• Title/Summary/Keyword: 에너지 공간

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Analysis of research trends for utilization of P-MFC as an energy source for nature-based solutions - Focusing on co-occurring word analysis using VOSviewer - (자연기반해법의 에너지원으로서 P-MFC 활용을 위한 연구경향 분석 - VOSviewer를 활용한 동시 출현단어 분석 중심으로 -)

  • Mi-Li Kwon;Gwon-Soo Bahn
    • Journal of Wetlands Research
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    • v.26 no.1
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    • pp.41-50
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    • 2024
  • Plant Microbial Fuel Cells (P-MFCs) are biomass-based energy technologies that generate electricity from plant and root microbial communities and are suitable for natural fundamental solutions considering sustainable environments. In order to develop P-MFC technology suitable for domestic waterfront space, it is necessary to analyze international research trends first. Therefore, in this study, 700 P-MFC-related research papers were investigated in Web of Science, and the core keywords were derived using VOSviewer, a word analysis program, and the research trends were analyzed. First, P-MFC-related research has been on the rise since 1998, especially since the mid to late 2010s. The number of papers submitted by each country was "China," "U.S." and "India." Since the 2010s, interest in P-MFCs has increased, and the number of publications in the Philippines, Ukraine, and Mexico, which have abundant waterfront space and wetland environments, is increasing. Secondly, from the perspective of research trends in different periods, 1998-2015 mainly carried out microbial fuel cell performance verification research in different environments. The 2016-2020 period focuses on the specific conditions of microbial fuel cell use, the structure of P-MFC and how it develops. From 2021 to 2023, specific research on constraints and efficiency improvement in the development of P-MFC was carried out. The P-MFC-related international research trends identified through this study can be used as useful data for developing technologies suitable for domestic waterfront space in the future. In addition to this study, further research is needed on research trends and levels in subsectors, and in order to develop and revitalize P-MFC technologies in Korea, research on field applicability should be expanded and policies and systems improved.

Capacity Modulation of a Ground Source Multi-Heat Pump in the Part Load Condtions (지열원 멀티열펌프 시스템의 용량가변 특성 연구)

  • Cho, Chanyong;Oh, Myung Suk;Choi, Jong Min
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.11a
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    • pp.120-120
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    • 2010
  • 에너지 절약적 차원에서 한 대의 실외기에 다수의 실내기가 접속되는 개별공조형 멀티 열펌프에 관한 연구 및 개발과 보급이 증대되고 있다. 본 연구에서는 복수의 실내기를 갖고 가변속 압축기를 채용한 지열원 물대공기 멀티열펌프시스템을 학교 현장에 설치하여 제조사의 운전 제어 알고리즘에 따라 일일 냉난방 실증 성능 특성을 분석하였다. 2008년 9월 30일의 냉방부하가 낮은 일자에 대하여 시간에 따른 부하 변동에 따라 압축기의 용량가변으로 실내기 냉방용량은 정격용량 대비 17.1%에서 111.3%의 범위에서 변이되었으나, 열펌프 유닛의 일일 최대 COP는 6.2를 나타냈으며, 일일 평균 열펌프 유닛 COP는 4.5로 열펌프 유닛 인증 기준 이상의 성능을 나타냈다. 2008년 11월 10일 대비 2008년 12월 15일에는 시스템 가동 중의 평균 외기온도가 $9.6^{\circ}C$ 감소하였으나, 각 재실공간의 용도별 부분 부하특성으로 11월 10일 보다 난방 부하량이 작게 나타났다. 하지만, 12월 15일에는 부하량이 매우 작아서 11월 10일보다 잦은 압축기 가변에 따른 손실로 일일 평균 COP가 낮게 나타났다. 2009년 1월 12일에는 정격 용량대비 94%의 부하율로 11월 10일과 12월 15일 대비 4배 이상의 부하량으로 압축기 용량 가변율이 작아서 난방용량과 COP 변화율이 작게 나타났다. 2009년 1월 12일에는 지중순환수의 실외열교환기 유입온도가 2008년 12월 15일보다 감소하고, 시스템의 난방용량 증가로 상대적으로 응축기와 증발기 크기가 감소한 효과로 히트펌프 유닛 COP가 감소하였으나, 본 지열원 열펌프 제조사에서 생산하고 있는 본 지열원 시스템과 동일한 압축기 등을 채용한 동일 용량의 공기열원 열펌프의 1월 12일 외기온도 $-10^{\circ}C$에서의 열펌프 유닛 COP 대비 70% 우수한 성능을 나타냈다. 본 지열원 히트펌프의 2008년 11월 10일의 일일 평균 히트펌프 유닛 COP는 외기온도가 낮고 일일 부하량이 크게 나타난 1월 12일의 일일 평균 히트펌프 유닛 COP 대비 37% 높게 나타났으나, 지중순환펌프의 정속운전으로 시스템 요구 지중순환수 유량 증가에 따른 성능 향상보다 소비전력 증가 영향이 커서 1월 12일의 시스템 COP 보다 33.3% 작은 값을 나타냈다. 본 연구의 용량 가변형 압축기를 채용한 지열원 멀티 히트펌프 유닛을 지열원 냉난방 시스템의 히트펌프 유닛으로 사용할 경우 시스템 최적화를 통한 시스템 COP 향상과 연간에너지 절감을 이루기 위해서는 히트펌프의 용량 변화 시에 지중순환펌프의 순환 유량 최적화를 위한 효율적 운전 제어 알고리즘 개발이 요구된다.

