• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권3호
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• pp.209-213
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• 2019

최근 전력 계통에 사용되는 주파수 조정용(F/R) 에너지 저장장치에 대하여 높은 에너지 밀도와 장수명의 안정성에 대한 요구가 증대되고 있다. 이와 관련하여 슈퍼커패시터는 장수명과 급속 충방전 특성이 우수하므로 이러한 F/R 적용을 위한 에너지 저장장치로 적합하게 여겨지고 있다. 슈퍼커패시터는 단주기 F/R 영역의 보완 운전을 담당하고 전력계통에 설치된 ESS의 장주기 운영 수명을 연장함으로써 기존 용량을 담당하는 리튬 배터리의 설치 규모와 양을 획기적으로 줄일 수 있다. 하지만 낮은 에너지 밀도는 전력 계통과 같은 큰 시스템에서 적용에 한계가 있으며 여전히 배터리를 대체할 수 있는 높은 에너지 밀도 요구에 어려움을 겪고 있다. 그러나 최근에는 리튬이온 커패시터(Lithium ion capacitor; LIC) 구조가 3.8 V 이상의 전압 구간을 구현할 수 있기 때문에 전기이중층 커패시터(Electric double layer capacitor; EDLC) 구조보다 고에너지 밀도 구현을 위한 구조로 각광을 받고 있지만 여전히 상용화를 위해서는 여러가지 전기화학적 성능에 대한 구체적인 검증 및 개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 LIC의 에너지 밀도와 관계되는 용량을 증대하기 위하여 새로운 전극사전-도핑 방법을 설계하였다. 양극 활물질은 0.1% 이하의 상대습도 분위기 드라이룸에서 기계적 강도와 음극 도핑을 안정되게 수행될 수 있도록 $100{\mu}m$의 두께로 제작되었다. 또한 접촉 저항을 최소화하기 위하여 제조된 전극은 상온에서 $65^{\circ}C$까지 열 압축공정을 실시하였다. 최종적으로 LIC 구조에 대한 다양한 사전-도핑법을 설계하고 그 메커니즘을 분석하여 용량과 전기화학적 안정성이 향상된 새로운 LIC 사전-도핑 방법을 제안하였다.

• 원예과학기술지
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• 제33권5호
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• pp.647-657
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• 2015

원예시설의 환경설계 중 난방부하 산정방법에 대한 검증을 위하여, 대규모 플라스틱 온실에서 총난방부하와 틈새환기율, 지중전열량을 계측하여 계산결과와 비교 분석하였고, 지중전열 및 틈새환기가 온실의 난방부하에 미치는 영향을 검토하였다. 실험기간 동안 실내기온은 $13.3{\pm}1.2^{\circ}C$, 실외 기온은 $-9.4{\sim}+7.2^{\circ}C$의 범위를 보였으며, 우리나라의 난방 설계 외기온 범위에서 유효한 것으로 확인하였다. 가스트레이서법으로 측정한 틈새환기율은 평균 $0.245h^{-1}$로 나타났다. 온실의 피복면적에 일정한 환기전열계수값을 사용하는 방법은 온실의 규모에 따라서 문제가 있는 것으로 분석되었다. 따라서 환기전열부하는 온실의 체적과 틈새환기율을 이용하는 방법이 합리적인 것으로 판단된다. 온실 중앙에서 측정한 지중열류는 실내외 기온차에 따라 음으로 약간 증가하는 경향을 보이고, 온실 측면에서 측정한 지중열류는 실내외 기온차에 따라 양으로 크게 증가하는 경향을 보였다. 계측 결과를 바탕으로 온실의 외주부를 통한 열손실 개념을 도입한 새로운 지중전열부하 산정 방법을 개발하였으며, 검증결과 잘 일치하는 것으로 나타났다. 관류열부하는 대체로 실내외 기온차에 비례하는 것으로 나타났으나, 열관류율은 작아지는 경향을 보였다. 따라서 관류열부하 산정시 설계조건에 따라 열관류율의 선택에 주의를 기울여야 할 것으로 판단된다. 실험온실의 열관류율은 평균 $2.73W{\cdot}m^{-2}{\cdot}C^{-1}$로 단일피복의 플라스틱 온실 대비 60%의 열절감율을 보이는 것으로 나타났다. 전체 난방부하 중에서 관류열부하가 84.7~95.4%, 환기전열부하가 4.4~9.5%, 지중전열부하가 -0.2~+6.3%를 차지하는 것으로 나타났다. 관류열부하는 실내외 기온차가 낮은 그룹에서 더 큰 비율을 차지하고, 환기전열 부하는 실내외 기온차가 높은 그룹에서 더 큰 비율을 차지하는 것으로 나타났다. 지중전열부하의 경우 실내외 기온차가 낮은 그룹에서는 부하를 경감시키는 방향으로 작용하고, 실내외 기온차에 따라 부하를 증가시키거나 경감시키는 방향으로 작용하는 것으로 나타났으므로 이 기준 온도차의 선택이 중요한 것으로 판단된다. 지중전열부하에 비하여는 환기전열부하가 더 큰 비중을 차지하므로 에너지 절감을 위해서는 틈새환기율을 줄일 수 있는 대책이 필요한 것으로 판단된다.

