• 제목/요약/키워드: 실험온실

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우사깔짚에서 발생되는 온실가스 배출량 산정: 모의 실험결과 (Emission Rate of Greenhouse Gases from Bedding Materials of Cowshed Floor: Lab-scale simulation study)

  • 조원실;이진의;박규현;김정대;라창식
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제55권1호
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    • pp.67-74
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    • 2013
  • 우사바닥깔짚으로부터의 온실가스 배출량을 산정하기 위해 깔짚으로의 분뇨부하량을 정확히 조절할 수 있는 모의우사바닥에서의 깔짚두께별 $CH_4$$N_2O$ 가스 발생량을 조사하였다. 톱밥이 10, 15cm 높이로 깔린 $0.2583m^2$(L 0.63 m${\times}$W 0.41 m) 크기의 우사바닥으로의 한우와 젖소의 분뇨부하는 친환경 축사표준모델의 축사면적과 축종별 일일 분뇨배설량 자료를 기준으로 한우는 $1.586kg/m^2/d$, 젖소는 $3.588kg/m^2/d$로 정하고 24시간 주기로 분뇨를 투입/혼합하면서 깔짚으로부터 발생하는 온실가스 발생량을 조사하였다. 총 12개의 모의우사바닥을 이용하여 모든 실험은 3반복으로 3회에 걸쳐 수행되었다(5~7월, 9~11월, 2~4월). 그 결과 단위면적당 $CH_4$ 발생량은 한우, 젖소 모두에서 깔짚이 두꺼운 경우 적게 발생하는 경향을 보였으나 통계적으로 유의적인 차이가 없었으며(p<0.05), $N_2O$ 발생량의 경우에도 깔짚두께에 따른 차이가 없는 것으로 나타났다. 한우와 젖소를 비교할 때 단위면적당 온실가스 발생량은 젖소가 $CH_4$는 약 7.5배, $N_2O$는 약 1.2배 많았으며 연간 배출되는 $CH_4$는 한우 7.4 g/head/year, 젖소 130.4 g/head/year로 젖소가 한우에 비해 21배 높은 것으로 나타났다. 또한 $N_2O$는 한우 3,267 g/head/year, 젖소 14,719 g/head/year로 젖소가 약 4.5 배 많았으나 배설된 N 대비 $N_2O$-N은 한우 0.2148 kg $N_2O$-N/kg N, 젖소 0.1632 kg $N_2O$-N/kg N으로 오히려 한우가 높았으며 IPCC 2006 GL값 0.07 kg $N_2O$-N/kg N과 비교시 한우는 약 3.07배, 젖소는 약 2.33배 높은 것으로 나타났다.

온실가스 시나리오 RCP에 대한 새로운 기후변화 시나리오 개발 전략 (Development Strategy for New Climate Change Scenarios based on RCP)

