• 제목/요약/키워드: Energy Promotion Efficiency

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기존 방조제에 설치 가능한 조력발전 장치 개발 - 개수로 현장실험 검증 (The Development of Tidal Power System Can be Installed in Existing Dykes - The Open Channel Experimental Verification)

  • 최혁진;고동휘;오남선;정신택
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제35권1호
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    • pp.13-21
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    • 2023
  • 에너지 자원의 안정적 확보 어려움, 화석연료 이용에 따른 온실가스 방출로 지구 온난화 현상 등의 문제가 대두됨에 따라 재생에너지 개발에 대한 관심이 증가하고 있다. 조석현상은 일정한 주기를 가지고 정기적으로 발생하는 규칙성이 존재하므로 사전에 정확한 예측이 가능하여 에너지 회수 측면에서 이점이 있다. 따라서 조석을 에너지원으로 활용하기 위한 다양한 방법이 고안되어왔다. 방조제를 활용한 조력발전은 많이 운영되는 대표적인 방식이지만, 조지내 조차 감소, 수질 변화, 생태계 변화 등으로 조력발전 사업 추진이 지연되거나 중단되고 있다. 본 연구에서는 방조제가 이미 설치되어 있는 해역에 적용가능한 조력발전 장치의 개발 및 성능 검증을 위하여 현장실험을 실시하였다. 2개의 수조 및 관수로, 개수로, 웨어 그리고 수차 및 발전기를 이용하여 4종류의 실험을 수행한 결과, 10 kW 이상의 출력과 효율 60% 이상이 가능한 발전시스템 개발 가능성을 확인하였다. 이러한 연구결과는 기존 방조제를 활용한 소규모 조력발전에 활용할 수 있다.

루프소기방식을 갖는 2행정 프리피스톤 수소기관의 역화에 관한 연구 (Study on Backfire for a Two-Stroke Hydrogen Fueled Free-Piston Engine with Loop Scavenging)

  • 조관연;변창희;백대하;이종태
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제21권6호
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    • pp.487-492
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    • 2010
  • For developing a two-stroke free-piston hydrogen engine with high efficiency and low emission, determination of the scavenging type is one of the most important factor. In this research, backfire characteristics for loop scavenging were analyzed with the number of piston crevice volume and piston expansion speed. Rapid Compression Expansion Machine, RCEM was used for combustion research of the free piston $H_2$ engine in the experiment. As the results, it was shown that although backfire occurring in a loop scavenging type can be partially controled by a complete exhaust of burned gas, possibility of backfire basically exist due to the structure which piston crevice volumes contact with fresh mixture in a scavenging port. However, a loop scavenging may be considered as combustion chamber of a free piston $H_2$ engine from the point of view that backfire does not occur nearby lean equivalence ratio obtained high thermal efficiency. It was also analyzed that an advances of backfire occurrence timing with increase of the fuel-air equivalence ratio were due to promotion of flame propagation into piston crevice volumes by decrease of the quenching distance.

비만성인의 영양소 섭취량 및 식사 다양성 평가 (Evaluation of the Dietary Diversity and Nutrient Intakes in Obese Adults)

  • 김소혜;김주영;류경아;손정민
    • 대한지역사회영양학회지
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    • 제12권5호
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    • pp.583-591
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    • 2007
  • The purpose of this study was to assess the diet diversity, food habit and nutrient intake of obese adults who were visiting the health promotion center. This study was accomplished with the 138 obese adults (men = 103, women= 35) aged over 20 years old whose BMI were above $25 kg/m^2$. Nutrient adequacy ratio (NAR), the number of foods (Dietary Variety Score DVS), and food group consumed (Dietary Diversity Score, DDS) by using the data from the three days record were analyzed and the food habit and lifestyle were assessed by self reporting questionnaire. The average enemy intake of men was 2150.2 kcal which was significantly higher than that of women (p < 0.05). The intake ratio of carbohydrate, protein and fat over total energy was 54.8% : 19.3% : 25.8% in men, 59.5% : 17.8% : 22.6% in women respectively. Frequency of the breakfast in a week above 4, $2{\sim}3$ time and under one time was 75.7% 10.7% and 9.7% in men 77.1%, 5.7% and 14.3% in women respectively. frequency of eating between meals in a day under one time was 73.8% in men, 57.1% in women (p < 0.05). The average DDS and DVS was $3.63{\pm}0.07$ and $14.10 {\pm}3.45$, respectively which was significantly correlated with MAR (r=0.40 in DDS, r=0.64 in DVS, p < 0.01). The most frequent style of food pattern was DMGFV = 01101 in 35% of men, and DMGFV= 01111 in 37.1% of women. Our results show that dietary diversity and variety are useful parameters far evaluating nutrient intakes in obese adults. These findings suggest that nutritional education based on obese persons' eating behavior and eating diversity may be required to increase educational efficiency of weight control programs.

