• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.85-85
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• 2015

현재 태양광에너지 시장은 해마다 빠른 속도로 성장하는 추세이며 50 GWp/년 이상의 시장으로 변화하였고 앞으로도 전체적인 성장세는 지속 유지될 것으로 판단된다. 하지만 이와 아울러 각 Value chain 별로 많은 기업들이 생겨나게되어 각각의 기업들이 제품을 고효율 저가화 함으로서 경쟁력을 확보하기 위해 많은 노력들이 기울이고 있으며 본 강연에서는 이러한 측면에서 태양광 에너지의 분야별 고효율/저가화를 위한 기술동향을 살펴보고자 한다. 태양광 산업은 아직은 다소 높은 발전단가로 인해 일부 정부의 지원이나 정책에 의해 산업의 규모가 결정되게 되는데 주요한 지원제도는 RPS 제도와 FIT 제도가 있으며 우리나라는 초기 FIT 제도로 국가에서 태양광에서 생산된 전기를 높은 가격에 사주었으나 근래에들어 RPS 제도를 운영하게 되었으며 매전을 하면서 SMP에 준하는 수익을 창출하고 이와 아울러 REC 를 확보하여 확보된 REC 단가에 의해 추가적인 수익을 창출하는 구조의 발전사업이 진행되고 있다. 그리고 RPS나 FIT와 같은 정부의 지원없이도 발전단가의 경쟁력을 확보하는 시점을 그리드패러티라고 하며 이는 매우 중요한 의미를 갖는다. 태양광의 저가화는 그리드패러티 달성을 확보하기 위해 필수적으로 필요한 사안이며 앞으로도 이러한 저가화 / 고효율화 기술노력은 계속 진행될 것으로 판단된다. 우선 소재의 가격을 줄이기 위해 웨이퍼의 두께가 점점 박형화 되어가고 박형화 되면서도 안정적인 공정수율 및 효율을 향상시키기 위한 기술개발이 진행되고 있으며 Cell 분야에 있어서도 고효율을 위한 다양한 Texturing 기술 및 패시베이션 기술의 개발이 이루어 지고 있으며 고효율 컨셉의 MRT cell, Back contact cell 등 고효율 구조의 cell의 양산을 진행하고 있는 등 최근 n-type 기반의 고효율 cell 기술이 활발하게 양산화 검토가 이루어 지고 있다. 모듈 분야에 있어서는 저가/고효율화와 아울러 제품의 신뢰성 확보가 무엇보다도 중요하게 다루어 지고 있으며 이는 모듈이 최소 25년 이상 Field 에서 운용되어 수익창출이 가능해야 하므로 가장 중요한 요소중에 하나라고 할 수 있다. 신뢰성 측면에서 중요하게 다루어 지고 있는 것 중 하나가 PID 저감을 위한 노력이며 이와 관련된 각 소재의 개발이 가장 활발하게 진행되고 있으며 이와 아울러 장수명을 보장하기 위한 내구성이 겸비된 봉지재의 개발 또한 많은 관심을 불러 일으키고 있다. 저가/고효율화를 위해 CTM loss를 줄이기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있으며 특수 형태의 리본으로 빛의 흡수를 증가시키거나 컨택저항을 최소화 하기위한 소재의 개발이 이루어 지고 있다. 태양광 시스템 분야의 경우 발전량과 수익창출에 있어 직접적인 영향을 미치는 분야로서 전체 시스템의 loss 를 줄이고 최적의 환경에서 최대한의 발전량을 확보하기 위한 array 설계 및 운용기술이 활발하게 개발되고 있으며 시스템에서의 loss를 줄여줄수 있는 마이크로 인버터나 multi string 인버터의 적용도 이루어 지고 있으나 저가화를 위한 추가적인 노력이 필요한 상황이다. 본 강연의 마지막으로 이러한 노력들의 산물인 특수 태양광 제품 및 시스템의 기술동향에 대해 살펴하고자 한다. 사막은 전체면적의 1/3을 차지할 정도로 넓은 면적을 자랑하지만 밤과 낮의 기온차 그리고 계통 선로의 부재 등 적용하기 어려운 환경적인 제약도 함께 존재하며 이러한 문제를 해결하기 위한 방안에 대해 살펴보고 최근 Hot issue 중의 하나인 수상 태양광 시스템의 장, 단점과 기술적 특성 등을 살펴보고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.828-834
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• 2013