  • 백희정;조천호;권원태;김성균;조주영;김영신
    • 한국기후변화학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.55-68
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    • 2011
  • 1988년 설립 이후 기후변화 원인 등을 과학적으로 밝혀내고, 기후변화 문제 해결을 위한 조치를 전세계적으로 마련하고 있는 IPCC 주요 작업 중의 하나는 온실가스 배출 시나리오에 따른 잠재적인 미래 기후변화 시나리오를 개발하고, 기후변화 대응 전략을 평가하는 것이다. IPCC 5차평가보고서를 위하여 2007년 9월 기후변화 전문가 회의에서는 약 130여명의 관련 연구자와 사용자가 참석한 가운데, 새로운 온실가스 농도 시나리오인 RCP가 확정되었고, 기후모델링(CM), 통합평가모델링(IAM), 영향, 적응, 취약성(IAV) 커뮤니티에 의한 시나리오 개발 체계 및 개발 일정이 수립되었다. 이후 세계 CM 커뮤니티는 2008년 9월 전문가회의를 통하여 IPCC AR5를 위한 기후변화 이해 증진 및 미래 기후변화 시나리오를 개발하고, IPCC AR4에서 제기된 주요 이슈를 밝혀내기 위하여, 단기와 장기 시간 규모에 대한 30여개 이상의 표준 실험 프로토콜로 구성된 제5기 결합모델 비교 프로젝트(CMIP5)를 기획하였다. 2009년 초부터 CMIP5 관련 작업들이 착수되었으며, 현재 우리나라를 포함한 14개국 19개 모델이 참여하고 있다. 또한, 지역 기후변화에 대한 관심 증대로 지역기후변화 시나리오 생산을 위한 국제적인 통합 지역상세화 실험(CORDEX)이 2009년부터 진행되고 있다. IPCC SRES 온실가스 배출 시나리오에 따른 기후변화 시나리오를 개발하여 IPCC AR4 및 국내 기후변화 대응에 기여한 바 있는 기상청 국립기상연구소는 2009년부터 IPCC AR5 시나리오 개발 전략에 따라 기후 변화 시나리오 개발을 위한 국제 사업인 CMIP5와 CORDEX에 참여하여 RCP에 근거한 지구 기후 변화 시나리오 및 국가 차원의 기후 변화 대응을 위한 국가 표준 기후 변화 시나리오 개발에 착수하였다. 기상청은 개발될 지구 기후 변화 시나리오를 IPCC에 제공하여 IPCC AR5 작성에 기여하고 할 것이며, 이 지구 기후 변화 시나리오에 지역적 지형, 기후 특성 및 기후 변화 영향 평가를 위한 분야별 요구사항을 적용하여 국가 표준 시나리오를 개발하고 2012년에 유관기관 및 산 학 연에 제공할 계획이다.

호밀녹비 이용 시 중질소($^{15}N$)를 이용한 질소원 유래별 콩의 집적질소 분획추정 (Estimation of Soybean N Fraction Derived from N Sources by $^{15}N$ in Soybean Cultivation with Rye as Green Manure)

  • 서종호;이성희;조영손;이재은;이충근;권영업
    • 한국작물학회지
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    • 제53권1호
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    • pp.50-57
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    • 2008
  • 월동 후 녹비용 호밀에 시용한 질소가 콩의 질소고정 및 흡수에 미치는 효과를 보기 위하여, 2004년 온실 및 2005년 포장에서 포트시험을 통해 시비질소량별 토양, 호밀 및 콩의 질소회수율을 조사하였다. 1. 2004년 온실폿트 시험에서는 호밀에 시용한 질소비료 량이 증가할수록 호밀지상부가 토양에서보다 질소비료로부터 질소를 흡수하는 비율이 증가하였다. 호밀이 없는 조건에서는 논흙이 밭흙보다 콩의 건물 중 및 질소흡수량이 현저히 증가하였는데, 지력이 높았던 논흙에서는 밭흙에 비해 콩이 질소고정 유래 질소의 비율이 상대적으로 낮아지고 토양유래 질소의 비율이 높았다. 2. 밭흙에서 무녹비와 대비하였을 때 호밀녹비 이용 시의 콩 시비질소회수율은 낮았지만 토양의 시비질소회수율(질소유기화)이 높아 전체회수율은 높았으며, 또 호밀녹비 이용시 콩의 시비질소회수율은 호밀에 대한 질소시용량이 많을수록 증가하였다. 3. 2004년 온실포트 실험에서의 콩의 근류고정유래의 질소비율은 약 $92{\sim}95%$로 2005년 포장포트에서의 $82{\sim}84%$보다 약 10% 정도 높았으며, 콩의 근류고정유래 질소량 및 질소량 분획 추정에서는 2년 모두 Difference method와 $^{15}N$ method간 차이를 보이지 않았다.