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Energy Efficient Lighting Control Facilities Related to Daylight Levels (주광(晝光) 대등형 가변조명(可變照明) 제어설비의 적용 및 통합성능)

  • Kim, Jeong-Tai;Kim, Gon
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.20 no.2
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    • pp.8-15
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    • 2006
  • To reduce costs and address other practical concern related to architectural lighting, we have been involved in various aspects of advanced daylighting design and control. If we look toward future building trends, we see that the advanced has already successfully deployed such complex lighting control systems. This paper takes a broad view of what advanced manufacturers have done to develop energy efficient lighting control technologies such as sensors, lumen maintenance, time of day scheduling, peak demand reduction and so forth. First of all strategies, daylighting controls would also need to be commissioned to respond to the specific daylighting signature of the zone. To translate the daylight in term of the amount of energy savings, an electric lighting system is designed and automatic on-off control system integrated with the contribution of daylighting has been applied to the operating of the artificial lighting. The lighting analysis program, Lumen-Micro predicts the optimal layout of conventional fluorescent and incandescent lighting fixtures to meet the designed lighting level and calculates unit power density, which translates the demanded amount of lighting energy.

Effect of Major Factors on the Spray Characteristics of Ultrasonic Atomizing Nozzle (초음파 미립화 노즐의 분무 특성에 미치는 주요 인자의 영향)

  • Jeong, Seon Yong;Lee, Kye Bock
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.18 no.6
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    • pp.1-7
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    • 2017
  • The atomization of a liquid into multiple droplets has many important industrial applications, including the atomization of fuels in combustion processes and coating of surfaces and particles. Ultrasonic atomizing nozzle has a transducer that receives electrical input in the form of a high frequency signal from a power generator and converts that into mechanical energy at the same frequency. Liquid is atomized into a fine mist spray using high frequency sound vibrations. In coating applications, the unpressurized, low-velocity spray reduces the amount of overspray significantly because the droplets tend to settle on the substrate, rather than bouncing off it. The spray can be controlled and shaped precisely by entraining the slow-moving spray in an ancillary air stream using specialized types of spray-shaping equipment. The desired patterns of spray can be obtained using an air stream. To simulate the water mist behavior of an ultrasonic atomizing nozzle using an air stream, the Lagrangian dispersed phase model was employed using the commercial code FLUENT. The effects of the nozzle contraction shape, water droplet size and the pneumatic pressure drop on the spray characteristics were investigated to obtain the optimal condition for coating applications.

