• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.463-466
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• 2001

The most effective methods of utilizing solar energy are to use the sunlight and solar thermal energy such as hybrid panel simultaneously and to use concentrator. From such a view point, systems using various kinds of photovoltaic panels were constructed in the world. However there have not been a type of panel using concentrator and hybrid simultaneously. If the sunlight are concentrated on the solar cell, cell conversion efficiency increase and the temperature of the solar cells increases. As the temperature of the solar cells increases, so cell conversion efficiency decreases. Therefore, for maintaining cell conversion efficiency at these conditions, it is necessary to keep the cell at low temperature. In this paper, after designing a concentrate rate for concentrating, we proposed model for cooling cell and using waste heat, and we compared with conventional panels after calculating the electrical and thermal efficiency using energy balance equation.

• 유기물자원화
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• 제31권4호
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• pp.5-11
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• 2023

본 연구는 하수 탈수찌꺼기가 건조기에 직 투입되는 경우 함수율 40~60% 구간에서 발생하는 Glue Zone에서 뭉침 및 Fouling 현상 등의 문제점 및 에너지효율 개선을 하기 위해 수행하였다. 열풍 온도는 270~300℃로 낮게, 패들타입의 부상방식과 순환되어진 축열 메디아에 탈수찌꺼기가 도포되어 열풍과의 접촉면적을 증대시켜 에너지 회수 및 가스 배출량을 감소시켰으며, 건조 찌꺼기의 함수율은 2.7~7.5%, 수분 증발열량은 608.0~690.6kcal/kg·H₂O로 축열 메디아 미투입 시 수분 증발열량 714.5 kcal/kg·H₂O과 비교하여 약 8.8%의 에너지 절감 효과를 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권9호
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• pp.5425-5433
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• 2014

본 연구에서는 발전용량이 20kW인 폐열회수용 칼리나 발전시스템의 설계 자료를 확보하기 위하여 EES프로그램을 사용하여 해석하였으며, 암모니아농도, 증기압력, 열원온도 및 냉각수온도가 발전효율에 미치는 영향을 분석하였다. 연구결과에서, 암모니아 농도는 낮을수록, 증기압력은 높을수록 발전효율은 증가하였다. 하지만 암모니아 농도가 너무 낮으면 발전효율이 감소하는 영역이 있었다. 터빈입구의 증기압력이 높아지면 발전효율도 높아지며, 암모니아 농도가 높을수록 증기압력의 영향을 더 많이 받는 것으로 나타났다. 최대의 발전효율을 얻기 위한 암모니아 농도, 증기압력, 열원온도 및 냉각수온도 조건이 존재한다는 것을 알 수 있었다. 20kW의 발전시스템에서는 증기압력은 25bar, 열원온도는 $160^{\circ}C$, 냉각수온도가 $10^{\circ}C$일때 암모니아 농도가 0.4에서 발전효율은 최고로 15%까지 가능하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.552-561
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• 2018

화석연료의 고갈과 환경문제를 대응하기 위한 대체에너지 중 재생가능하고 탄소중립(Carbon-neutral)자원인 바이오매스 (Biomass)를 연료로 이용하는 연구가 진행되고 있다. 바이오매스를 사용하는 대부분의 에너지 생산 시스템은 열화학전환방법이 대표적이다. 이 가운데 가스화 기술을 이용해 합성가스 (syngas)를 생산해 보일러나 엔진 등에 적용하여 열과 전기를 생산한다. 하지만 합성가스 (syngas)를 생산하는 과정에서 타르 (tar)가 발생되며 낮은 온도에서 응축되기 때문에 배관 및 엔진 등에 막힘 현상을 일으켜 공정 효율을 감소시키는 문제를 야기한다. 타르를 제거하기 위해 대부분의 가스화 공정에서 물을 이용한 wet scrubber를 사용하고 있는데 효율이 낮은 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 물과 oily material (soybean oil, waste cooking oil, mineral oil)을 이용하여 제거효율이 높은 순으로 나타내자면 Soybean oil>Waste Cooking Oil>Mineral oil>Water 순서로 나타났고 제거효율은 각각 약 97%, 약 70%, 약 63%, 약 30%의 효율을 보여주었으며 식물성 오일 종류인 soybean oil을 사용하였을 때 타르 제거 효율이 가장 높았다.

• 한국가스학회지
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• 제18권4호
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• pp.13-20
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• 2014

상업용 천연가스 배급 시스템에서 천연가스의 공급압력은 압력조절밸브를 사용하여 제어하며 이때 막대한 압력에너지가 낭비된다. 이러한 폐압에너지는 터보 팽창기와 같은 터보기계를 사용하여 회수할 수 있으나 팽창과정에서 발생하는 Joule-Thompson 효과에 따라서 큰 온도강하가 발생한다. 터보 팽창기 전단 또는 후단에 보일러를 설치하여 영하의 온도를 방지할 수 있으며 또한 보일러를 대체하여 연료전지나 가스엔진의 폐열을 이용하여 천연가스를 예열할 수도 있으나 하이브리드 시스템의 구동을 위해 운영규모에 따라 일정량을 소모해야 한다. 이 연구에서는 천연가스가 가지고 있는 압력에너지를 활용하여 천연가스의 소모 없이 터보 팽창기와 연결된 히트펌프를 구동하여 천연가스를 예열하는 시스템을 제안하고 증발온도, 응축온도 및 작동유체의 변화에 따른 시스템의 열역학적 특성을 분석하였다. R717 냉매가 예상 작동범위 내에서 가장 높은 COP와 가장 낮은 압축일을 나타내 제안된 하이브리드 시스템에 적합함을 확인하였다. 보일러시스템과의 경제성 분석을 통해 천연가스를 LNG 형태로 수입하고 있는 국내의 경우 히트펌프 하이브리드 시스템이 경쟁력 있음을 확인하였다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제25권11호
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• pp.1627-1633
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• 2012