재하시험과 유한요소해석에 의한 플라스틱 필름 온실의 거동특성 분석 (Evaluation on the Behavioral Characteristics of Plastic Greenhouse by Full-scale Testing and Finite Element Analysis)

  • 류희룡;이응호;조명환;유인호;김영철
    • 생물환경조절학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.459-465
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    • 2012
  • 부재 교차 결합부 조건에 따른 초기강성은 고정 조건인 경우와 비교하여 반고정 조건인 경우 33% 작게 나타났으나 부재 교차 결합부 특성에 의하여 재하지점과 3m 떨어진 지점에서는 9% 크게 나타났다. 즉, 고정 조건인 경우 구조물 전체로 하중이 분산되어 재하지점과 떨어진 지점에서는 상대적으로 반고정 조건 구조물의 강성이 높게 나타났다. 기초 조건에 따른 초기 강성은 강관 삽입 기초의 경우에는 고정기초 조건과 비교하여 31% 크게 나타났으며, 휨강성은 20% 높게 나타났다. 인터페이스 요소(beam interface element, BIE) 및 지반요소(3-D solid element)를 사용하여 재하시험 결과를 기반으로 각종 계수를 산정하고 시험조건과 동일하게 수치모델링하여 유한요소해석을 수행한 결과 실험결과와 유사한 구조거동을 나타냈다. 그러나 극한하중 조건에서는 비선형 특성의 발현 등에 의하여 다소 상이한 결과 값을 보였다. 이상의 결과로부터 플라스틱 필름 온실의 설계 및 구조성능 평가에서 절점 및 지점 조건에 대한 임의 또는 과다한 이상화는 구조물의 성능 평가에 적지 않은 영향을 줄 수 있음을 알 수 있었다. 한편 플라스틱 필름 온실은 세장한 부재로 구성된 유연한 철골 구조물이므로 구조성능 산정에 있어서 좌굴과 함께 대변형 및 지반의 비선형 특성 등을 충분히 고려해야 할 것으로 판단된다.

온실 환경 데이터의 효과적인 모바일 모니터링 시스템 구현 (Implementation of Efficient Mobile Monitoring System of the GreenHouse Environment Data)

  • 서정희;박흥복
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.572-579
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    • 2009
  • 모니터링 시스템은 데이터 모니터링을 위한 장치들의 증가와 다양한 서비스를 지원하기 위해 많은 파라메타를 요구한다. 특히 무선 모바일 환경에서 장치의 상태 모니터링은 제한된 스크린 사이즈에 다량의 정보를 디스플레이 해야 하는 어려움과 네트워크상에 장치 상태 데이터의 전송은 네트워크 트래픽과 많은 관련을 가진다. 본 논문은 온실 환경 시스템의 효과적인 관리를 위하여 데이터 수집을 위한 컨트롤 보드를 설계하고, 무선 모바일과 웹 기반의 다중 인터페이스를 구현하여 장치, 그리고 환경 데이터 모니터링, 각 장치의 제어를 적응적으로 수행하는데 있다. 그러므로 사용자의 상황에 따른 효율적인 모니터링 및 제어를 위해서 분산 클라이언트가 컴퓨터인 경우는 서버 또는 지역 제어 모듈에 LabVIEW 웹 서버를 통해서 웹브라우저로 모니터링 및 제어권을 획득하고, 클라이언트가 PDA인 경우는 디스플레이의 크기와 데이터 처리 능력을 고려한 무선 모바일의 어플리케이션을 연동하였다. 실험결과, 사용자의 환경에 따른 적응성과 이동성을 제공함으로써 인간 중심적인 설계 관점에서 만족할만한 결과를 확인할 수 있었다.

