최근 스마트팜 에너지 비용 중 35% 낸난방비 에너지 소비가 증가되어 에너지 소비 효율화가 요구되며, 전기료 현실화에 대한 우려로 신재생 에너지 중요성이 증가하고 있다. 신재생 에너지는 수력, 풍력, 태양광 등에 속하며, 이중 태양광 에너지는 전기에너지로 변환하는 발전기술로, 이 기술은 에너지원이 환경에 미치는 영향이 적고, 유지 보수가 간편하다는 특징을 갖고 있다. 본 연구에서는 온실 축열조, 히트펌프 데이터 기반으로 축열조 영향을 많이 미치는 요소를 선정하고 축열조 공급 온도예측 모델을 개발하고자 한다. 시계열 데이터 분석 및 예측에 효과적인 LSTM(Long Short-Term Memory)과 다른 앙상블 학습 기법보다 뛰어난 XGBoost 모델을 이용하여 예측한다. 히트펌프 축열조 온도를 예측함으로써 에너지 소비를 최적화하여 시스템 운영을 최적화할 수 있다. 또한, 태양광 활용에 따른 냉난방비 절감 및 농가의 에너지 자립도 개선 등 스마트팜 에너지 통합 운영 시스템에 연계하고자 한다. 플랫폼을 통해 폐열 에너지의 공급을 관리하고 최대 난방부하 및 계절, 시간별 작물생장에 필요한 에너지값을 도출하여 이를 기반으로 최적 에너지 운용방안을 도출하고자 한다.
세계 각국은 지구온난화로 인한 피해가 증가함에 따라 화석연료를 대신해 탄소배출 없이 지속 가능하게 이용할 수 있는 새로운 에너지 자원들을 찾기 위하여 노력하고 있다. 전세계적으로 4차 산업이 고도화되며 전력수요가 급증했고, 상승하는 수요를 충족함과 동시에 온실가스 배출을 줄이기 위해 탄소비중이 적거나 없는 에너지원을 이용해 안정적인 전력수급계통을 확보하려는 움직임이 커지고 있다. 본 총설에서는 해외 탄소중립 시나리오와 화력발전 잔존여부에 따라 2가지 시나리오인 혁신, 안전으로 분류하여 정부의 탄소저감 목표를 비교 및 분석하였다. 또한, 국내 시나리오의 경우10차 전력수급기본계획의 전력수요 전망 및 온실가스 배출 현황을 연계하여 이를 토대로 탄소저감의 주축이 되는 에너지 분야인 전환, 수소, 수송, 탄소포집 및 활용 부문에서의 핵심 기술 동향 및 정부 주도의 정책흐름을 정리하여 탄소중립기술의 현황을 기술했다. 또한, 해외 시나리오 분석에서 시사되었던 에너지 분야의 주요 변화를 반영하여 국내 탄소저감 전략의 방향을 제시하였다.
최근 기후변화로 인한 물 부족 현상이 발생하고 있으며 저수지의 녹조 발생으로 농업용수의 물 관리 필요성이 증대되고 있다. 기존의 녹조 방지는 많은 사람이 현장에 투입돼 운영되고 보트를 통한 이동으로 최적의 살포 시간을 놓치고 있다. 이를 해결하기 위해서는 오염을 사전에 차단하고 시간 내 이동하여 균일하게 복합 미생물을 균일하게 살포하는 기술이 필요하다. 방제 드론은 농약 살포에 활용되고 있으며 방제 드론을 활용하여 녹조 방지 업무에 적용이 가능하다. 본 논문에서는 해양 방제 시스템 구축을 위한 기초연구로 저수지 환경 적용을 위해 수행되었으며, 그 결과물의 하나로 방제 드론에 사용 가능한 핵심기술인 드론 전용 노즐의 특성을 산출하였다. 특히, 기존의 농업용 방제 드론이 제시된 살포 간격 내에서 농도가 불균일하다는 단점이 있음을 파악하였고, 이를 보완하기 위해 노즐 위치선정 및 노즐 살포 균일도를 산출하였다. 실험 결과를 바탕으로 저수지 환경의 녹조 감시 시스템 구축의 핵심 알고리즘을 개발하고 추후 해양 방제 업무 적용에 활용이 가능하도록 정밀 방제 기술을 제안한다.
