• 지질공학
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• 제25권4호
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• pp.599-612
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• 2015

신재생에너지는 지금까지 화석연료의 잔량과 환경적인 면에서 그 중요성이 부각되었지만, 경제성에 대한 요구도 점차 커져가고 있다. 특히, 지열 냉난방시스템은 초기 투자비가 큰 점이 단점으로 부각되어 경제성 분석을 통한 결과 제시가 더욱 중요해지고 있다. 따라서 본 연구에서는 지열 냉난방시스템의 경제성과 이산화탄소 발생량을 경유보일러, 도시가스 보일러, 수직밀폐형 및 SCW형의 4가지 방식으로 비교하여 분석을 수행하였다. 생애주기비용분석 결과, 지열 냉난방시스템의 경제성이 높게 나타났으며, 이중 SCW형 지열 냉난방시스템을 이용하는 경우 절감액이 가장 높은 것으로 분석되었다. 또한 이산화탄소 발생량 분석 결과, SCW형 지열 냉난방시스템을 적용할 때 저감량이 가장 크게 나타났다. 따라서 본 연구결과에서 제시된 분석 결과를 대규모 시설농업단지나 간척지에 적용 시 많은 비용을 절감할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제2권3호
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• pp.3-8
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• 2009

화석연료 사용으로 인한 환경오염 및 에너지원가 상승이 큰 문제로 대두되고 있는 현재의 상황을 타개하기 위한 하나의 방안으로 신재생에너지에 대한 관심이 고조되고 있다. 특히 서해안에 위치하고 있는 새만금 지역은 광활한 면적과 서북서풍이라는 큰 장점을 가지고 있어 풍력발전의 적지로 예상되고 있다. 본 연구는 이러한 예상을 뒷받침해줄 수 있는 풍력자원을 조사한 것으로 군산 해상지역의 평균풍속은5~7m/s 정도이며, 도서지방을 연계하는 해상풍력발전 단지의 최적지로 손색이 없음을 밝혔다. 또한, 풍력자원의 출현밀도를 판별하는 Weibull의 분포한수를 이용하여 계산하고, 형상계수를 매개변수로 하여 풍속밀도계산을 한 결과, 군산지방의 풍속출현을 예상할 수 있었다. 또한 이를 원격감시를 통해 계측 제어함으로써 편리함과 동시에 안정성 면에서도 큰 성과를 이룰 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.27-27
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• 2010