식품가공공장의 에너지 절감을 위한 batch식 가열 공정 에너지 소비 분석 : 사례 연구 (Energy Consumption Analysis of Batch Type Heating Process for Energy Savings in Food Processing Plants)

  • 여채은;조우진;구재회;임채영
    • 문화기술의 융합
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    • 제9권3호
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    • pp.817-823
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    • 2023
  • 제조 공장은 기후 변화에 따른 에너지 사용 절감 문제에 직면해 있다. 에너지 소비 절감은 생산 비용 절감 및 효율 개선과 같이 가장 중요한 문제 중 하나로 볼 수 있다. 제조 산업 군 중에서도 식품 에너지 소비 규모 증가는 식생활 수준 향상 및 인구 증가와 더불어 점차 높아지고 있다. 식품가공공장의 에너지 절감을 위해서는 에너지 다소비 공정에서의 에너지 소비 특성을 파악하고 분석하는 것이 중요하다. 이에 앞서 기존 에너지 소비량을 모니터링하고 분석하여 절감 방안을 도출하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 육가공류를 생산하는 중소기업 규모 식품가공공장을 사례 연구로 하여 batch식 가열 공정의 주기·단계 수준에서의 에너지 소비 구조를 파악하고 분석하고자 하였다. 이를 통해 개별 공정 작업 조건에서 얻을 수 있는 현실적이고 정량적인 목표를 수립하고자 하였다. 본 연구 결과는 향후 중소기업 식품 공장 공통 핵심 공정에 대한 확산 보급형 에너지 절감 FEMS 기술 개발의 기초 자료로 활용될 것이다.

Enhanced photocatalytic oxidation of humic acids using Fe3+-Zn2+ co-doped TiO2: The effects of ions in aqueous solutions

  • Yuan, Rongfang;Liu, Dan;Wang, Shaona;Zhou, Beihai;Ma, Fangshu
    • Environmental Engineering Research
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    • 제23권2호
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    • pp.181-188
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    • 2018
  • Photocatalytic oxidation in the presence of Fe-doped, Zn-doped or Fe-Zn co-doped $TiO_2$ was used to effectively decompose humic acids (HAs) in water. The highest HAs removal efficiency (65.7%) was achieved in the presence of $500^{\circ}C$ calcined 0.0010% Fe-Zn co-doped $TiO_2$ with the Fe:Zn ratio of 3:2. The initial solution pH value, inorganic cations and anions also affected the catalyst photocatalytic ability. The HAs removal for the initial pH of 2 was the highest, and for the pH of 6 was the lowest. The photocatalytic oxidation of HAs was enhanced with the increase of the $Ca^{2+}$ or $Mg^{2+}$ concentration, and reduced when concentrations of some anions increased. The inhibition order of the anions on $TiO_2$ photocatalytic activities was $CO{_3}^{2-}$ > $HCO_3{^-}$ > $Cl^-$, but a slightly promotion was achieved when $SO{_4}^{2-}$ was added. Total organic carbon (TOC) removal was used to evaluate the actual HAs mineralization degree caused by the $500^{\circ}C$ calcined 0.0010% Fe-Zn (3:2) co-doped $TiO_2$. For tap water added with HAs, the $UV_{254}$ and TOC removal rates were 57.2% and 49.9%, respectively. The $UV_{254}$ removal efficiency was higher than that of TOC because of the generation of intermediates that could significantly reduce the $UV_{254}$, but not the TOC.