본 논문에서는 태양광 집광 효율 향상을 위한 많은 연구 방법 중 하나로서 태양광을 효율적으로 집광할 수 있는 TMC(Tracker Motion Controller) 시스템 구성하여 발전효율의 향상성을 갖춘 집광형 태양광 발전시스템(CPV)과 실리콘을 이용한 PV 시스템으로 실험하였다. 태양추적 발전시스템에 사용되는 마이크로프로세서는 실시간으로 태양광의 고도와 위도 각을 계산한다. 또 한 센서로부터 값을 받아들이고, 태양의 현재 위치 값을 계산하여 모터를 제어하며 중앙제어 시스템과의 통신을 하기 때문에 적용 가능성에 대한 부담이 커지고 있다. 따라서 집광형 태양광 발전시스템에 적합한 프로그램 방식과 센서방식을 혼합한 하이브리드 방식의 알고리즘 통하여 ARM코어를 내장한 TMC에 구현하였으며, 구현된 TMC를 통하여 기존 PV시스템, CPV 시스템 대비하여 국내에서의 발전효율을 비교 분석하였다. 실험결과 기존의 센서방식을 이용한 집광형 태양광 발전 시스템에 GPS통신 값을 통해 프로그램 방식의 천문학 계산에 의하여 지평좌표계에서의 태양의 방위각과 고도각을 계산하는 하이브리드 태양위치추적 방식을 실험한 결과를 보면 맑고 일사량이 높은 날에는 큰 차이를 보이진 않았다. 그러나 흐리고 맑은 날 등 일사량이 없어 센서가 태양의 위치를 추적하지 못하고 멈춘 상태에서 일정 시간이 지난 후 태양이 센서의 사각지대에서 나타나면 센서의 오류가 생길 수 있는 기후변화에서는 오히려 센서방식보다 더 우수함을 확인할 수 있었다. 태양전지의 발전효율이 높아지고 생산발전 단가가 줄이는 부분에 대한 지속적인 연구, 더불어 기후의 변화에 따른 최적의 발전 능력을 가진 TMC를 적용한 고효율 집광형 시스템에 대한 연구가 지속적으로 필요할 것으로 기대된다.

• 유기물자원화
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• 제6권2호
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• pp.45-57
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• 1998

이 실험의 목적은 혼합된 제지 하수슬러지에 최적의 공극개선재로서 woodchips의 혼합비율을 설정하기 위한 것이다. 공극개선재는 제지슬러지와 하수슬러지(건물중 2:1)혼합물에 0(W-0), 20(W-20), 33(W-33), 50(W-50)%의 부피비로 혼합되었고 강제송풍에 의한 정체식으로 퇴비화를 실시하였다. 퇴비의 부숙도를 평가하기 위하여 이화학성 변화를 조사하였다. W-33과 W-50 처리구에서 온도는 퇴비화가 시작하자마자 상승하여 5일째 $60^{\circ}C$ 이상까지 이르렀다. 열수가용성 C/N율의 감소는 퇴비화 초기에 W-0과 W-20 처리구에 비해 W-33과 W-50 처리구에서 두드러졌다. 열수가용성 $NO_3{^-}-N$은 퇴비화 초기에 거의 변화를 보이지 않다가 퇴비화 20일 이후에 빠르게 증가하였으며 W-0 처리구가 그 증가량이 가장 적었다. G.I.값은 W-50 처리구에서 20일째, W-0은 30일째 이후 80이상으로 높아졌다. 이상의 결과를 토대로 공극개선재의 혼합은 33%이상이 합리적이었으나, 특히 W-50 처리구는 송풍에 의한 온도조절이 어려웠으며, 공극개선재의 구입 및 단가 그리고 생산되는 퇴비량을 고려한다면 공극개선재를 33% 혼합하는 것이 가장 이상적이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권6호
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• pp.535-540
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• 2015