최근에 고유가와 지구온난화로 인하여 에너지가 향후 인류의 50년을 좌우할 가장 큰 문제로 대두되고 있어서 지구의 모든 에너지의 근원인 태양광을 이용하는 태양광 발전은 무한한 청정 에너지로 각광받고 있다. 빛을 흡수하여 전기에너지로 변환하는 태양전지는 풍력, 수소연료전지, 조력, 바이오에탄올 등의 신재생에너지 기술 중에서 상품성은 가장 뛰어나지만 발전단가가 가장 높은 것이 단점이다. 태양광 발전단가를 줄여서 기존의 화석에너지를 이용한 발전단가와 견줄 수 있는 그리드 패러티(grid parity)를 달성하려면 태양전지 모듈의 고효율화와 동시에 저가화가 반드시 이루어져야 한다. 현재 태양광 모듈 시장의 90%는 효율이 12-16% 정도로 높은 단결정(single crystalline or monocrystalline) 실리콘이나 다결정(polycrystalline or multicrystalline) 실리콘 등의 벌크(bulk)형 결정질 실리콘 모듈이 차지하고 있으나 원재료인 실리콘 웨이퍼의 제조단가의 50%를 차지하고 있어서 저가화가 어렵다. 반면, 원료가스를 분해하여 대면적 기판에 증착하는 박막(thin-film) 실리콘 태양전지의 경우는 차세대 태양전지로 각광받고 있다. 박막 실리콘 모듈은 매우 적은 실리콘 원재료를 소비한다. 단결정이나 다결정 실리콘 웨이퍼의 두께가 $180-250\;{\mu}m$ 정도인 것에 비해서 박막 실리콘의 두께는 $0.3-3\;{\mu}m$ 수준이다. 더불어, 유리, 플라스틱 등의 저가 기판에 저온 대면적 증착이 가능하여 저가양산화에 유리하다. 박막 실리콘 모듈은 벌크형 실리콘 모듈(-0.5%/K) 대비 낮은 온도계수[비정질 실리콘(amorphous silicon; a-Si:H)의 경우 -0.2%/K]와 빛의 세기가 약한 산란광에서도 동작하여 평균발전시간이 증가하므로 외부환경에서 우수한 발전성능을 보이고 있다. 태양전지 모듈은 상온에서의 안정화 효율을 기준으로 가격이 책정되어($/$W_p$) 판매되기 때문에 벌크형 실리콘 모듈에 비해서 박막 실리콘 모듈은 가격대 성능비가 우수하다. 따라서 박막 실리콘 모듈은 벌크형 결정 실리콘 모듈의 대안으로 떠오르고 있으며, 레이저 기술을 이용하여 수려한 투광형 건물일체형(building integrated photovoltaic; BIPV) 모듈을 제작할 수 있는 장점도 있다. 이러한 장점에도 불구하고 기존의 양산화된 단일접합 비정질 실리콘 태양광 모듈은 효율이 6-7%로 낮아서 설치면적 및 설치 모듈의 증가가 성장의 걸림돌이 되고 있다. 박막 실리콘 태양전지의 고효율화를 도모하기 위해서 적층형 탄뎀셀로 양산 트렌드가 변화하고 있다. 이에 적층형 박막 실리콘 태양전지 효율의 한계 및 돌파구에 대해서 논의한다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권4호
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• pp.81-88
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• 2013

케로신과 액체산소를 추진제로 하는 다단연소방식 액체엔진용 산화제 과잉 예연소기를 설계하여 설계점에서 연소시험을 수행하였다. 설계된 산화제 과잉 예연소기는 산화제 일부와 연료를 혼합헤드를 통해 연소실에 공급하여 연소시키고 나머지 산화제를 연소실 재생냉각채널을 거쳐 연소실 중앙의 분사공을 통해 연소실로 주입하여 기화시키는 형태로 최종적으로 연소압 20 MPa, 혼합비 60에서 작동한다. 혼합헤드에는 단일 와류형 분사기를 벌집형태로 배열하였으며 가스 온도 균일성 향상과 연소 안정성 향상을 위한 혼합링과 터빈까지의 배관을 고려한 노즐을 장착하였다. 설계점 연소시험에서 산화제 과잉 예연소기는 높은 연소 안정성과 생성가스의 균일한 온도분포를 보였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.23-29
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• 2012

최근에는 태양광 및 연료 전지 등 신재생 에너지의 경우 대부분이 직류에너지원으로 발전하고 있으며 보급을 위해서는 이를 적절히 활용하는 방안이 필요하다. 이 경우 직류 전용 조명 시스템으로의 활용이 주 대안이 될 수 있다. 개발하고자 하는 태양에너지를 이용한 전원공급장치와 관련한 유사 시스템은 주로 태양광 패널을 컨트롤러를 포함한 충전 키트와 배터리를 서로를 각각 연결하여사용하는 형태로 되어 있다. 이것을 본 연구에서는 태양광패널과 일체형으로 연결하여 전기를 효율적으로 충전하고, 사용할 수 있도록 단일 형태의 독립된 전원공급장치를 구성한다. 이와 함께 직류 전원을 사용한 전자식 안정기 모듈을 램프와 분리되도록 일체형 전자식 안정기의 삼파장 DC 램프 모듈을 개발한다. 개발한 일체형의 DC 램프 모듈은 ON/OFF 버튼으로 램프의 점등과 소등이 가능하며, 사용하다가 램프나 안정기의 교체 시기가 되었을 경우 부분 교체만으로도 반영구적인 사용이 가능하도록 개발한다.

