This study compared the feasibility of utilizing a wood bioenergy system over a conventional central heating and cooling system and a cogeneration system in an apartment complex. The performance of the three systems were compared in the following areas: energy consumption, environmental impact(output of CO2, CH4, and N2O), and life cycle cost. The results showed that energy performance of the wood bioenergy system was similar to the conventional central system (just a 1% improvement) but the cogeneration system showed a 12% reduction in energy consumption compared to the conventional system. In terms of environmental impact, the bioenergy system reduced pollutants by 50% while the cogeneration system reduced pollutants by 30% compared to the conventional system. Life cycle cost analysis indicated bioenergy and cogeneration to have an 8% and 19% improvement over the conventional system. The findings of the study suggest that it is both economically and environmentally beneficial to use a wood bioenergy system in place of a conventional central heating and cooling system in apartment complexes.
전 세계적으로 에너지 절감, 온실가스 감축 등을 위한 다양한 방법이 제시되고 있다. 우리나라에는 노후된 주택들이 많아 이에 대한 리모델링의 요구가 많으나 이에 대한 연구는 부족하였다. 본 연구는 노후된 주택들의 유형을 분석하였고, 국내 외 사례와 기존 연구를 통하여 리모델링에 적합한 기술 리스트를 제시하였다. 창호, 단열, 문 등과 관련된 기술에 에너지 시뮬레이션, 경제성 분석을 실시하여 소규모 주택 리모델링에 적합한 기술의 조합을 제시하였다. 본 연구는 소규모 주택에 적용할 수 있는 기술의 성능, 경제성을 위한 기초연구이며 이외의 더욱 많은 기술의 분석의 기초가 될 것이다.
With rapid industrialization and population growth, fossil fuel use has increased, which has a significant impact on the environment. Hydrogen does not cause contamination in the energy production process, so it seems to be a solution, but it is essential to find an appropriate storage method due to its low efficiency. In this study, Mg-based alloys capable of ensuring safety and high volume and hydrogen storage density per weight was studied, and Mg2NiHx synthesized with Ni capable of improving hydrogenation kinetics. In addition, in order to improve thermal stability, a hydrogen storage composite material synthesized with CaO was synthesized to analyze the change in hydrogenation reaction. In order to analyze the changes in the metallurgical properties of the materials through the process, XRD, SEM, BET, etc. were conducted, and hydrogenation behavior was confirmed by TGA and hydrogenation kinetics analysis. In addition, in order to evaluate the impact of the process on the environment, the environmental impact was evaluated through "Material Life Cycle Assessments" based on CML 2001 and EI99' methodologies, and compared and analyzed with previous studies. As a result, the synthesis of CaO caused additional power consumption, which had a significant impact on global warming, and further research is required to improve this.
Finding an energy efficient route is one of the very important issues in the wireless sensor networks. The route scheme should consider both of the energy level of sensor nodes and the number of hops at the same time. First of all, this paper proposes an optimum routes finding scheme (ORFS), which could be used in the sensor network routing protocols. The scheme uses an optimum value for the path with the considerations of both the minimum energy level of a path and the number of hops at the same time. After that, this paper proposes a routing protocol based on the ORFS for how it could be used for the multipath directed diffusion with data aggregation (MDD-A), to get the better energy efficiency. The analysis result shows that the proposed routing protocol could lengthen the network life cycle about 18.7% compared to the previous MDD-A related protocols.
As development of battery technologies, the installation of Battery Energy Storage System (BESS) increased. The BESS can be used for various purposes such like frequency response, load leveling, and fluctuation mitigation of renewable energy generators. In this paper, three state BESS model is proposed. the BESS model considering charge, discharge and keeping efficiency, and life cycle according to depth of discharge (DOD). Then, the benefit and cost of BESS installed at substation for load leveling are summarized. The economic evaluation of BESS is analyzed using net present values (NPV) analysis. In case study, the NPV analysis of NaS battery system is carried out using the proposed BESS model. Because the result of economic evaluation of BESS using nowadays cost data is not positive, the sensitivity analysis of BESS is conducted by changing the capital cost and energy cost.
잉여전력 등을 활용한 에너지저장시스템 분야에 기술에 관심이 집중되고 혁신적인 기술진보가 이루어지고 있다. 다양한 에너지저장시스템 분야 중 가스액화 방식을 활용한 액화공기에너지저장 시스템은 상당히 성숙된 기술로 알려져 있고, 높은 단위 에너지 밀도와 설치에 따른 지형적 제약이 거의 없으며 수명이 긴 저장 시스템이라는 많은 장점에도 불구하고, 단일공정 (공기액화-재기화 사이클)의 낮은 사이클 효율로 인해 상업화에 한계가 있었다. 본 연구에서는 낮은 사이클 효율을 개선하고자 2종류의 냉매(R-600a 와 메탄올)을 이용한 냉매사이클을 공기 액화 공정에 활용하여 사이클 효율을 향상시키고, 공기 압축시 발생하는 압축열을 열매체유 순환 사이클에 이용하여 이를 액화공기 재기화 공정의 터빈 입구 온도를 높이는데 활용하여 전력생산량을 추가적으로 증가시킴으로써 사이클 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있는 가능성을 Aspen HYSYS 공정 모사 프로그램을 활용하여 확인하였다.