탄소중립 목표 달성을 위한 노력으로 세계적으로 석탄화력발전소의 단계적 폐지를 목표로 하고 있지만, 다양한 원인으로 인해 화력발전을 통한 전력 생산과 황산화물(SOx)의 배출은 앞으로도 지속될 것으로 예상한다. 국내에서는 황산화물 처리를 위해 중조(NaHCO3)와 석회소재를 사용하며 중조는 대부분 수입에 의존하고 있다. 따라서 국내 대표적인 부존자원인 석회석을 이용하여 석회소재의 물성 향상을 통해 중조를 대체하기 위한 연구를 수행하였다. 석회석은 박스형 전기로와 수직형 전기로를 통해 열처리했으며, 수직형 전기로가 가진 구조적 특징에 의해 비표면적 22.33 m2/g, 세공용적 0.14 cc/g의 생석회를 제조하여 석회소재의 물성을 향상 시킬 수 있었다.
최근 급격한 변화를 주고 있는 산업 현장 제조공장에서 매일 발생하는 위험작업을 종류별로 구분하고 일일안전관리 방법 중 이동형 CCTV (Closed Circuit Television)가 안전사고에 미치는 영향성을 분석하였다. 연구의 대상은 아산시에 소재하고 있는 디스플레이 제조공정에 가스, 용수, 전기 등 유틸리티 공급하기 위해 근로자 약 3,000명이 인프라 시설 부문을 관리하고 있으며 2019년부터 2022년까지 일일 위험작업 내용을 기반으로 연구하였으며 본 시점 연구 기간에도 현장에서는 건설 및 제조공정의 신규 투자, 증설 등 많은 공사가 발생하고 있다. 이에 따른 안전 사고율 및 위험 노출이 확대되어 안전사고도 점점 증가 추세이며 안전사고 대부분은 기본을 지키지 않은 부문과 현장의 안전 조치를 이행하지 않아서 일어났다. 본 논문에서는 작업 중대성에 따라 분류한 위험작업 등급과 이동형 CCTV 촬영률 관계에 따라 사고 감소 효과가 있음을 확인하였다. 제조공장 현장의 특성을 고려하여 앞으로의 새로운 안전관리 문화 도입 확대를 기반으로 안전사고 예방을 위한 기초자료의 역할을 위해 활용될 수 있을 것이다.
지하철 공사장 인근에서 천공작업 중 부주의로 지하에 매설된 도시가스 배관에 구멍을 발생시켜 새어 나온 가스가 우수관 및 하수관을 통하여 지하 공사장 내부로 유입 정전기 등의 점화원과 접촉 폭발할 경우 피해 영향범위 및 위협구역을 ALOHA 프로그램에 적용 산정하였다. 도시가스 배관의 길이,직경 및 압력 등 다양한 조건을 입력하여 위협구역 산정결과 증기구름 가연성지역의 Red Zone는 1.2~1.4km, 폭발지역의 Yellow Zone는 0.8~1.0km 및 제트화재의 Red Zone는 45~61m로 나타났다. 이 연구에서는 증기구름의 가연성 지역에서 농도와 조건이 적절히 조합된 상태이면 가연성을 증가시키고, 폭발지역 내부에서는 유리창이 깨질 수 있는 압력인 1.0psi로 폭발이 일어날 수 있으며, 제트화재인 경우에는 높은 온도와 열복사가 발생 주위 건물 밀집지역으로 화재가 빠르게 확산할 뿐만 아니라 열복사 영향으로 많은 인명피해가 발생할 수 있음을 영향범위 및 위협구역 범위로 나타내었다.
본 연구는 과학 수업에서 공유 문서의 활용이 학생의 담화 패턴과 학습에 미치는 영향을 조사하기 위해 학생들의 담화를 인식 네트워크 분석(Epistemic Network Analysis) 방법으로 분석하였다. 49명의 중학교 2학년 학생을 대상으로 과학 교사인 연구자 본인이 Google Docs를 기반으로 제작된 활동지를 활용한 공유 문서와 동일 내용의 종이 활동지를 활용한 일반 수업을 실시하고, 각 수업에서 수집된 담화를 비교 분석하였다. 분석 결과, 공유 문서 활용 수업에서는 일반 수업에 비해 과제 수행과 관련된 발언의 비율이 더 높았으며, 특히 사진 촬영과 업로드에 대한 담화가 두드러졌다. 그러나 이러한 담화가 교사가 의도한 동료 학습으로 이어지지는 않았다. 성취 수준에 따른 분석 결과에서는 공유 문서 활용 수업에서 하위 수준 학생의 발언 비율이 상대적으로 더 높았으며, 상위 학생과 하위 학생 간의 발언 유형 및 연결 구조에서 차이가 나타났다. 또한 상위 수준 학생이 의견과 설명 제시를 주도하면 하위 학생이 이를 받아 적는 역할 분담이 관찰되었으며, 공유 문서 활용 수업에서 그러한 경향이 더 뚜렷하였다. 마지막으로 인식 네트워크 분석으로 정전기의 원인에 대한 학생의 인식 변화를 시각화하였다. 연구 결과를 바탕으로 공유 문서를 활용하여 협력 학습을 촉진하기 위해 다양한 의견과 산출물의 공유가 가능한 개방적 문제를 포함하는 전략과 인식 네트워크 분석을 활용한 개념 학습 효과 확인 가능성을 제언하였다.