• 플랜트 저널
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• 제18권3호
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• pp.28-40
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• 2022

신재생에너지 발전 비중 확대가 예상됨에 따라 공공 발전사업자들은 바이오매스 혼소의 확대 시행을 적극적으로 검토해야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 500MW 석탄화력에서 바이오매스 혼소율을 0wt.%에서 5.0wt.%까지 변화하며 미분기 주요 운전 특성을 측정하였다. 먼저, 목질계 바이오매스에 대한 구성성분 분석과 분쇄 특성을 알아보았고, 혼합연료의 부피 증가가 미분기 보울 압력 차이, 모터 전류, 이물질 처리횟수, 출구 온도, 내부 화재횟수에 미치는 영향을 분석하였다. 혼소율 증가에 따라 미분기 보울 압력 차이와 모터 전류, 이물질 처리횟수는 상승함을 확인하였고, 출구 온도는 상승 폭이 미미하였다. 내부 화재횟수는 명확한 상관관계를 찾기 힘드나, 다른 운전인자와 결합하여 발생할 가능성이 크다는 것을 확인하였다.

• 전기화학회지
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• 제27권2호
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• pp.55-72
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• 2024

이차전지는 우리 생활에 있어 지구온난화에 따른 화석연료의 대체원으로서 전기차 및 에너지저장장치(Energy storage system, ESS) 등 필수불가결한 신재생에너지원으로 활용하고 있다. 그러나, 과방전, 고속충방전, 단락 등 여러 원인에 따른 이차전지 내 열폭주 현상으로 인해 배터리 화재 및 폭발에 대한 사건사례들이 보고되고 있으며, 각각의 원인에 적합한 해결책을 찾기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 특히, 과충전 과정에서 원인으로 추정되는 사례들이 지속적으로 보고되고 있으므로, 본 총설에서는 과충전 과정에서 발생할 수 있는 이차전지의 화학적 반응들을 살펴보고, 이를 점검 및 예방하기 위한 위험조사방법에 대해서 이야기하고자 한다.

• 한국가스학회지
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• 제28권1호
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• pp.65-72
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• 2024

재생에너지 자원이 풍부한 제주도에서 수전해 시스템을 활용하여 그린수소를 생산하는 실증단지를 준비 중이며, 수전해 시스템의 장기 운영시 상황을 검토하기 위하여, PEM 수전해 셀을 가속시험평가 하여 수전해 셀의 내구성을 검토하였고, 제주도 풍력기반의 전력패턴을 적용하였을 때 수전해 셀의 내구성을 검토하였다. 가속시험평가 (저전류-고전류 반복 인가)를 800시간 진행한 후, PEM 수전해 셀의 성능이 최대 10%, 운전조건에서 5.5% 감소되었으며, 임피던스 분석결과 PEM 수전해 셀의 Ohmic 저항보다 전극의 분극저항이 크게 증가한 것을 확인할 수 있다. 그리고 제주도의 풍력패턴을 적용하여 내구성평가를 진행한 경우, PEM 수전해 셀의 성능이 최대 1.6%, 운전 조건에서 1% 미만의 성능감소를 보여주었으며, 임피던스 결과 Ohmic 저항 및 전극의 분극저항의 변화가 작은 것을 알 수 있다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.9-16
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• 2019