• 대한교통학회지
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• 제28권1호
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• pp.25-38
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• 2010

본 연구에서는 실도로 주행에 의해 취득된 차량의 운행 데이터의 분석을 통하여 차량의 공회전과 관련된 여러 가지 운행 특성을 도출하였다. 차종별 정차 시간 내역을 분석한 결과, 시내버스의 경우 공회전 시간은 전체 운행 시간의 30.9%에 해당되었고, 이중에서 공회전 정지가 가능한 시간은 전체 운행시간의 21.6%로 추산되었다. 하루중 공회전 정지가 가능한 시간 비율은 낮 시간대에 가장 높았고, 공회전 정지를 실시하여도 운행 시간이 증가하는 경향은 나타나지 않았다. 시내버스의 신호대기 정차 시에는 공회전 정지를 실시하기에 충분한 시간 동안 정차를 하는 경우가 많았으나, 정류장 정차 시에는 공회전 정지를 실시하기에는 충분하지 않은 시간동안 정차하는 비율이 높았다. 시내버스의 전체 운행 시간중 감속시간이 차지하는 비중은 전체의 24.7%에 달했으며, 이 가운데에서 4초 이상 감속이 지속되는 구간의 비율이 약 30%에 달하는 것으로 분석되었다. 따라서 이러한 감속시 제동 에너지를 회생하여 저장하는 하이브리드 방식을 시내버스에 적용하는 것도 가능할 것으로 예상된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제24권5호
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• pp.591-600
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• 2010