수경재배 자동화를 위한 계측시스템의 개발 (Development of the Measuring System for Automation of Hydroponics)

  • 김성은;김영식;김승우
    • 생물환경조절학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.210-214
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    • 1996
  • 시설의 자동화시스템 중, 계측시스템을 개발하고, 토마토 수경재배에 적용 실험하였다. 본 시스템은 하드웨어, 소프트웨어, 계측 기기로 구성되었다. 계측프로그램은 편리한 GUI 환경을 제공하고 다른 프로그램과의 연계를 위하여 윈도우 환경에서 개발하였다. 초기화면에는 시스템설정, 센서보정, 온실상태, 제어, 파일관리 및 도움말 등의 메뉴바를 설정하였으며, 팝업메뉴, 툴바 및 상태바들을 사용하여 조작이 용이하게 하였다. 특히, 센서의 장착에 유연성을 부여하였으며, 계측자료는 일정 시간별로 여러 가지 형태의 파일로 자동 저장하여, 사용자가 통계나 그래프등 필요로 하는 작업을 용이하게 할 수 있게 하였다. 적용실험 결과, 본 계측시스템은 순환식 비순환식 및 여러 가지 수경재배 방식에 모두 적용 가능한 것으로 사료되었다.

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합성가스로부터 연료전지급 수소의 직접 생산을 위한 흡착분리 반응 동시 공정 (Novel Sorption Enhanced Reaction Process for Direct Production of Fuel-Cell Grade $H_2$ from Synthesis Gas)

  • 이기봉;전상구;나정걸;류호정
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.745-748
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    • 2009
  • 수소는 지구상에 풍부하게 존재하는 원소로 최근 수소경제시대에 대한 기대와 함께 청정 에너지 carrier로 주목받고 있다. 본 연구에서는 고순도 수소 생산을 위해 water gas shift (WGS) 반응과 $CO_2$의 분리를 하나의 unit operation의 형태로 수행하는 신개념의 thermal swing sorption enhanced reaction (TSSER) 공정의 타당성을 테스트하는데 목적을 두고 있다. Le Chatelier 원리를 기본으로 하는 흡착분리 동시 반응 (sorption enhanced reaction, SER)에서는 수소생산 반응의 열역학적 한계를 극복할 수 있고 정반응의 속도를 증대시킬 수 있다. 본 연구에서는 $K_2CO_3$가 첨가된 hydrotalcite에 대한 고온에서의 $CO_2$ 화학흡착 평형 및 거동 데이터를 실험을 통하여 측정하였다. 또한 WGS 상용촉매와 화학 흡착제를 이용하여 흡착분리 동시 반응을 실험과 수치해석 시뮬레이션으로 수행하였고, 연구결과로부터 연료전지에 사용할 수 있는 고순도의 수소 (~10 ppm CO)를 직접 생산할 수 있으며, 동시에 고압상태의 $CO_2$를 고순도로 포집할 수 있음을 확인할 수 있었다. 고압, 고순도의 $CO_2$ 포집은 이후 $CO_2$ 저장에 용이하게 이용되어 온실가스 저감에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

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미생물비료 인산가용화균이 오이의 생산량에 미치는 영향

  • 이태근;박동하;주영직
    • 한국유기농업학회:학술대회논문집
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    • 한국유기농업학회 2002년도 하반기 학술발표대회
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    • pp.74-82
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    • 2002
  • 난용성 인산염을 가용화 시키는 Penicillium sp. PS-113와 Lactobacillus sp. 를 이용하여온실에서 오이에 대한 생육 실험을 실시하였다. 실험 결과는 다음과 같다. Penicillium sp. PS-113 $5.0{\times}106cfu/ml$ + Lactobacillus sp. $6{\times}106cfu/ml $동시 처리구에서 평균 오이 길이는 대조구에 비하여 3cm 더 긴것으로 조사되었고, 오이 낱개의 무게는 310.6g으로 무처리구에 비하여 89.2g 이 증가하였으며, 오이 전체 생산량은 10681.7g로 무처리구와 비교해 볼 때 4517.3g이 많아 생산량이 73% 증가하였다. Penicillium sp. PS-113 $5.0{\times}105cfu/ml$ 단독처리와 Penicillium sp. PS-113 $5.0{\times}105cfu/ml$ + Lactobacillus sp. $6{\times}106cfu/ml$의 동시 처리구도 오이의 평균 무게와 길이에 있어 무처리구보다 약간씩 더 높았다. Penicillium sp. PS-113 $5.0{\times}105cfu/ml$ + Lactobacillus sp. $6{\times}106cfu/ml$의 동시처리구는 무처리에 비하여 오이의 수가 2개 적었으나 오이 전체 생산량은 무처리구에 비하여 Penicillium sp. PS-113 $5.0{\times}105cfu/ml$ 단독 처리구에서 53.7%, Penicillium sp. PS-113 $5.0{\times}104cfu/ml$ + Lactobacillus sp. $6{\times}106cfu/ml$ 동시 처리구에서 48.5% 증가되었다. 따라서 인산가용화균의 처리가 오이의 생산성을 증대시키는 것으로 나타났다.

