에너지 다소비원인 공공하수처리시설은 기후협약에 따른 온실가스 저감시설로서의 그 역할이 증대되고 있다. 환경부는 '하수처리시설 에너지 자립화 계획'을 통해 2015년까지 에너지 자립율 18%를 목표로 하고 있으며, 이를 위해서는 신재생에너지를 이용한 능동적 에너지 생산이 필요하다. 소수력발전은 공급 안정성이 우수하고 소수력발전은 일정한 처리수가 방류되는 하수처리장에 적용되었을 때 그 가동율은 하천에서의 소수력발전에 비하여 우수하다고 알려져 있으며, 향후 하수처리장에 널리 보급될 수 있는 청정에너지원이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 기흥 레스피아에서 처리되는 하수를 이용한 소수력발전이 검토되었다. 최근 5년간 방류량 자료를 살펴보면 기흥 레스피아의 일평균 실제 처리량은 약 $30,000m^3/day$로 나타났으며, 우수 유입과 물 사용량이 증가하는 여름 및 가을에 처리량이 증가하였다. 설계유량은 유량변화에 따른 누적 확률밀도와 유량지속곡선에 근거해 산정하였으며, 시간빈도(T)로 보았을 때 26%의 유량이 지속되는 $0.35m^3/s$를 설계유량으로 선정하였다(그림 1). 또한 이를 기반으로 성능특성을 분석한 결과, 단위낙차당 수차발전기의 용량은 2.4kW이며, 시스템 가동율은 74%, 그리고 연 전력생산량은 16.6MWh로 나타났다(그림 2).
본 연구는 자연에너지를 이용하는 모든 냉 난방기술 중에서 에너지효율이 가장 높은 것으로 알려져 있으며 에너지 자원이 부족하고 에너지비용이 높은 상황에서 반드시 필요한 기술인 지하수를 이용한 건물의 냉 난방을 수행하는 스탠딩컬럼웰 지열히트펌프 기술을 운영함에 따른 지하수에 미치는 환경영향을 평가하기 위해 수행되었다. 즉 스탠딩컬럼웰을 적용한 지열히트펌프 시설이 가동되고 있는 주변지역의 지하수질 및 지하수위의 변화를 평가하기 위하여 지하수 환경영향평가를 실시하였다. 연구결과, 히트펌프의 유입수 및 유출수, 그리고 주변 지역의 수질은 지하수 수질기준 및 공업용수, 생활용수 수질기준에 적합한 안정적인 수질을 나타내었으며, 시설 운영에 따른 지하수 오염은 거의 없는 것으로 판단된다. 또한 지열히트펌프에 이용되는 4개의 양수정에 의한 주변 지역의 지하수위 변화등의 영향을 예측하기 위하여 취수가 없는 상태와 양수정당 취수량을 $50m^3/day$로 증가시켰을 경우를 가정하여 지하수두를 분석한 결과 취수량을 증가시켰을 경우 지하수두가 약2,.2m 감소하는 것으로 나타나 조사지역내의 지하수 거동은 양수정 가동조건과 주변지역에 분포되어 있는 정천의 취수량 변화에 따라 민감하게 반응하는 것으로 나타났다.
스마트 디바이스의 보급과 함께 컨텍스트 인지 애플리케이션에 대한 수요가 증가하는 추세이다. 하지만, 센서를 통한 컨텍스트의 수집은 추가적인 배터리 소비가 요구된다. 이것은 제한된 배터리 수명을 가진 모바일 디바이스에서 다수의 컨텍스트 인지 애플리케이션을 구동하는데 큰 제약사항이 된다. 그러므로 에너지 효율적인 컨텍스트 모니터링 기법이 요구된다. 본 논문에서는 안드로이드 디바이스에서 가능한 네 가지 컨텍스트 모니터링 기법을 제시하고, 각 기법 간의 에너지 소모량을 분석하여 적합한 적용 지침을 제안한다. 본 논문에서 제안된 기법을 컨텍스트 모니터링 애플리케이션에 적용하면 컨텍스트 모니터링에 소비되는 에너지 소모량을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 제안된 기법을 검증하기 위해 적용하여 사용자 행동 인지 애플리케이션을 개발하여 각 기법에 대한 에너지 소모량을 정량적으로 비교한다.