도시가로수의 탄소흡수원 기능을 평가하기 위하여 가로수로 흔히 식재되는 9개 수종을 선정하여 수종별 탄소저장량과 연간 이산화탄소 흡수량을 산정하여 비교하였다. 수종별로 가로수 식재현황을 고려하여 대상지를 선정하고 흉고직경과 수령을 측정하였으며, 활엽수와 침엽수 상대생장식을 활용하여 가로수의 탄소저장량과 생장속도, 연간 이산화탄소 흡수량을 산정하였다. 튤립나무, 메타세쿼이아, 양버즘나무가 빠른 생장속도를, 벚나무, 은행나무, 느티나무, 회화나무, 단풍나무는 중간의 생장속도를, 소나무는 느린 생장속도를 가진 그룹으로 분류되었고, 속성수의 경우 전정관리와 환경요인의 영향을 크게 받는 것으로 평가되었다. 조사한 9개 대표수종의 1 그루당 평균 탄소저장량은 205kgC/tree로, 수종에 따라 최대 518kgC/tree(튤립나무)에서 최소 41kgC/tree(소나무)를 나타냈다. 또한, 수종별로 생장 전년에 걸쳐 수목 1 그루가 흡수한 이산화탄소량은 연간 평균 $7.6{\sim}99.1kgCO_2$/tree/y 의 범위로, 튤립나무의 흡수량이 가장 높고 메타세쿼이아, 양버즘나무의 순이었으며, 소나무가 가장 낮았다. 대표수종의 연간 이산화탄소 흡수량을 기초로 추정한 경기도 전체 도시 가로수의 연간 이산화탄소 흡수량은 경기도의 산림이 흡수하는 이산화탄소량의 약 0.67% 정도로 매우 작은 것으로 평가되었다. 그러나, 경기도에서는 매년 산림이 감소하고 시가화면적이 확대되고 있어 도심 내 탄소흡수원 확대는 점점 중요해질 것으로 보이며, 도심 내에서 수목은 열섬현상을 완화시키고 건물 냉난방에너지를 절감시킴으로써 간접적으로 이산화탄소 배출을 감소시키는 기능 또한 매우 중요한 의미를 가지고 있어 보다 다기능적인 관리가 이루어질 필요가 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.72-77
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• 2017

현대 사회에서 조명은 인간 중심적인 자연 조명의 변화를 연출하고 에너지 소비 절감과 효율적인 관리를 위하여 IT 기술과 LED를 결합한 형태로 개발 되고 있다. 따라서 본 논문에서는 Arduino Due와 Bluetooth 및 Zigbee 무선통신 기술을 이용하여 3000K Warm LED와 6000K Cool LED로 구성된 LED 조명의 색온도 및 밝기를 제어할 수 있는 LED 조명 제어 시스템을 제안하였다. Arduino Due는 Duty rate을 조절하여 조명의 색온도를 여러 단계로 조절 할 수 있도록 하였고, 1:N 다중통신이 가능한 Zigbee 통신을 이용하여 많은 조명을 제어할 수 있도록 하였다. 그리고 Bluetooth 통신을 이용하여 스마트폰 어플리케이션으로 LED 조명을 손쉽게 제어할 수 있도록 하여 사용자의 편리성을 증대시켰다. 본 논문에서 구현한 무선통신 기반의 LED 조명제어 시스템은 3067K~5960K의 다양한 색온도 제어와 조도 제어를 통하여 인간 중심적인 조명을 연출할 수 있을 뿐만 아니라 소비전력을 줄일 수 있어 자연 친화적인 조명 시스템으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 청정기술
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• 제12권3호
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• pp.113-127
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• 2006

폐윤활유는 세멘트 킬른과 화력발전소의 직접 연료로 사용하여 에너지원으로 재활용하거나 정제 과정을 거쳐 연료유 또는 재생 윤활기유로 재활용 되고 있다. 우리나라는 주로 이온처리 공정을 활용하여 폐윤활유를 저급 연료유로 재활용하고 있고 2003년도 예치금제에서 생산자 책임재활용제도를 도입하여 폐윤활유의 재활용을 촉진하고 있다. 그러나 지난 5년간 재활용율은 70% 이내로 정체되고 있고 아직까지 선진국에서 추구하고 있는 재생 윤활기유로의 재활용기술 개발연구도 전혀 없는 실정이다. 이에 비하여 일부 선진 국가에서는 근래에 폐윤활유의 열분해 생성유 중의 타르 및 악취의 발생을 대폭 감소시키고 색도를 향상시켜 고급연료유를 생산하는 안정화 기술과 폐윤활유로부터 고급 재생 윤활기유를 생산하는 새로운 공정을 개발하여 상용화하였다. 또한 호주, 이태리, 독일, 미국 등 몇몇 국가에서는 폐윤활유를 재생윤활기유로 재활용하였을 경우 훨씬 많은 보조금을 지급하거나 국가나 지방 정부에서 재생 윤활유를 우선적으로 구매하도록 하고 소비자로 하여금 재생 윤활유를 사용하도록 권장하는 정책을 채택하고 있다. 이렇게 선진국에서는 점차적으로 고갈되는 석유자원의 절약과 환경오염을 저감시키는 폐윤활유를 윤활기유로 재활용하는 정책을 채택하고 있어 우리나라에서도 지속가능한 개발을 위한 새로운 윤활유 재활용정책을 수립하여야할 시점에 있다고 판단된다.