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하이드레이트 형성법을 이용한 $SF_6$ 기체 분리공정의 열역학적 특성 분석 (Thermodynamic Analysis of $SF_6$ Separation Process Using Gas Hydrate Formation)

  • 차인욱;이승민;이주동;이강우;서용원
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.541-544
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    • 2009
  • $SF_6$는 이산화탄소의 23,900배의 지구온난화지수를 가지는 온실가스로서 절연성이 뛰어나 산업 분야에 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 질소+$SF_6$로 구성된 혼합기체로 부터 $SF_6$를 효과적으로 분리/회수하기 위하여 가스 하이드레이트 형성을 이용한 방법을 제안하였다. 본 실험은 275-290 K의 온도범위와 3-30 bar의 압력범위에서 질소 + $SF_6$ (10, 30, 50, 70%)의 혼합기체를 사용하여 각 조성에 따른 하이드레이트(H)-물(LW)-기상(V)의 3상 평형점을 측정하였다. 또한, 고체의 하이드레이트 내부에 포집된 혼합기체의 조성과 포집되지 않은 기상의 조성을 분석함으로써 하이드레이트 형성을 이용한 공정에서의 기체분리효율을 파악할 수 있었다. 또한, 하이드레이트 생성반응 동안 시간에 따른 혼합기체의 조성변화를 측정하였다. 276.15 K에서 50%의 $SF_6$가 포함된 혼합기체가 하이드레이트를 형성을 경우 하이드레이트상에는 85%의 $SF_6$가 포집다는 것을 알 수 있었다. 본 실험에서 얻어진 결과는 하이드레이트를 이용한 $SF_6$ 분리 공정의 중요한 기초 자료가 되며 다른 혼합 기체의 분리 공정에도 응용될 수 있을 것이다.

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RF-Magnetron Sputtering으로 제조된 근적외선 차폐용 나노 박막 소재를 이용한 고투과성 단열창호 연구

  • 김혜진;이건희;서문석;한종훈;신권우;김선민;조진우
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.221-221
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    • 2011
  • 최근, 대외적으로 기후변화협약 등 환경에 대한 관심이 높아지면서 국내에서도 온실가스 배출이 큰 에너지의 22.3%를 소비하고 있는 건축물로 인한 환경부하에 관심이 높아지며 고효율 창호의 필요성이 대두되고 있다. 기존의 Low-E (저방사) 유리는 적외선을 반사시켜 단열 유리로서 겨울철에 유리하지만, 건물 전면에 약 50~95% 창호가 사용되는 office 건물에는 여름철 냉방에너지를 많이 사용하기 때문에 단열뿐만 아니라 일사 차폐가 가능한 근적외선 차폐유리가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 기존의 Low-E 유리의 문제점인 근적외선 투과문제를 해결하기 위한 기술로서 근적외선 영역을 선택적으로 차폐할 수 있는 박막코팅 물질(흡수체, 반사체) 및 Low-E 대체용 Themochromic 등 나노 박막을 RF magnetron sputtering으로 제조하여 복층유리 구조로 조합해 UV-visible을 측정하였으며 IR Lamp와 태양광 아래에서 온도변화 실험을 진행하였다. 그 결과, 기존 Low-E 복층유리 대비 본 실험에서 사용한 복층유리의 근적외선 차폐효율이 개선됨을 확인하였다.

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