등판이 기울어지는 사무용 의자에서 등판 회전축 위치를 인체의 엉덩관절에 일치시키면 인체와 등판이 일체화되어 기울어짐으로써 사용성을 향상시킬 수 있다. 그러나 등판 힌지가 외부로 돌출되지 않도록 하기 위해 적용되는 핀인슬롯 조인트에서 기구적인 마찰이 발생해 등을 기울이고 세우는 동안 사용자에 영향을 줄 것으로 예상된다. 본 연구에서는 마찰 정도가 다른 조인트 부품으로서 슬라이더, 롤러 그리고 베어링 세 가지 유형을 적용하고, 등판 기울임 시 대비 복귀 시의 반발력 비율을 측정하였다. 실험 결과 베어링, 롤러, 슬라이더를 적용한 경우 등판 반발력 비율은$[{\pm}SD]$은 각각 $59.7[{\pm}10.3]%$, $47.2[{\pm}13.6]%$, $30.3[{\pm}18.1]%$로 나타나 베어링을 적용할 경우 마찰이 가장 작았다. 그러나 각 부품들은 생산단가 측면에서 차이를 보이기 때문에 부품 선정 시 마찰감소 성능뿐만 아니라 사용자의 주관적인 만족도를 함께 고려할 수 있음을 제시하였다.

• 한국버섯학회지
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• 제4권3호
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• pp.88-100
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• 2006

큰느타리버섯의 병재배 시에 생산 단가의 절감과 배지 다양화의 측면에서 대용할 수 있는 재료를 탐색하고 균사 생장률을 높일 수 있는 배지 조성을 찾기 위하여 본 실험에서는 주재료(톱밥 수종), 첨가재료, 무기염류, 활성물질을 대체 첨가하여 큰느타리버섯의 균사 생장률을 비교하였다. 기본배지의 건비지를 대신하여서 감자전분, 야자박, 단백피 탈지대두분, 면실피, 계분을 비율을 조정하여 사용할 수 있음을 확인하였고 특히, 탈지대두분 2~8% 첨가와 계분의 2% 첨가는 기본배지보다 균사생장에 효과적임을 확인하였다. 또한 기본배지의 미송톱밥에 대해 활엽수 톱밥을 대용할 수 있는 것으로 확인하였고 25.2%로 혼합할 때 가장 효과적이었다. 무기염류 실험에서는 $CaCO_3$, 2~3%, $K_2CO_3$, 0.2%, $MgSO_4{\cdot}7H_2O$ 0.1%, $MnSO_4{\cdot}5H_2O$ 0.05%의 농도로 첨가하였을 때 균사생장에 효과적이었다. 활성 물질들은 그 비용에 대한 충분한 효과를 볼 수 없었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.303-311
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• 2020

미국의 탄저린 감귤귤 재배면적은 2009년 19,000ha에서 2016년 27,000ha로 급격히 증가하여 7년 동안 42% 증가했다. 최근 일본으로의 수출이 급증함에 따라 향후 약 6 ~7천 톤의 수출량이 증가할 가능성이 높다. 따라서, 본연구의 목적은 미국 탄저린 수입이 감귤산업에 미치는 경제적 파급효과를 다양한 시나리오를 통해 시뮬레이션 분석을 하는데 있다. 미국 탄저린감귤의 수입 가능성을 조사하기 위해 미국 감귤이 수입된 적인 없기 때문에 미국 탄저린 감귤의 일본 수출 단가가 사용되었다. 감귤류는 재배 방법과 품종에 따라 노지감귤, 하우스감귤, 한라봉 등 만감류(월동 온주 포함)로 분류하였다. 노지와 하우스감귤의 생산시즌을 고려해 보면, 미국 탄저리감귤의 수입량은 2021년 약 4,700 톤에서 2027년에는 10,000톤으로 증가할 것으로 예상된다. 미국 탄저린감귤의 수입은 국내산 노지와 하우스감귤의 생산량과 품질뿐만 아니라 미국산 탄저린감귤의 생산량에 따라 변동될 수 있다. 그렇지만, 미국 탄저린감귤의 관세율이 50% 이하로 떨어지는 2021년 이후에는 수입될 수 있다는 점을 명심해야 한다.