물산업 우수제품 지정제도는 우수제품의 기술규격을 만족하는 물산업 우수제품을 사용자가 우선 구매토록 유도하여 국내 물기업의 기술개발 촉진 및 시장 활성화를 통한 물산업 선순환 구조 조성을 목적으로 한다. 본 연구에서는 2가지 용량의 펌프를 대상으로 물산업 우수제품으로 지정된 제품과 일반제품의 비용측면의 장점에 대한 객관적인 근거를 사용자에게 제시하고자 하였다. 비용측면의 장점에 대한 분석방법으로 생애주기비용 분석(Life Cycle Cost; LCC)을 통한 경제성 평가를 실시하였고, LCC에 필요한 각종 자료를 조사하였다. 조사한 항목으로는 초기투자비용(펌프 구매비용, 설치비용), 운영비용(에너지비용, 유지관리비용) 및 철거비용(폐기 비용, 잔존가치)이다. 2가지 용량의 우수제품과 일반제품을 비교한 결과, 1,860m3/h 용량(이하 대용량)에서 15년의 운영기간동안 우수제품의 생애주기 비용이 대략 212백만원 정도 적게 소요될 것으로 예측되었으며, 360m3/h 용량에서는 우수제품의 생애주기 비용이 17백만원 정도 적게 소요될 것으로 예측되었다. 또한, 대용량 펌프의 우수제품에 대하여 민감도 분석을 추가로 실시하여 펌프 생산 시 제품의 생애주기 비용을 절감하기 위해 고려해야 할 사항을 살펴보았다. 그 결과 펌프의 효율 향상과 소모품의 교체주기를 증가시키는 방향으로 제품을 개발하는 경우, LCC에 미치는 효과가 클 것으로 예측되었다.
This study aims to develop the program for active solar heating system design & analysis. The program, named ASOLis, is consisted of three user's interface like as system input/output, library, and utilities and used TRNSYS as a calculation engine for the system analysis. ASOLis simplifies user's input data through the database and can design 37 different types of solar systems. Solar system is configurated by two separated parts "solar thermal collecting part" and "load supplying part". Due to the user-friendly layout, all design parameters can be changed quickly and easily for the influence on system efficiency. For the reliability, ASOLis compared with experimental result. As a result, ASOLis is expected to be used as a vital tool for the design and analysis of active solar heating system.
에너지 효율성이 중요한 무선 센서 네트워크에서 클러스터링 기술은 클러스터 헤드 노드가 클러스터 멤버 노드의 데이터를 병합하여 싱크노드로 전송함으로써 센서노드와 싱크노드 사이의 통신 횟수를 줄여 에너지 효율을 얻는다. 본 논문에서는 분산형 클러스터링 라우팅 기법 중 대표적 프로토콜인 LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)와 HEED(Hybrid, Energy-Efficient Distributed Clustering Approach)의 클러스링 기법에 대하여 분석하고 이를 토대로 데드노드의 최대 지연 발생과 네트워크 라이프 타임을 증가하기 위한 새로운 에너지 효율적 클러스터링 기법을 제안한다. 제안 방식은 클러스터 헤드가 각 멤버노드의 잔여에너지 정보와 싱크노드와의 위치 정보를 기반으로 최적의 전송 효율을 위한 노드를 선출 하고, 선출된 노드는 이후 데이터 전송과정에서 클러스터 헤드로부터 데이터를 전송받아 싱크노드로 전송하는 방식으로, 네트워크를 형성하는 개별 노드의 에너지 소비를 균등하게 하여 네트워크의 전체 수명을 증가시키는데 본 연구의 목적이 있다. 제안한 방식의 성능을 검증하기 위해 시뮬레이션을 통해 기존의 클러스터링 기법과 비교 분석하였다. 그 결과, 기존의 기법에 비해 네트워크의 생명주기가 약 5~10% 향상되는 것을 확인 할 수 있었다.
This paper presents a review study for energy-efficient gas turbines (GTs) with cycles which contributes significantly towards sustainable usage. Nonetheless, these progressive engines, operative at turbine inlet temperatures as high as $1600^{\circ}C$, require the employment of highly creep resistant materials for use in hotter section components of gas turbines like combustion chamber and blades. However, the gas turbine obtain its driving power by utilizing the energy of treated gases and air which is at piercing temperature and pushing by expanding through the several rings of steady and vibratory blades. Since the turbine blades works at very high temperature and pressure, high stress concentration are observed on the blades. With the increasing demand of service, to provide adequate efficiency and power within the optimized level, turbine blades are to be made of those materials which can withstand high thermal and working load condition for longer cycle time. This paper depicts the recent developments in the field of implementing the best suited materials for the GTs, selection of proper Thermal Barrier Coating (TBC), fracture analysis and experiments on failed or used turbine blades and several other designing and operating factors which are effecting the blade life and efficiency. It is revealed that Nickel based Superalloys were promising, Cast Iron with Zirconium and Pt-Al coatings are used as best TBC material, material defects are the foremost and prominent reason for blade failure.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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