This study was to evaluate the feasibility of recycling the solids separated from swine wastewater treatment process as a fuel source for heat production and to provide a data set on the gas emissions and combustion properties. Also, in this study, the heavy metals in ash content were analyzed for its possible use as a fertilizer. Proximate analysis of the solid recovered from the swine wastewater after flocculation with organic polymer showed high calorific (5,330.50 kcal/kg) and low moisture (15.38%) content, indicating that the solid separated from swine wastewater can be used as an alternative fuel source. CO and NOx emissions were found to increase with increasing temperature. Combustion efficiency of the solids was found to be stable (95 to 98%) with varied temperatures. Thermogravimetry (TG) and differential thermal analysis (DTA) showed five thermal effects (four exothermic and one endothermic), and these effects were distinguished in three stages, water evaporation, heterogeneous combustion of hydrocarbons and decomposition reaction. Based on the calorific value and combustion stability results, solid separated from swine manure can be used as an alternative source of fuel, however further research is still warranted regarding regulation of CO and NOx emissions. Furthermore, the heavy metal content in ash was below the legal limits required for its usage as fertilizer.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2007년도 추계학술 발표회
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• pp.187-192
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• 2007

메탄올 분해/합성 반응을 이용한 장거리 열수송 시스템에 대한 경제적 타당성 연구를 조사하였다. 본 연구는 열공급처에서 흡열반응을 이용하여 메탄올을 수소와 일산화탄소로 분해하여 이 반응생성물 가스를 수송관을 이용하여 열수요처로 이송한 후 열수요처에서 일산화탄소와 수소를 메탄으로 합성하며, 이 발열반응에서 발생하는 열을 회수하여 온수로 사용하는 개념이다. 메탄을 분해/합성 반응은 상대적으로 낮은 온도와 낮은 압력 그리고 높은 전화율을 이용한 장거리 열수송 반응의 대표적인 반응이 될 수 있다. 본 연구에서는 열공급처에서 15 km 떨어진 장소에서 1만 가구에 필요한 온수를 공급하기 위한 시스템의 설계 및 경제성을 검토하였다.

• 신재생에너지
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• 제18권4호
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• pp.12-21
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• 2022

The pyrolysis characteristics of high-density polyethylene (HDPE), low-density polyethylene (LDPE), and polypropylene (PP) were analyzed numerically using a 1D plug flow reactor (PFR) model. A lumped kinetic model was selected to simplify the pyrolysis products as wax, oil, and gas. The simulation was performed in the 400-600℃ range, and the plastic pyrolysis and product generation characteristics with respect to time were compared at various temperatures. It was found that plastic pyrolysis accelerates rapidly as the temperature rises. The amounts of the pyrolysis products wax and oil increase and then decrease with time, whereas the amount of gas produced increases continuously. In LDPE pyrolysis, the pyrolysis time was longer than that observed for other plastics at a specified temperature, and the amount of wax generated was the greatest. The maximum mass fraction of oil was obtained in the order of HDPE, PP, and LDPE at a specified temperature, and it decreased with temperature. Although the 1D model adopted in this study has a limitation in that it does not include material transport and heat transfer phenomena, the qualitative results presented herein could provide base data regarding various types of plastic pyrolysis to predict the product characteristics. These results can in turn be used when designing pyrolysis reactors.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2940-2945
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• 2008

The scale of 2.4 MW MCFC was taken to construct a high-efficiency and economical power generation system without CO2 emission into the atmosphere for utilizing its exhaust gas. The conventional steam turbine power generation system (STGS) was evaluated and the net generated power (NGP) was estimated to be only 133 kW and the STGS is not economically feasible. A CO2-caputuring repowering system was proposed, where low temperature steam (LTS) produced at HRSG by using exhaust gas from MCFC is utilized as a main working fluid of a gas turbine, and the temperature of LTS was raised by combusting fuel in a combustor by using pure oxygen, not the air. It has been shown that NGP of the proposed system is 264 kW, and CO2 reduction amount is 608 t-CO2/y, compared to 306 t-CO2/y of STGS. The CO2 reduction cost was estimated to be negligible small, even when the costs of oxygen production and CO2 liquefaction facilities etc. were taken into account.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권11호
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• pp.3798-3807
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• 2021

Tritium extraction from radioactively contaminated cement mortar samples was performed using heating and liquid scintillation counting methods. Tritiated water molecules (HTO) can be present in contaminated water along with water molecules (H₂O). Water is one of the primary constituents of cement mortar dough. Therefore, if tritium is present in cement mortar, the buildings and structures using this cement mortar would be contaminated by tritium. The radioactivity level of the materials in the environment exposed to tritium contamination should be determined for their disposal in accordance with the criteria of low-level radioactive waste disposal facility. For our experiments, the cement mortar samples were heated at different temperature conditions using a high-temperature combustion furnace, and the extracted tritium was collected into a 0.1 M nitric acid solution, which was then mixed with a liquid scintillator to be analyzed in a liquid scintillation counter (LSC). The tritium extraction rate from the cement mortar sample was calculated to be 90.91% and 98.54% corresponding to 9 h of heating at temperatures of 200 ℃ and 400 ℃, respectively. The tritium extraction rate was close to 100% at 400 ℃, although the bulk of cement mortar sample was contaminated by tritium.