• 한국수산과학회지
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• 제29권5호
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• pp.651-662
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• 1996

여러 종류의 단백질 원료를 혼합하여 성장이 좋고, 가격이 싼 경제적인 조피볼락용 배합사료를 개발하기 위해 실험사료의 효과를 사육실험과 사료 및 어체의 성분 분석을 통해 조사하였다. 북양어분 사료를 대조구 (사료 1)로 하고 사료 원료의 아미노산 조성을 고려하면서 대두박, 콘글루텐 밀, 육분, 혈분, 우모분, 소맥분을 서로 다른 비율로 첨가한 9종류의 실험사료를 설계하여 제조하였다. 사료 2에서 5까지는 조피볼락 전어체의 아미노산 조성, 타 어종을 대상으로 연구된 아미노산 요구량 등을 참고로 아미노산 균형을 고려하여 설계하였다. 사료 6은 복합 효소제의 효과를 알아보기 위하여 사료 5의 조성에서 복합 효소제를 첨가하지 않았고, 사료 7은 합성 아미노산 첨가 효과를 검토하기 위해 사료 5의 조성에서 아미노산을 첨가하지 않았다. 그리고 사료 8과 9는 열처리한 대두박과 옥수수를 첨가하여 그 효과를 비교하였다. 114g 전후의 조피볼락을 사료당 2반복으로 15주간 사육실험한 결과, 증체율과 사료효율에 서 사료 $2\~7$구가 대조구와 유의차없이 (P>0.05) 좋은 것으로 나타났으며, 사료 5의 조성에서 합성 아미노산이나 복합효소제를 첨가하지 않아도 성장차이는 없었다. 어체 1kg 생산하는데 소요되는 사료단가를 계산하여 본 결과, 대조사료는 853원이었고, 사료 2와 7이 $732\~746$원으로 낮았으며, 사료 8과 9가 $875\~905$원으로 높았다. 위의 결과로부터 어체크기가 100g 이상일 경우의 사료에 대두박, 콘글루텐 밀, 육분, 혈분, 우모분, 소맥분을 적절히 첨가하면 북양어분을 $50\%$ 정도까지 대체 가능할 것으로 판단되어 육성용 사료의 단가를 낮출 수 있을 것이다.

• 한국버섯학회지
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• 제12권1호
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• pp.17-23
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• 2014

폐 한방슬러지의 pH는 5.3으로 주재료인 콘코프의 pH 5.2와 비슷하였으나, 환원당 함량은 4.8 mg/g으로 콘코프의 1.9 mg/g 보다 2.5배 높게 나타났다. 평판배지를 사용하여 폐 한방슬러지의 첨가농도를 검토한 결과 폐 한방슬러지를 첨가하지 않은 대조구보다 5, 15 및 10%(w/w) 첨가 순으로 팽이버섯 균사 성장이 왕성하였다. 콘코프 및 미송톱밥배지에 폐 한방슬러지를 각각 10% 첨가하여 제조한 배지를 시험관에 충진시킨 다음 팽이버섯 액체종균을 접종하여 $25^{\circ}C$에서 6일 동안 배양한 결과 대조구에서는 약 2.2~3.4 cm, 시험구에서는 약 5.8~6.4 cm의 균사성장이 이루어졌다. 그리고 팽이버섯뿐만 아니라 표고버섯 및 녹각버섯(영지버섯 일종)을 접종한 시험구에서도 동일한 결과를 얻었다. 폐 한방슬러지를 10% 첨가한 배지로 현장실험을 행한 결과 팽이버섯의 수확량은 대조구보다 약 5%정도 떨어졌지만 기형버섯 발생율과 2등품 버섯의 생산량은 시험구에서 월등하게 적었다. 팽이버섯의 생산량이 16만병/1일 행하는 재배사를 기준으로 경제성 분석을 행한 결과 당해 년에는 약 5천만원이 절약되고 그 다음해부터는 인건비와 운영비를 제외한 약 1억3천만원의 생산단가 절약이 예상되었다.