• 환경생물
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• 제37권2호
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• pp.136-143
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• 2019

안정된 바이오플락 사육수에는 대량의 미생물들이 존재하고 있으며 사육수온이 높아 재사용이 가능할 경우 빠른 수질안정화 및 에너지 절약을 할 수 있다. 바이오플락 사육수 내 부유하고 있는 자가 및 타가 영양세균은 호기성과 혐기성 세균을 모두 포함하고 있어 탄소원을 넣고 산소를 공급하지 않는 혐기성 상태로 만들면 탈질과정이 가능하다. 본 연구에서 바이오플락 탈질수의 특성은 암모니아(6.9 mg L^-1), 아질산(0.3 mg L^-1), 질산농도(9.2 mg L^-1), 높은 pH(8.42), alkalinity (590 mg L^-1)였으며 이 탈질수를 첨가한 사육수의 물리적 환경 변화가 어린새우의 생존 및 생리적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 탈질수를 100% 사용하여도 생존율의 변화를 보이지 않았으나 혈림프를 포함한 체액 분석결과 탈질수 혼합에 의한 조직손상 및 스트레스 지표인 크레아틴, 혈중 요소성 질소의 증가가 관찰되었고 탈질수 혼합비율이 높을수록 새우 체내 이온(Na⁺, K⁺, Cl^-)의 농도가 유의적으로 감소하여 향후 삼투압조절에 영향을 미칠 수 있는 것으로 나타남에 따라 탈질수를 일정비율로(50% 미만) 혼합하여 사용하는 것이 바람직한 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권7호
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• pp.521-530
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• 2009

본 연구에서는 대전의 대규모 공동주택단지의 하나인 대덕테크노 밸리의 계절별 주풍향 및 풍속, 건물배치, 환기구 위치 등 다양한 외부 유동 변수에 따른 실내 환기 특성을 수치 해석적 방법을 활용하여 연구함으로써 실내 공기질 향상에 일조하기 위해 연구를 수행하였다. 계절별 주풍향은 여름과 겨울에 큰 차이를 나타냈는데, 여름철의 경우 주풍향은 남풍이며, 겨울철의 경우 주풍향은 10년 평균 주풍향과 동일한 북북서풍으로 나타났다. 풍향이 변화함에 따라 최대 압력차가 나타나는 단지도 변화하였으며 그에 따라 환기에도 차이를 나타냈다. 내부 환기량은 환기 우수지역의 경우는 자연환기만으로 기준치인 시간당 0.7ACH를 만족하였으나 환기 취약지역의 경우는 자연환기만으로는 기준치를 만족시키지 못하여 부수적으로 기계 환기를 병행해야 하는 것으로 나타났다. 이러한 외부유동 변화에 따른 내부 환기량의 연구결과를 바탕으로 향후 아파트의 배치나 환기구 위치 선정에 응용한다면 환기량 확보에 일조하여 기계환기에만 의존하지 않고 자연환기와 병행이 가능하므로 에너지 절감에 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국버섯학회지
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• 제7권3호
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• pp.122-129
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• 2009