무선 센서 네트워크를 위한 에너지 효율적인 데이터 인지 라우팅 프로토콜 (Energy-Efficient Data-Aware Routing Protocol for Wireless Sensor Networks)

  • 이성협;금동원;이강원;조유제
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제45권6호
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    • pp.122-130
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    • 2008
  • 센서 네트워크의 많은 응용분야에서 센서 노드가 감지하는 데이터는 긴급성에 따라 크게 일반 데이터와 긴급 데이터로 분류할 수 있다. 주기적인 상황 모니터링과 같은 일반 데이터는 손실이나 지연을 어느 정도 허용할 수 있는 반면에, 화재 경보와 같은 긴급 데이터는 손실 없이 실시간적으로 전달이 이루어져야 한다. 본 논문에서는 이와 같은 데이터의 특성에 따라, 긴급 데이터의 전달 신뢰도를 높이면서 일반 데이터 전달의 에너지 효율을 고려한, 무선 센서 네트워크를 위한 에너지 효율적인 데이터 인지 라우팅 프로토콜을 제안한다 제안한 방안은 크게 두 가지 아이디어로 되어 있다. 첫째, 긴급 데이터에 대한 네트워크 생존율과 신뢰도를 향상시키기 위해, 각 센서 노드는 자신의 배터리 잔여량이 임계치 이하로 떨어지면 긴급 데이터만 전달하게 된다. 둘째, 긴급 데이터에 대한 전달 신뢰도를 높이고, 일반 데이터 전달의 에너지 소모를 줄이기 위해 데이터 종류에 따라 차별화된 전달 방법을 사용한다. 규칙적으로 발생하는 일반 데이터는 에너지 효율성을 증가시키기 위해 단일 경로 기반의 데이터 전달 방안을 사용하며, 긴급 데이터는 높은 신뢰성을 보장하기 위해 방향성 플러딩 방법을 사용해 싱크로 전달한다. 시뮬레이션을 통해 제안 방안이 긴급 데이터 전송에 있어 높은 신뢰성을 보장하면서, 일반 데이터 전달의 에너지 소모를 줄여 네트워크 생존율을 크게 증가시킬 수 있음을 보였다.

대면적 태양광 모듈의 기계적 신뢰성 평가를 위한 모델 (Structural Analysis Model to Evaluate the Mechanical Reliability of Large-area Photovoltaic Modules)

  • 노요한;정정호;이재형
    • Current Photovoltaic Research
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    • 제10권2호
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    • pp.56-61
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    • 2022
  • Recently, the expansion of the domestic solar market due to the promotion of eco-friendly and alternative energy-related policies is promising, and it is expected to lead the high-efficiency/high-power module market based on M10 or larger cells to reduce LCOE, 540-560W, M12 based on M10 cells Compared to the existing technology with an output of 650-700W based on cells, it is necessary to secure competitiveness through the development of modules with 600W based on M10 cells and 750W based on M12 cells. For the development of high efficiency/high-power n-type bifacial, it is necessary to secure a lightweight technology and structure due to the increase in weight of the glass to glass module according to the large area of the module. Since the mechanical strength characteristics according to the large area and high weight of the module are very important, design values such as a frame of a new structure that can withstand the mechanical load of the Mechanical Load Test and the location of the mounting hole are required. In this study, a structural analysis design model was introduced to secure mechanical reliability according to the enlargement of the module area, and the design model was verified through the mechanical load test of the actual product. It can be used as a design model to secure the mechanical reliability required for PV modules by variables such as module area, frame shape, and the location and quantity of mounting holes of the structural analysis model verified. A relationship of output drop can be obtained.

Mitigation of Methane Emission and Energy Recycling in Animal Agricultural Systems