최근 한정된 에너지를 기반으로 동작하는 센서 네트워크 환경에서 에너지를 효율적으로 사용하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 대표적인 연구로써 이벤트 발생 여부에 따른 노드의 가변 센싱 및 전송 기법의 경우, 특정 노드에서 네트워크 혼잡을 야기하여 전송 패킷의 손실 및 전송 모듈의 과다 사용으로 인한 네트워크의 수명이 감소하게 된다. 이를 해결하기 위해, 유전자 알고리즘을 기반으로 네트워크 패킷을 주변 노드로 분산시키는 TARP 가 제안되었다. 하지만 TARP 의 경우, 유전자 알고리즘의 핵심 단계인 적합도 평가에서 사용되는 적합도 함수에 인접 노드의 평균 데이터 전송량 및 데이터 분산만을 고려하여 트래픽을 분산하기 때문에, 전체 네트워크 수명에 대한 추가적인 고려가 필요하다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 유전자 알고리즘 기반의 에너지 인식 트래픽 분산 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 적합도 평가에서 잔여 에너지량 및 단일 노드의 데이터 전송량을 추가적으로 고려함으로써, 보다 효율적인 트래픽 분산을 수행하여 네트워크 수명을 증가시킨다. 제안하는 기법의 우수성을 보이기 위해 시뮬레이션을 통해 기존의 트래픽 분산 기법(TARP)과 제안하는 기법과의 성능을 비교하였다. 그 결과 기존 기법에 비해 평균 27% 이상의 네트워크 수명의 향상을 보였다.
한우 수소의 유지를 위한 정미에너지 및 대사에너지를 구하기 위하여 28회의 절식대사 시험을 수행하였다. 체중 100 kg에서 400kg까지 100kg 증체 간격(100, 200, 300, 400 kg)으로 7종류의 사료를 각각 유지에너지 수준만 급여하여 분뇨채취를 위한 대사시험(5일)과 열 발생량 측정을 위한 호흡대사시험(2일)을 수행한후 다시 5일간 완전 절식시켜 마지막 24시간 동안 호흡대사시험을 실시하였다. 3종의 사료는 배합사료+볏짚(실험 I), 배합사료+목건초(실험 II), 배합사료+옥수수 사일리지(실험 III)이었고, 조사료와 농후사료의 비율은 40:60으로 하였다. 실험 IV, V, VI, VII은 각각 볏짚, 목건초, 옥수수 사일리지, 배합사료를 단독 급여하였다. 체중 100kg에서는 절식대사량이 66.05/$W^{0.75}$로 높았으나, 체중 200-400kg 사이에서는 60-63kcal/$W^{0.75}$로 거의 비슷하였다. 절식대사량에서 절식시 근육 활동(기립시간과 기복횟수)에 소요된 에너지를 제외한 체중 100-400kg의 평균 기초대사량은 55.92kcal/$W^{0.75}$이었다. 절식대사량에 체조직의 분해산물로서 뇨 에너지 배설량을 추가적으로 보정한 NEm 요구량은 체중 100kg에서 가장 높아 69.10 kcal/$W^{0.75}$였으나, 체중 200-400kg 간에서는 62.07-65.76kcal/$W^{0.75}$로서 체중간에 차이가 없었다. 각 사료조합중 유지량을 급여한 사료조합의 에너지 균형에서 얻어진 에너지 축적량(retained energy)과 보정 NEm인 기초대사시 열 발생량으로 섭취한 대사에너지를 에너지 평형상태로 환산한 결과, 전 체중 평균 MEm 요구량은 102.69kcal/$W^{0.75}$이었다.
본 논문은 가정용 전기기기의 대기전력을 보상하기 위해 에너지 하베스팅 시스템을 제안한다. 제안하는 에너지 하베스팅 방법을 주요 가전기기에 적용하여 각각의 사용 패턴 및 환경에 따른 발전량을 계산하고, 발전량과 대기전력을 고려하여 주요 가전기기에 전력을 공급하는 배터리가 포함된 전체 시스템을 구성한다. 이를 토대로 대기 전력량과 가전기기에 공급되는 전력량을 비교하여 제안하는 시스템의 타당성을 검증한다.
농촌주부의 농작업 피로도를 줄이고 작업능률 향상을 이루는데 기여하고자 농촌주부 12명과 대학생 6명을 피험자로 딸기선별작업과 파출하작업에 대하여 작업대 사용 유무에 따른 피로도와 에너지 소비량을 비교하였다. 피험자의 신장은 한국인 평균보다 작았으며 체중은 비슷하였다. 뇨로서 하루 약 1100$m\ell$ 정도를 배설하였고 총질소 7.5g과 Creatinine 0.9g 정도를 포함하였다. 작업대의 사용으로 자각적 피로와 신체피로부위 조사에 의한 피로도는 감소를 보였으며 객관적 피로도인 Flicker값은 변화가 적었다. 그러나 Creatinine 배설량과는 양의 상관을 보였다. 피험자의 기초대사량은 0.0157㎉/kg/min이며 안정대사량은 0.0213㎉/kg/min이었다. 작업대의 사용으로 1kg의 작업에 드는 시간과 에너지는 감소하였으나 통계적 유의성은 없으며 농부증과 기초대사량은 음의 상관을 보였다.