최근까지 보급된 느타리버섯류 81개 품종을 URP를 이용하여 PCR에 의한 DNA 패턴으로 유연관계 분석과 자실체 특성조사로 품종간의 유사성을 결정하였고, 계절별로 상자재배 하여 온도 적응성에 대한 그 특성을 분석하였다. 재배품종의 DNA 패턴과 자실체 특성분석으로 품종의 유연관계를 조사한 결과 원형느타리는 1, 수한은 15, 왕흑평은 4, 춘추2호는 6, 신농11호는 1, 삼구01호는 2품종과 유사하거나 구별성이 뚜렷하지 않았다. 또한 수한 근연종으로는 5품종으로 나타났다. 느타리는 버섯 생육 시 산소공급을 위하여 환기가 필수적이므로 재배사내에서 외부기온의 영향을 크게 받는다. 따라서 계절에 따라 알맞은 품종을 선택하여야 에너지 절감과 생산량을 높일 수 있다. 봄~여름 재배 시 높은 온도($16^{\circ}C$ 이상)에 적응성이 강한 품종(내서성이 강함) 으로는 사철느타리종, 여름느타리종, 분홍느타리종의 8개 품종들이 속하였다. 봄~여름 재배 시 높은 온도에 적응성이 다소 강한 품종(내서성이 다소 강함)으로는 느타리종 51개 품종으로 나타났다. 가을~겨울 재배 시 낮은 온도($11^{\circ}C$ 이하)에 적응성이 다소 강한 품종으로는 느타리종 64품종으로 나타났다. 사계절 재배 시 적응성이 다소 강한 품종으로는 49개 품종으로 나타났다. 큰느타리, 아위느타리, 전복느타리종은 균사생장이 느려 오염이 심하여 상자 재배에서는 적합하지 않았다. 이러한 품종 특성 구명은 품종의 계절별 올바른 선택으로 에너지 절감과 생산성 향상에 의한 농가소득에 기여할 것이며, 나아가 농가와 종균배양소간의 분쟁해소, 품종육성자의 본인 개발 품종에 대한 상대적 위치, 육종모본 선택, 농가지도 사업에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권6호
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• pp.356-370
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• 2017

본 논문에서는 국내 환경에서 설정된 가정 하에 지능형 전력망 기술이 지능형 송배전, 소비자, 전력서비스, 신재생 에너지 및 운송 등의 5가지 분야에 적용될 경우 2030년까지의 연도별 국내 에너지 절감 및 $CO_2$ 감축 효과와 그 상대적 기여도를 예측, 분석하였다. 2030년 지능형 전력망 운용에 따른 총 에너지 절감량은 103,121 GWh로 계산되며 이는 당해 소비전력량 전망치의 약 13.1%로 2025년 이후 이 비율은 약 10% 이상으로 유지될 것으로 예측되었다. 이를 토대로 계산된 2030년 $CO_2$ 배출 감축량은 5,538만 $tCO_2$로 계산되었고 이는 당해 온실가스 감축 목표량인 3억 1,500만 $tCO_2$에 17.6%에 해당하는 값이다. 이러한 $CO_2$ 배출 감축량은 에너지 절감량과는 다르게 해가 거듭될수록 전체 배출 감축량에 대한 그 비율이 감소하는데 이는 향후 온실가스 배출량의 대부분을 차지하는 석탄화력 발전량의 지속적인 증가와 국가의 목표 배출 감축 속도가 매우 빠르게 설정되었기 때문으로 판단된다. 2030년 5가지 각 분야에서의 에너지 절감 및 $CO_2$ 배출 감축 기여 비율은 지능형 소비자 44.37%, 신재생 에너지 29.16%, 전력서비스 20.12%, 송배전 5.11%, 운송 1.24%로 계산되고 시간에 따른 상대적 에너지 절감 속도는 지능형 소비자 분야가 가장 빠르며 신재생 에너지 및 전력서비스로 순서를 이룬다. 송배전 분야에서의 절감 속도는 송배전 손실률 향상의 한계 때문에 낮고, 전기자동차 예상 보급 대수의 증가율이 낮아 운송 부분의 절감 속도가 가장 느리므로 이에 대한 대책이 필요할 것으로 판단된다.