• 생물환경조절학회지
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• 제22권4호
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• pp.328-334
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• 2013

본 연구에서는 온실 내부의 태양 잉여열과 외부의 공기열을 선택적으로 열원으로 이용함으로써 히트펌프의 성능을 향상시키고, 온실의 환기 지연을 통해 이산화탄소 시용비용을 절감할 수 있는 온실 공조시스템을 개발하고자 하였다. 본 시스템의 축열 과정은 태양 잉여열을 이용하는 내부순환모드와 외기열을 이용하는 외부순환모드가 온실 내부온도에 따라 자동으로 절환되도록 구성하였으며, 히트펌프 가동, 축열모드 절환, 난방 가동을 위한 6개의 온도값을 입력함으로써 축열과 난방이 자동으로 수행되도록 설계하였다. 단동온실을 대상으로 무환기 조건에서 기초시험을 수행한 결과, 태양 잉여열을 이용한 축열은 약 11시부터 시작되어 평균 3시간 30분 정도 유지되었으며, 주간의 온실 내부온도는 환기를 수행하지 않음에도 대부분 약 $20{\sim}28^{\circ}C$ 범위를 유지하였다. 주간 내부순환모드에서 시스템의 난방성능계수는 약 3.35로 야간 외부순환모드의 2.46 및 주간 외부순환모드의 2.67에 비해 각각 36% 및 25% 향상됨을 확인하였다. 본 시스템의 개선사항으로 태양 잉여열의 효율적 이용을 위해 축열조 관리온도를 상승시킬 수 있는 고효율 히트펌프의 적용이 필요하며, 온실의 무환기 운용에 따른 과습환경의 조성을 방지하고 태양 잉여열 수준이 높은 시기에 온실의 온도상승을 방지하기 위해 강제환기를 운전모드에 추가할 필요가 있는 것으로 판단되었다.

• 한국가금학회지
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• 제41권2호
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• pp.99-104
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• 2014

산란계 농가를 둘러싼 사료 값 폭등과 유가 상승 등 각종 생산 비용의 증가는 예측하기 어렵고, 통제하기 힘든 대외적 환경의 변화이다. 산란계 농가는 종계, 사료, 약품, 시설 등을 대부분 수입에 의존하고 있어 급격한 외적인 환경변화는 산란계 농가 입장에서 예측하기 어려울 뿐만 아니라, 이를 인지하더라도 대응하기 어렵다. 결국 사료 가격과 에너지 비용의 상승은 농가 차원에서는 통제가 사실상 불가능하기 때문에, 대외적인 여건 변화에 취약한 산란계 농가의 입장에서는 품질 향상, 생산비 절감 등을 통해 내부 경영의 효율성을 높이는 것이 최선의 방법이라 할 수 있다. 산란계 농가가 계란 생산에 필요한 외부 요인들을 적절하게 통제할 수 있는 사양 관리 시스템을 구축할 경우, 특란 생산량을 증가시킬 수 있고, 이는 산란계 농가의 소득을 증가시킬 수 있기 때문이다. 본 연구의 주요 결과 및 시사점을 정리하면 다음과 같다. 첫째, 흥생양계 의성농장이 경영 장부에 기록된 기초 통계량 중에서 급이량, 내부 최고 온도, 내부 최저 온도, 시산일령의 외부 요인들이 산란계 농가의 특란 생산에 영향을 주고 있었다. 둘째, 회귀모형의 추정에서 표준화 계수로부터 살펴본 결과, 산란계 농가의 특란 생산량에 가장 큰 영향을 미치는 외부요인은 급이량이며, 다음이 시산일령인 것으로 나타났다. 즉, 산란계 농가의 특란 생산량 증대를 위해서는 농장의 한생산주기 동안 산란계의 시산일령에 따라서 효과적인 급이량의 배분이 필요함을 알 수 있었다. 셋째, 외부 요인별 탄력성을 이용하여 산란계 농가의 특란 생산량의 변동성을 알아본 결과, 외부 요인인 독립변수 중에서 변동성이 가장 큰 것은 급이량이며, 다음으로 시산일령인 것으로 나타났다. 산란계 농가의 사양 관리에서 1회 생산주기 동안 특란 생산량 증가를 통하여 소득을 증대하기 위해서는 산란계의 시산일령 변화에 따른 급이량의 조절 등 효율적인 사양 관리 시스템 구축이 필요한 것으로 나타났다. 그리고 산란계 계사(鷄舍)의 내부 최고 온도와 내부 최저온도의 변화가 특란 생산량에 영향을 미치고 있으므로, 계절에 따른 계사 내부의 적정 온도 유지에 유의해야할 필요가 있는 것으로 나타났다. 끝으로, 산란계 농가의 특란 생산량에는 급이량, 시산일령, 내부 온도 변화 등 외부 요인들이 정도는 다르지만 개별적 복합적으로 영향을 미치고 있으므로, 산란계 농가에서는 이를 고려한 계절별 성장 단계별 사양 관리 시스템을 구축할 필요가 있음을 시사하고 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.1059-1065
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• 2005