Space Radiation Effect on Si Solar Cells (우주 방사능에 의한 실리콘 태양 전지의 특성 변화)

  • Lee, Jae-Jin;Kwak, Young-Sil;Hwang, Jung-A;Bong, Su-Chang;Cho, Kyung-Seok;Jeong, Seong-In;Kim, Kyung-Hee;Choi, Han-Woo;Han, Young-Hwan;Choi, Yong-Woon;Seong, Baek-Il
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • v.25 no.4
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    • pp.435-444
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    • 2008
  • High energy charged particles are trapped by geomagnetic field in the region named Van Allen Belt. These particles can move to low altitude along magnetic field and threaten even low altitude spacecraft. Space Radiation can cause equipment failures and on occasions can even destroy operations of satellites in orbit. Sun sensors aboard Science and Technology Satellite (STSAT-l) was designed to detect sun light with silicon solar cells which performance was degraded during satellite operation. In this study, we try to identify which particle contribute to the solar cell degradation with ground based radiation facilities. We measured the short circuit current after bombarding electrons and protons on the solar cells same as STSAT-1 sun sensors. Also we estimated particle flux on the STSAT-l orbit with analyzing NOAA POES particle data. Our result clearly shows STSAT-l solar cell degradation was caused by energetic protons which energy is about 700keV to 1.5MeV. Our result can be applied to estimate solar cell conditions of other satellites.

Characteristics of Greenup and Senescence for Evapotranspiration in Gyeongan Watershed Using Landsat Imagery (Landsat 인공위성 이미지를 이용한 경안천 유역 증발산의 생장기와 휴면기 분포 특성 분석)

  • Choi, Minha;Hwang, Kyotaek;Kim, Tae-Woong
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.31 no.1B
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    • pp.29-36
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    • 2011
  • Evapotranspiration (ET) from the various surfaces needs to be understood because it is a crucial hydrological factor to grasp interaction between the land surface and the atmosphere. A traditional way of estimating it, which is calculating it empirically using lysimeter and pan evaporation observations, has a limitation that the measurements represent only point values. However, these measurements cannot describe ET because it is easily affected by outer circumstances. Thus, remote sensing technology was applied to estimate spatial distribution of ET. In this study, we estimated major components of energy balance method (i.e. net radiation flux, soil heat flux, sensible heat flux, and latent heat flux) and ET as a map using Mapping Evapo-Transpiration with Internalized Calibration (METRIC) satellite-based image processing model. This model was run using Landsat imagery of Gyeongan watershed in Korea on Feb 1, 2003 and Sep 13, 2006. Basic statistical analyses were also conducted. The estimated mean daily ETs had respectively 22% and 11% of errors with pan evaporation data acquired from the Suwon Weather Station. This result represented similar distribution compared with previous studies and confirmed that the METRIC algorithm had high reliability in the watershed. In addition, ET distribution of each land use type was separately examined. As a result, it was identified that vegetation density had dominant impacts on distribution of ET. Seasonally, ET in a growing season represented significantly higher than in a dormant season due to more active transpiration. The ET maps will be useful to analyze how ET behaves along with the circumstantial conditions; land cover classification, vegetation density, elevation, topography.

The Present and the Prospects for Batteries (전지기술의 국내외 연구동향)