  • Takahashi, J.;Mwenya, B.;Santoso, B.;Sar, C.;Umetsu, K.;Kishimoto, T.;Nishizaki, K.;Kimura, K.;Hamamoto, O.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제18권8호
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    • pp.1199-1208
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    • 2005
  • Abatement of greenhouse gas emitted from ruminants and promotion of biogas energy from animal effluent were comprehensively examined in each anaerobic fermentation reactor and animal experiments. Moreover, the energy conversion efficiency of biomass energy to power generation were evaluated with a gas engine generator or proton exchange membrane fuel cell (PEMFC). To mitigate safely rumen methanogenesis with nutritional manipulation the suppressing effects of some strains of lactic acid bacteria and yeast, bacteriocin, $\beta$1-4 galactooligosaccharide, plant extracts (Yucca schidigera and Quillaja saponarea), L-cysteine and/or nitrate on rumen methane emission were compared with antibiotics. For in vitro trials, cumulative methane production was evaluated using the continuous fermented gas qualification system inoculated with the strained rumen fluid from rumen fistulated Holstein cows. For in vivo, four sequential ventilated head cages equipped with a fully automated gas analyzing system were used to examine the manipulating effects of $\beta$1-4 galactooligosaccharide, lactic acid bacteria (Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides), yeast (Trichosporon serticeum), nisin and Yucca schidigera and/or nitrate on rumen methanogenesis. Furthermore, biogas energy recycled from animal effluent was evaluated with anaerobic bioreactors. Utilization of recycled energy as fuel for a co-generator and fuel cell was tested in the thermophilic biogas plant system. From the results of in vitro and in vivo trials, nitrate was shown to be a strong methane suppressor, although nitrate per se is hazardous. L-cysteine could remove this risk. $\beta$1-4 galactooligosaccharide, Candida kefyr, nisin, Yucca schidigera and Quillaja saponarea are thought to possibly control methanogenesis in the rumen. It is possible to simulate the available energy recycled through animal effluent from feed energy resources by making total energy balance sheets of the process from feed energy to recycled energy.

실험 및 밀도범함수이론을 이용한 질소, 인 저감 효과 분석을 위한 여재의 흡착 특성 연구 (The investigation of adsorption properties of filter media for removal efficiency of nitrogen, phosphorus using experimental and density functional theory)

  • 김태윤;권용주;강충현;김종영;신현석;권순철;차성민
    • 한국습지학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.263-271
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    • 2018
  • 생활 하수 및 농축산 폐수를 통한 하천으로의 다량의 질소와 인의 유입은 부영양화를 초래하여 하천 자정작용에 악영향을 끼친다. 본 연구에서는 컬럼 실험을 통한 흡착제(활성탄, 제올라이트, 여과사)의 여재층 높이에 따른 암모니아성 질소, 인산염 제거특성을 분석하고, 밀도범함수이론(density functional theory, DFT)를 바탕으로 한 양자역학적 전산 모사를 통해 흡착제와 암모니아성질소($NH_4{^{+}}$)와 인산염($PO_4{^{3-}}$)에 대한 화학적 흡착 거동을 분석하였다. 컬럼 실험 결과, 암모니아성 질소에 대한 제거효율은 제올라이트(95.1%)>활성탄(65.8%)>여과사(10.7%), 인산염의 제거효율은 활성탄(99.6%)>제올라이트(18.8%)>여과사(10.9%) 순으로 나타났다. 제올라이트의 경우, 여재층의 높이에 관계없이 90%이상의 암모니아성 질소에 대한 높은 흡착력을 가졌고, 활성탄의 경우 여재층의 높이가 증가할수록 인과 질소에 대한 높은 흡착효율을 가졌다. DFT를 이용한 흡착제(산화 알루미늄, 활성탄, 여과사)와 영양염류($PO_4{^{3-}}$, $NH_4{^{+}}$)에 대한 흡착거동 분석결과, 제올라이트는 암모니아성 질소($NH_4{^{+}}$)에 대한 높은 흡착에너지(-6.43 eV)를 가졌다. 활성탄의 경우 여과사보다 좁은 HOMO-LUMO 밴드갭을 가져, 전자 이동에 유리한 환경을 조성하여 높은 흡착에너지(-7.10eV)로 영양염류가 제거되는 것을 확인할 수 있었다.

기후변화정책 우선순위 연구 (Study on Priorities of Regional Climate Change Policy)

  • 황은주;최윤혁;김종대
    • 한국환경과학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.589-601
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    • 2016
  • This study aims to analyze the priority of regional climate change policy utilizing AHP (analytic hierarchy process) at the area of Metropolitan City of Incheon. It derives four factors at first hierarchical level, at which level the analysis of pair-wise comparison indicates that industrial sector, energy sector, climate change response, and green culture policy are considered important in that order. It also ends up with sixteen factors at second level. The result of comparison analysis between all factors reveals that investment promotion in green technology R&D is considered the most significant factor of all, followed by establishment of green enterprise support system, electricity-efficiency enhancement support project and build-up of green culture policy governance. The result implies that diverse promotional policies have to incorporate business, institutional, and cultural aspects for sustainable climate change policy of regions. The contribution of this study is that it highlights the need to include regional characteristics in deciding priority among policy options for them to be effective.