본 연구에서는 임베디드 RTOS와 퍼지제어 알고리즘을 이용하여 양액의 농도와 공급량을 자동으로 조절하는 양액 공급 제어 시스템을 설계 및 구현하였다. 작물의 생육에 영향을 미치는 인자는 일사량, 외부온도, 외부습도, 생육단계로 구성하였으며, 양액온도, 전기전도도(EC), 산도(pH)가 측정되었다. 그 결과를 바탕으로 양액의 농도와 공급량 조절을 위해 양액 조절 퍼지제어 알고리즘을 개발하였다. 일반 사용자를 위하여 임베디드 RTOS, 한글 LCD, 그리고 그래픽으로 구성된 양액 전용 임베디드 제어기를 개발하였다.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.149.1-149.1
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• 2012

고성능 다단연소싸이클 엔진은 산화제과잉 예연소기를 사용한다. 예연소기 후류에 위치한 배관 및 연소기 헤드 등은 고온/고압 산화제 과잉 환경에 놓이게 되며, 운용 조건에서는 국부적으로 온도를 상승시키는 외부 발화제에 의하여 녹는점보다 낮은 온도에서 재질이 발화될 수 있다. 따라서, 이러한 환경에 적합한 재질 및 코팅은 내산화성, 내인화성 및 자발화성도 중요하나, 외부 발화제에 의한 내발화성이 가장 중요한 특성이 된다. 여기서는 이러한 환경에 적합하며 지상 시험용 노즐 및 배관에 적용될 수 있는 재질 및 코팅에 대하여 조사한다. 러시아는 이미 이러한 환경에 적합한 재질 및 코팅들을 개발하여 RD-170, 180에 적용 중이다. 그러나 미국은 최근에 이러한 연구를 시작한 것으로 추정된다. 따라서 자료 접근이 가능한 범위에서 러시아의 재질 및 코팅을 조사하며, 미국 자료에서는 산소 시스템 안전 등과 같이 간접적인 자료들을 통하여 대체가 가능한 후보 재질 및 코팅을 조사한다. 다단연소싸이클 연소시험 배관에 적용할 수 있는 방법은 다음과 같다. 코팅 없이 Monel K500을 사용하거나, OFHC 혹은 Ni 라이너에 고강도 외피를 사용하는 방법이 있으나, 두 방법 모두 재질의 가격 및 수급, 라이너 적용 방법 등이 어려울 수 있다. 국내에서 산화제과잉 가스 환경에서 적용할 수 있는 법랑을 개발하거나 수급이 용이한 법랑을 찾아 오스테나이트 스테인리스강에 적용하는 방법이 있다. 이 방법은 외부 발화제에 대한 내발화성을 증가시키는 경제적이고 용이한 방법으로 판단된다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.34.1-34.1
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• 2011

태양전지 모듈의 25년 이상 보증을 위해 태양전지 모듈을 구성하는 부품 소재의 장기 열화메카니즘 연구가 중요시되고 있다. 그 중 봉지제(Encapsulation) 부품으로 적용되고 있는 태양전지 모듈용 에틸렌 비닐 아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate, EVA)는 셀을 보호하는 폴리머 부품으로 장기 열화특성 연구가 중요하다. 따라서 EVA를 가속열화하여 25년 보증 내구성을 보유하고 있는지 연구가 필요하다. 본 연구에서는 태양전지 모듈을 구성하는 재료 중 외부환경에 민감한 폴리머 소재인 EVA의 Ultraviolet (UV), 온도 두 환경스트레스 조건을 적용한 가속수명시험을 수행하고 장기 열화메카니즘을 분석하였다. 시험에 앞서 UV/온도 가속수명시험을 설계하였다. UV/온도 가속조건을 설정하기 위해 실환경에서 변화하는 UV와 온도를 일정한 값으로 나타낼 수 있는 유효 UV (Effective UV)와 유효 온도(Effective temperature)를 도출하였다. 이를 통해 UV/온도 가속조건을 설정하였고 1년 및 25년 동안 EVA에 인가되는 stress와 동일한 양을 인가할 수 있는 시험시간을 결정하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.518-527
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• 1985

