기물은 보조연료로 이용하여 반응온도 및 시간 제어를 통해 고품위 환원철을 제조하였다. 제조된 환원철은 금속화율 측정을 통해 산화철이 Fe 금속으로 환원이 잘 이루어졌음을 확인하였다. 환원철의 금속화율은 폐기물의 발열량이 높을수록 증가하는 경향을 보였으며, 특히 발열량과 휘발분 함량이 높은 페타이어와 폐비닐의 경우 $1,200^{\circ}C$에서 1시간 반응 조건에서 폐기물을 사용하지 않을 때 보다 더 높은 금속화율이 관찰 되었다. 고발열량의 휘발성 폐기물은 연료로써 우수한 물성을 가지고 있으며, 반응온도 및 시간의 최적화를 통해 고품위 환원철 제조를 위한 보조연료로 사용이 가능함을 확인하였다.

• 멤브레인
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• 제34권2호
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• pp.87-95
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• 2024

최근 연구는 역삼투압(RO), 나노여과(NF) 및 전기투석(ED)과 같은 막 공정에서 고급 용량성 탈이온화(CDI) 및 막 변형(MCDI)을 포함하는 광범위한 담수화 및 수처리 방법을 탐구합니다. 비교 분석은 저염도 시나리오에서 ED의 비용 효율성을 보여주는 반면 하이브리드 시스템(NF-MCDI, RO-NF-MCDI)은 향상된 염 제거 및 에너지 효율성을 보여줍니다. 새로운 이온 분리 방법(NF-CDI, NF-FCDI)은 향상된 효율성과 에너지 절감을 제공합니다. 이러한 연구는 또한 다양한 산업에 특정한 복잡한 폐수를 처리하는 데 있어 이러한 방법의 효율성을 강조합니다. 환경 영향 평가는 시스템 선택의 지속 가능성의 필요성을 강조합니다. 또한 마이크로 제작된 센서를 멤브레인에 통합하면 실시간 모니터링이 가능하여 기술 개발이 진전됩니다. 이러한 연구는 새로운 담수화 및 수처리 기술의 다양성과 가능성을 강조합니다. 이는 효율성 향상, 에너지 사용 최소화, 산업별 문제 해결 및 기존 방법 한계를 능가하는 혁신을 위한 귀중한 통찰력을 제공합니다. 다양한 응용 분야에서 효율성 향상, 환경 영향 최소화 및 적응성 보장에 초점을 맞춘 지속적인 발전으로 지속 가능한 수처리의 미래는 밝습니다.