오늘날 세계 에너지 시장에서는 친환경 에너지의 중요성이 대두되고 있다. 수소 에너지는 미래의 청정에너지원이며 무공해 에너지원 중 하나이다. 특히 수소를 이용한 연료전지 방식은 재생에너지의 유연성을 높여주고 장기간 에너지 저장 및 변환이 가능해서 화석 자원의 사용에 따른 환경문제와 자원의 고갈로 인한 에너지 문제를 동시에 해결할 수 있는 방안으로 판단된다. 본 연구의 목적은 플라즈마를 이용하여 효율적으로 수소를 생산하는 방안으로, 온도에 따른 개질반응과 수율을 확인하여 DME(Di Methyl Ether)개질의 최적화 방안을 연구하는데 있다. 연구 방법은 2.45 GHz의 전자파플라즈마 토치를 사용하여 청정 연료인 DME를 개질하여 수소를 생산하고, 저온 조건($T3=1100^{\circ}C$), 저온 과산소 조건($T3=1100^{\circ}C$), 고온 조건($T3=1376^{\circ}C$)에서 가스화 분석을 진행하였다. 저온 가스화 분석을 통해 $1100^{\circ}C$ 근처에서는 불안정한 개질 반응으로 인해 메탄이 발생하는 현상을 확인하였고, 저온 과산소 가스화 분석은 저온 가스화 분석과 비교하였을 때 수소는 적으나 이산화탄소는 많은 것을 확인할 수 있었다. 고온에서의 가스화 분석을 통해 $1200^{\circ}C$ 이상에서는 메탄이 발생하지 않았고 약 $1150^{\circ}C$ 부터 메탄이 발생하는 것을 알 수 있었다. 결론적으로 개질반응시 온도가 높을수록 수소의 비율이 높아지나 CO 비율은 증가하는 것을 볼 수 있었다. 그러나, 가스화기의 구조적인 문제로 인해 열손실과 개질의 문제가 발생함을 확인하였다. 향후 연구의 발전 방향으로는, 가스화기 개선을 통해 불완전한 연소를 줄여 높은 수율의 수소를 얻고 일산화탄소, 메탄과 같은 기체의 발생을 낮출 필요성이 있는 것으로 판단된다. 본 연구에서 제안하는 DME를 수증기 플라즈마 개질하여 수소를 생산하는 최적화 방안이, 향후 친환경, 신재생 에너지를 생산하는데 의미있는 기여를 할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권1호
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• pp.1-11
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• 2017

바이오오일은 고품질 화학물질로 이용이 가능하며 차세대 탄화수소 연료와 석유정제업 공급원료로 사용할 수 있기 때문에 촉망받는 신재생에너지의 하나로 상당한 관심을 받고 있다. 또한 제올라이트는 급속열분해 과정에서 크래킹 반응을 효과적으로 촉진시켜 탈산소 반응을 증가 시키고 탄화수소가 많은 안정된 바이오오일을 만든다. 그래서 본 연구에서는 백합나무 바이오오일 품질개선을 위해 촉매열분해(Control, Blackcoal, Whitecoal, ZeoliteY 및 ZSM-5)를 적용하여 특성을 조사하였다. 바이오오일의 특성 변화를 알아보기 위하여 0.3~1.4 mm 크기의 백합나무 시료 500 g을 $465^{\circ}C$에서 1.6초 동안 촉매열분해하여 바이오오일을 제조하였다. 촉매 조건 상태에서 바이오오일의 수율은 Control(54.0%)과 비교하여 Blackcoal(56.2%)를 제외하면, Whitecoal(53.5%), ZeoliteY (51.4%), 및 ZSM-5(52.0%)로 모두 감소했다. 수분 함량이 Control(37.4%)에서 촉매 처리후 37.4~45.2%로 증가함에 따라 발열량((High heating value)은 감소했다. 그러나 다른 다른 바이오오일 특성은 개선되었다. 촉매 적용 결과 바이오오일의 회분과 전산가(TAN)가 감소했고, 특히 수송연료로 중요한 특성인 점도는 Control cP(6,933) 에서 2,578 ~ 4,627 cP로 감소했다. 또한 ZeoliteY는 방향족탄화수소를 생산하고 점도를 개선시키는데 가장 효과적이였다.