대류-대류의 복합 열전달 문제를 유한차분법을 사용하여 수치적으로 연구하였다. 아래로부터 가열되는 직사각형 공동 내에서의 자연 대류와 공동 위쪽의 외부 난류 경계층 유동이 복합된 경우의 열전당 현상을 고려하였다. 두개의 서로 다른 모우드의 대류가 온도 분포가 미리 알려져 있지 않은 얇은 수평평판에 의해 분리되어져 있다는 점이 본 논문의 특이점이다. 수치적 해석은 Reynolds 수와 Grashof 수 및 공동의 기하학적 종횡비의 매개 변수적 효과가 발견되도록 행하여 졌다. 외부 난류 경계층 유동의 강도에 따라 공동 내에서의 유동 형태가 변할 수 있음을 알았다. 즉 내부 부력 세포의 회전 방향은 외부 유동의 존재에 의해 특성적으로 정해지며 공동 내의 유동 세포의 수는 Grashof 수가 증가 할수록 많아진다.

• 생물환경조절학회지
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• 제24권4호
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• pp.308-316
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• 2015

최근 관심이 집중되고 있는 스마트온실의 기술적용 실태와 문제점을 파악하고 이를 토대로 단동온실의 ICT 기술적용 장애요인 극복과 생산성을 제고하기 위하여 실험을 수행하였다. 자동화 시설의 도입 장애요인으로는 시설비 부담(24%)이 높았으며, 설치업체 사후관리 미흡(19%), 잦은 고장(16%), 관리기술 미흡(15%), 기능 미흡(13%), 소득향상기여 미흡(12%) 순이었다. ICT 도입필요성은 노동력절감(15%)이 가장 높았다. 자동화 온실에서 문제가 발생되는 부분은 온실구조, 구동기제어, 복합환경제어기, 센서기술이 각 14%로 비슷하였고, 원격제어기술 13%, 작물관리기술 12%, 에너지절감기술 10%, 소프트웨어활용 8%이었다. 온실구조 측면에서의 문제점은 천창개선이 18%로 가장 많았다. 효율적인 온도 및 환기 제어를 위해 농촌진흥청 고시 10-단동-7형 온실에 랙피니언 천창을 추가하였으며, 지붕형태를 복숭아형으로 변경하였다. 온실내 환경의 균일성을 위해 공기 유동팬은 6대를 설치하도록 하되 필요에 따라 증설 가능하도록 하였으며, 에너지 절약을 위해 1, 2중은 두께 0.1mm필름을 사용하고 3중은 5겹보온커튼을 설치하였다. CFD 유동해석 결과, 측창이 열린조건에서는 풍상 방향의 평균 유속이 빠르고 온도가 낮았으며, 풍하 방향으로 멀어 질수록 평균 유속이 점차 느려지고 온도는 높게 나타났다. 반면, 측창이 닫힌조건에서는 평균 유속이 낮으며, 구역별로 큰 편차는 없었다. 다만 풍상 풍하의 천창이 모두 열린 조건에 비하여 풍하 방향의 천창만 열린조건이 영역별 평균 유속에서 더 높은 값을 보였다. 측창을 닫은 조건에서는 외기의 유동이 아닌 온실 내 설치된 환기용 유동팬에 의해 유속이 발생하며 외부 환기가 없는 조건에서 유동팬에 의한 순환은 실내 전체 공간의 유동 편차를 줄여 줄 수는 있지만 전체적인 온도에는 영향을 미치지 못하였다. 저측고의 영역별 평균 온도는 고측고보다 균일하게 나타났다. 겨울철 3중 다겹보온커튼 여닫음에 관계없이 유동팬 근처에서 유속이 높고 유동팬에서 멀어지면 유속이 거의 없는 것으로 나타났다. 또한, 시간경과에 따른 평균 온도는 3중다겹보온커튼 열림상태에서 약 2시간 후에 외부온도와 같아졌으나 닫힘상태에서는 5시간 이후에 외부온도와 같아져, 3중 다겹보온커튼의 보온효과가 뚜렷하였다. 같은 조건에서 열용량의 차이로 인해 저측고 온실이 고측고 온실에 비하여 온도 하강 속도가 빨랐다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1848-1850
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• 2004