  • 이주성
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 1999.10a
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    • pp.1-2
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    • 1999
  • 시간과 공간의 구애를 받지 않는 양질의 음성, 화상, 문자정보의 교환을 위한 노력으로 디지털 휴대폰과 휴대용 컴퓨터가 등장하면서 음성과 문자정보의 교환분야에 커다란 진보를 이룩하였다. 그러나 현재는 휴대폰이 음성정보에 문자정보교환이 추가된 상황이기 때문에, 아직도 관련 정보교환기술 및 기기개발이 진행되고 있다. 앞으로 휴대폰과 휴대용 컴퓨터의 기능을 통합하고 화상정보까지 결합된 휴대용 정보기기를 위해서는 전자회로의 집적화 및 통신속도 증대가 필수적이다. 또한 이들 휴대용 정보기기를 구동시키기 위한 전력도 증가될 것으로 예측되기 때문에, 현재 전원으로 사용되는 2차전지보다 에너지 밀도가 더욱 증패된 전지가 요구될 것으로 예상된다. 그리고 내연기관의 배기에 의해 발생되는 환정오염문제를 해결하기 위한 방법중의 일환으로 전기자동차 개발이 진행되고 있으며, 이들 전기자동차에 2차전지를 장착하기 위해서 경제성이 있고, 고속충전이 가능하고, 안전성이 높은 고에너지 밀도의 2차 전지 개발이 요구되고 있다. 현재 2차전지는 음극재료나 양극재료에 따라 낚축전지, 니켈/카드륨(Ni/Cd) 전지, 니켈/수소(Ni/MH) 전지, 라륨 2 차전지등이 있으며, 전극재료의 고유특성에 의해 전위와 애너지 밀도가 결정된다. 특히 리튬 2차전지는 리튬의 낮은 산화환원전위와 분자량으로 인해 에너지 밀도가 높기 때문에 앞에서 언급한 휴대용 전자기기의 구동전원으로 많이 사용되고 있다. 리튬 2차전지는 음극 재료가 금속리튬인 경우는 리튬금속으로, 탄소재료인 경우는 리튬이온이라 하며, 한편으로 전해질이 고체 고분자이거나 혹은 역체 유기용매와 리튬염을 고분자와 혼성시킨 겔(gel)인 경우는 고분자로, 전해짙이 리튬염이 전리되어 있는 유동성 액체일 경우는 고분자를 생략하여 구분하고 있다. 즉 리튬금속 2 차전지(LB), 리튬이온 2 차전지(LIB), 리튬금속 고분자 2차전지(LPB), 리튬 이온 고분자 2차전지(LIPB)로 크게 구분된다. 금속리듐을 음극으로 사용하고 전해질로는 리튬염이 전리되어 있는 액체유기용매 를 사용한 리튬금속 2차전지는, 금속리튬전극이 충방전 과정을 반복하면서, 전리된 리튬이 균일하게 산화환원되지 못하고 표변에서 양극방향으로 성장하는 수지상 (dendrite) 현상으로 인해 안전성 확보에 문게가 있었다. 리튬과 알루미늄 합금형태로 음극에 사용한 동전형 전지는 상용화 되었지만, 이러한 단점을 개선하기 위해 리튬이온이 금속으로 석활되는 환원반응전위보다 높은 전위에서 전극재료가 충전되면서 리튬이온이 저장되고, 방전되면서 배출되는 탄소를 음극재료로, 그리고 리튬이온이 충방 전시 가역적으로 삼입 탈리되는 층상의 리튬금속산화물을 양극으로 구성하고, 엑체 전해질과 다공성 고분자 분리막을 사용한 것이 LIB이다. LIB에서 리튬이온의 이동이 가능한 액체전해질의 가능을 고분자 전해질이 대신함으로서 보다 높은 안정성을 확보 한 전지가 LIPB 이다. 또한 고분자 전해질을 사용한 경우 금속리튬상에서의 수지상 성장이 저하되는 현상이 관찰됨으로서, 이론용량이 3,860mAh/g 에 달하는 리튬금속 혹은 합금을 고분자 전지에서 음극으로 사용하고자 하는 2 차전지가 LPB 이다. 리튬 2차전지는 비록 1989년 액체전해질을 사용한 금속리튬 2차전지의 실패전력을 안고있지만 궁극적으로는 이론적으로 최대의 에너지밀도를 가지고 있는 LPB를 지 향할 것으로 예상되지만 가까운 장래에 실현되기는 어려울 것이다. 따라서 향후의 라튬 2차전지의 전개방향은 현재의 LIB를 고분자 전해질을 채용하는 LIPB로 진행시커면서 저가의 전극재료개발을 지속적으로 추진할 것으로 예상된다. 현재 리튬 2차전지는 소형전지에 국한되고 있지만 전기자동차나 전력저장용으로 이를 대형화시커기 위해서는 열적특성이 우수하고 저가인 전극재료개발이 선행되야하기 때문에, 저가의 탄소재료와 코발트산화물을 대신할 수 있는 철, 망칸 또는 니켈산 화물의 개발이 필요하다.