• 자원환경지질
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• 제42권2호
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• pp.133-141
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• 2009

본 연구는 지질자원 연구개발 분야에서 경제적 효과 분석 연구가 활발히 수행되지 않은 분야인 지하수자원 분야의 연구개발 사업을 대상으로 경제적 효과를 분석하고자 한다. 제주도 청정 대용량 지하수 개발사업 중 2004년에서 2007년 기간에는 5년간 44.70억원(2006년 가치, 5.5% 할인율 적용)의 연구개발비용을 지출하여 제주도 지하수 부존량 산정, 대용량 지하수 개발 가능 지역 선정 및 개발 타당성 제시 등의 연구가 실시되었다. 본 사업의 편익요소로 대용량(2만톤/일 이상) 지하수 부존지역 깨소 설정으로 3,600만톤/년의 제주도 지하수 개발지역을 확보한 것으로 보았다. 이에 지하수개발시업의 편익에 연구개발 기여도(9.97%)를 적용, 연구개발투자에 대한 경제성 분석을 실시하였다. 기존의 경제이론 및 결과자료(가상가치평가, 생산기석도)와 시장자료(수입단가, 시설용량)를 기초로 한 지하수개발사업의 편익을 도출하고, 사업의 실행화 시점 및 할인율의 변동에 따른 영향을 제시하였다. 분석 결과 상수도 및 병입수 상업화로 연간 총 1,223만톤의 지하수 이용은 2,934억원의 가치로 나타났으며, 연구개발 투자효과는 2006년 순현재가치(NPV)로 30년간 총 136.59억원, 비용대편익비율(B/C ratio)은 4.06이며 내부수익율(IRR)은 22.74%로 나타났다. 사업화 시행 시점을 기존 10년 후에서 5년 후로 앞당기는 경우 추가적인 55.80억원의 편익이 산정되며, 사업의 할인율이 1% 상승하는 경우 역시 166.73억원 편익이 발생하여, 순편익 121.82억원, 비용편익비 3.71로 연구개발사업 타당성을 확보한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권6호
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• pp.762-766
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• 2017

에너지 회수장치는 역삼투 공정에서 에너지 소모량을 줄이기 위해 사용된다. 그러나 해수담수화 시장에서 소규모 에너지 회수장치(<$100m^3/d$)를 찾기는 쉽지 않다. 우리나라에서 음용수 생산을 위한 역삼투 해수담수화 시설은 대부분 도서지역이나 선박에서 소규모로 운영되고 있다. 즉, 국내에는 소규모 에너지 회수장치 수요가 잠재하고 있다. 본 연구에서는 고압펌프의 현실적인 효율과 국내 전력비 단가 등을 고려하여, 소규모 역삼투 공정의 에너지 소모량을 에너지 회수장치의 적용 여부 및 설치 장소(예: 육상, 도서, 선박)에 따라 비교 분석하였다. 분석 결과, 에너지 회수장치 적용 시 전력비는 1,914.1원/$m^3$ 까지 절감될 수 있고 소규모 시설과 선박에서는 절감효과가 증가되는 것을 확인하였다. 소규모 역삼투 담수화 시설이 대부분을 차지하는 국내 현실과 규모가 작아질수록 에너지 회수장치에 대한 전력비 절감효과가 커지는 본 연구의 결과를 고려한다면, 소규모 에너지 회수장치의 개발 필요성이 크다고 할 수 있다.