우리나라 남${\codt}$서해안선의 총 연장은 5,000천에 달하며 크고 작은 섬들만도 2,000여개가 산재하고 있다. 여기에 밀려드는 조석 및 파력에너지의 포장량은 전력으로 환산하여 줄잡아 $10^{8}KW$ Order의 ''이론적 포장에너지량''이 부존하고 있다고 생각된다. 수력의 경우 구주각국이나 일본에 있어서는 ''기술적 포장수력''의 $25{\~}50{\%}$가 ''기술적 포장수력''으로, 그리고 $10{\~}20{\%}$가 ''경제적 포장수력''이라는 통계치가 나와 있다. 조력의 경우 이와같은 수치를 그대로 적용할 수는 없겠지만, 수천만kw Order의 기술적 또는 경제적 포장능력이 우리나라 남서해안에 부존할 수 있음에 수긍이 간다. 이론적으로 포장량을 기술적 포장량으로 바꾸고 이를 다시 실현성있는 경제적 포장량화하는 원동력은 인간의 지혜 곧 ''기술''과 역사의 흐름 곧 ''시운''에 좌우된다고 하겠다. 정부는 국내 부존에너지자원의 활용 극대화를 위하여 ‘74년도 우리나라 서해안의 조력발전기초조사를 과학기술처 산하 ${\ulcorner}$한국해양개발연구소${\lrcorner}$를 중심으로 하여 실시하게 된다. 국내 관계기관 및 전문가들의 적극적 참여와 협조를 바란다.
본 연구는 정부의 탄소중립 정책 중 하나인 화력발전을 신재생에너지로 대체하는 경우 에 대한 경제적 파급효과를 분석하는 것을 목적으로 한다. 이러한 분석을 위해 화력발전을 신재생에너지로 100% 대체하는 경우를 시나리오 A로 설정하고, 60%로 대체하는 경우를 시나리오 B로 설정한다. 또한 이렇게 화력발전을 신재생에너지로 대체할 때 비용이 발생하게 되는데 현행과 동일한 비용인 경우를 시나리오 1, 현행보다 비용이 120% 증가한 경우를 시나리오 2로 설정한다. 따라서 화력발전을 신재생에너지로 전환할 때 시나리오는 크게 이와 같이 4가지 경우로 정리된다. 화력발전을 신재생에너지로 전환하는 경우, 화력발전의 생산유발계수는 시나리오와 관계없이 현행 수준보다 감소하는 것으로 나타났다. 그러나 화력발전을 신재생에너지로 100% 전환하는 경우 부가가치유발계수와 온실가스배출량 유발계수는 현행 수준보다 감소한 반면 화력발전을 신재생에너지로 60% 대체하는 경우 부가가치유발계수와 온실가스배출량 유발계수는 현행 수준보다 증가했다. 또한 대부분의 업종의 온실가스배출량 유발계수는 감소하는 것으로 나타난 반면 생산유발계수와 부가가치유발계수는 증가하는 것으로 나타났다. 정부 정책의 목적은 화력발전을 신재생에너지로 전환시켜 온실가스배출량을 축소시키는 것이기 때문에 시나리오 화력발전을 신재생에너지로 100% 전환하는 경우가 더 적합한 것으로 보인다. 다만, 이로 인해 일부 업종의 생산유발계수와 부가가치유발계수가 감소하는 부작용이 발생하므로 이를 해결하기 위한 정부의 지원 정책이 필요하다.
태양광발전 시스템에 있어 일사량의 높고 낮음은 경제성 평가를 결정하는 주요인자로 작용하며 일사량은 지역적, 지형적 환경 조건의 차이에 따라 달리 나타난다. 본 연구에서는 주암 저수지 수면에 설치된 수면태양광 일사량 계측자료와 지상에서의 주암댐 관리단 옥상에 설치된 일사량 계측자료를 비교하여 분석한 결과 수면태양광의 일사량이 지상에서의 일사량 보다 약간 상회하는 패턴을 보이며 풍속, 기온 등 기타 데이터 분석 시 수면이 태양광발전에 있어 지상보다 더 유리하다는 점을 검증 할 수 있었다. 또한 취득한 데이터를 가지고 경제성 분석 프로그램을 사용하여 분석한 결과 지상보다 수면태양광이 더 경제성 있다는 결과를 얻을 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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