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Abstraction Mechanism of Low-Level Video Features for Automatic Retrieval of Explosion Scenes (폭발장면 자동 검출을 위한 저급 수준 비디오 특징의 추상화)

  • Lee, Sang-Hyeok;Nang, Jong-Ho
    • Journal of KIISE:Software and Applications
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    • v.28 no.5
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    • pp.389-401
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    • 2001
  • This paper proposes an abstraction mechanism of the low-level digital video features for the automatic retrievals of the explosion scenes from the digital video library. In the proposed abstraction mechanism, the regional dominant colors of the key frame and the motion energy of the shot are defined as the primary abstractions of the shot for the explosion scene retrievals. It is because an explosion shot usually consists of the frames with a yellow-tone pixel and the objects in the shot are moved rapidly. The regional dominant colors of shot are selected by dividing its key frame image into several regions and extracting their regional dominant colors, and the motion energy of the shot is defined as the edge image differences between key frame and its neighboring frame. The edge image of the key frame makes the retrieval of the explosion scene more precisely, because the flames usually veils all other objects in the shot so that the edge image of the key frame comes to be simple enough in the explosion shot. The proposed automatic retrieval algorithm declares an explosion scene if it has a shot with a yellow regional dominant color and its motion energy is several times higher than the average motion energy of the shots in that scene. The edge image of the key frame is also used to filter out the false detection. Upon the extensive exporimental results, we could argue that the recall and precision of the proposed abstraction and detecting algorithm are about 0.8, and also found that they are not sensitive to the thresholds. This abstraction mechanism could be used to summarize the long action videos, and extract a high level semantic information from digital video archive.

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Research Background and Plan of Enhanced Geothermal System Project for MW Power Generation in Korea (MW급 EGS 지열발전 상용화 기술개발사업의 추진 배경 및 계획)

  • Yoon, Woon-Sang;Song, Yoon-Ho;Lee, Tae-Jong;Kim, Kwang-Yeom;Min, Ki-Bok;Cho, Yong-Hee;Jeon, Jong-Ug
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.21 no.1
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    • pp.11-19
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    • 2011
  • Geothermal energy is believed to be an important source among the renewable energy sources to provide the base load electricity. Although there has been a drastic increase in the use of geothermal heat pump in Korea, there is no geothermal power plant in operation in Korea. Fortunately, the first EGS (Enhanced Geothermal System) Project in Korea has started in Dec 2010. This five year project is divided into two stages; two years for exploration and drilling of 3 km depth to confirm the minimum target temperature of 100 degrees, and another three years composed drilling 5 km doublet, hydraulic stimulation of geothermal reservoir with expected temperature of 180 degrees (40 kg/s) and construction of MW geothermal power plant in the surface. This EGS project would be a landmark effort that invited a consortium of industry, research institutes and university with expertises in the fields of geology, hydrogeology, geophysics, geomechanics and plant engineering.

The Typhoon Surge in the Southern Coast of Korea (한국 남해안의 태풍에 의한 해일)

  • Jang, Seon-Deok;Lee, In-Cheol;Park, Cheol-Seok
    • Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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    • v.27 no.4
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    • pp.293-302
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    • 1991
  • The anomalous sea level deviation or storm surge caused by the typhoon Thelma in 1987 are studied analysing tidal observation data at 7 stations in the south coast of Korean peninsula. The surges are calculated by subtracting the predicted tidal height from the observed tidal record. The tidal deviation at these stations along the coast are discussed in association with meteorological data. The sea level anomalies are studied by means of the empirical orthogonal function (EOF) analysis and the fast fourier transform (FFT) method. The results of analysis suggest that the peak value of surges are higher at the tidal stations in semi-enclosed bay and in long narrow channel than at the ones facing with the open sea. From the result of EOF analysis, the temporal and spatial fluctuations of storm surge can be described by the first EOF mode, which explains 63% of the total variances during the passage of typhoon Thelma. The deviation of storm surge in the studied areas indicates bi-modal peak during the passage of typhoon Thelma. From the results of FFT spectrum analysis, the peak of energy of autospectrum for surge, atmospheric pressure, and wind stress appeared at low frequency fluctuations band of 0.008-0.076 cph over the 4 stations. Auto-correlation function of surge showed periodicity, while that of atmospheric pressure and wind stress indicates no periodicity. The result of FFT analysis shows that the typhoon surges are related chiefly with the change of atmospheric pressure in an open bay (Cheju Harbor), but with the wind stress in a semi-enclosed bay (Yeosu Harbor).

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