발전플랜트 엔지니어링 산업은 원청사로부터 EPC 설계 프로젝트 수주를 통해 전기, 계장, 기계, 배관등에 대한 설계 결과물을 납품하는 구조로써 프로젝트 기반으로 업무가 수행된다. 발전플랜트 엔지니어링은 전체 EPC 프로젝트 비용의 2~5%를 구성하지만 설계 이후 다음 공정에 많은 영향을 미치기 때문에 전체 EPC 프로젝트의 기초가 되는 주요 분야 중 하나이다. 하지만 국내 발전플랜트 엔지니어링 기업의 프로젝트 수행 역량은 미흡한 수준으로 프로젝트에 대한 체계적인 수행이 필요한 상황이다. 따라서 본 논문에서는 발전플랜트 엔지니어링 프로젝트의 성공적인 수행에 영향을 미치는 요인을 정의하고 계층화 분석법(Analytical Hierarchy Process)을 적용하여 각 요인들의 우선순위를 분석하였다. 분석결과 전체 응답자는 경험, 지식, 소통을 관련 요인을 중요 요인으로 인식하고 있었으며, 응답자의 직책별 분석결과 관리자급에서는 지식, 경험, 소통이 중요 요인으로 도출된 반면, 실무자급에서는 경험, 지식, 인적자원이 중요 요인으로 도출되었다. 응답자의 해외 프로젝트 경험 보유 여부 별 분석결과 해외 프로젝트 경험을 보유한 경우 프로세스, 경험, 인적자원이 중요 요인으로 나타났으며, 해외 프로젝트를 경험하지 않은 경우 지식, 경험, 소통 순으로 나타남에 따라 구성원의 직책과 업무 경험에 따른 중요도 인식이 상이한 것을 확인할 수 있었다.
LNG는 인천항의 대표적인 수입화물로 인천항 전체 물동량 증감에 기여도가 상대적으로 높은 편이다. 또한, 국가적 차원에서도 LNG는 도시가스 및 전력발전에 필요한 핵심 자원으로 시장 수요의 변동 요인에 대한 분석과 적합한 수요예측모델의 구축은 LNG 기반 발전 계획 및 국가전력수급기본계획 수립 등에 매우 중요하다. 본 연구에서는 기존 연구들에서 다뤄지는 거시적 연간 자료를 통한 예측과 달리, LNG 운반선이 하역하는 주간별 물동량을 대상으로 주기성을 파악하고, 대내외 변동요인과의 상관관계를 분석한다. LNG 수요 변동요인으로는 주간 데이터의 계절성, 최대전력, 전력 공급예비력 등 전력 수급 데이터 등을 고려하였다. 또한 LNG 수요를 예측하기 위해 자료의 특성을 고려하여 주간단위별 LNG 물동량을 종속변수로 한 시계열 예측과 인공신경망 모형을 통한 예측 후 예측치에 대한 적합성을 검증 및 실적-추정치 간 오차비교를 통해 최적모형을 도출하고자 한다.
영농형 태양광 하부에서 재식밀도를 달리하여 벼를 재배하고 생육 및 수량 변화를 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 영농형 태양광 하부 벼 재배 시 차광에 의해 포기당 이삭수가 감소하였으며 재식밀도가 감소하면서 감소폭은 낮아지는 경향이었다. 2. 현미완전립 분석결과 일반재배에서는 재식밀도에 따른 큰 차이는 없었으나 영농형 태양광 하부에서 재식밀도가 낮아짐에 따라 현미완전립 비율이 증가하는 경향이었다. 3. 일반 노지에서 벼 80주 이앙에 비해 영농형 태양광 하부에서 60주 및 80주로 이앙 시 완전미수량성은 차이가 없었으며 100주 이앙시 추적형에서 크게 감소하였다. 4. 영농형 태양광 하부에서 60주로 벼 이앙 시 줄기단위 길이별 무게가 80주 및 100주 이앙에 비해 크게 증가하는 경향이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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