변압기에 사용되는 절연유의 열화정도를 변압기의 운전정지 없이 실시간으로 측정할 수 있는 전기용량을 이용한 센서를 개발하였다. 개발된 전기용량형 센서는 3-전극형의 구조와 변압기에 센서의 외부상자가 접지 될 때 2중의 정전차폐가 되도록 하여 외부로부터의 잡음에 영향을 받지 않도록 하였다. 또한 변압기에서 절연유의 온도변화에 따른 유전율 변화를 보상하기위하여 기준용 센서와 측정용 센서를 한개의 변압기에 장착함으로 온도보상이 되도록 하였다. 제작된 센서는 변압기에서 절연유의 사용기간에 따른 유전율의 변화를 정확히 측정하였으며, 절연유의 체적저항의 변화도 감지 할 수가 있다. 따라서 센서에서 출력되는 신호를 phase sensitive detector를 사용하여 유전율의 변화로 혹은 체적저항의 변화로도 나타내 보일 수가 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.175.2-175.2
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• 2016

외부에서 운용되는 태양광 시스템에 있어서 셀 보호를 위해 사용되는 보호용 유리는 다양한 기후 변화를 겪으며 직면 하게 되는 먼지, 비 그리고 바람으로 부터 그 시스템을 보호하는데 필수적이다. 그러나 유리 자체의 제한된 투과도는 태양으로 부터의 에너지 전달에 있어서 일부 손실을 야기 한다. 많은 연구자들은 유리의 투과도를 향상시킴으로써 주어진 태양광 발전 시스템의 효율을 높이고자 노력 하였다. 한 예로써 패터닝 및 화학 공정을 통해 특정 크기의 표면 구조를 형성 하게 되면 유리의 투과도가 향상됨으로써 태양광 효율을 높이는 방법이 제시 된 바 있다. 본 연구에서는 기존의 고비용 장시간을 요하는 공정 대신 1분 이내의 단 시간에 He/CH4/C4F8 대기압 플라즈마를 이용한 공정의 최적화를 통하여 유리 표면에 마이크로 나노 구조 형성 및 표면 장력 에너지를 낮추어 투과도 향상은 물론 자가 세정 기능을 더함으로써 태양광 시스템의 장기적인 외부 운용 효율을 약 0.3% 가량 높일 수 있었다. 또한 표면 처리에 사용한 대기압 플라즈마의 optical emission spectroscopy 를 통하여 공정의 최적화 과정에서의 반응 가스 온도, 전자 여기 온도 그리고 라디칼 등의 생성 반응 기작을 연구 하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 2부
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• pp.579-582
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• 2012

본 논문에서는 쿨튜브를 적용한 식물공장 이중창호와 삼중창호의 열전달 차단성능을 3차원 수치해석을 통해 비교분석하였다. 이중창호 설계변수인 유입구의 개수와 중공층 두께조건에 따라 창호를 통해 식물공장 외부에서 내부로 유입되는 열전달량을 분석하였다. 쿨튜브를 통해 중공층으로 유입되는 공기속도가 이중창호에서는 0.95 m/s, 삼중창호의 경우는 0.50 m/s 이상일 때 창호를 관통하여 외부에서 내부로 유입되는 열에너지가 차단되는 결과를 얻었다. 삼중창호의 경우에 중공층 유입 공기속도를 0.50 m/s 이상으로 증가시킬 경우 오히려 식물공장 내부의 열에너지가 중공층으로 빠져나가 실내온도를 낮추는 효과가 나타났다. 본 연구의 결과를 바탕으로 국내 지역별 기후데이터의 온도조건을 고려한 분석을 추가적으로 진행할 계획이다.