본 연구는 에너지기술개발사업의 과제 기획 결과 자료를 활용하여 정부의 기술개발사업의 과제 기획 과정에서 산업분석이 지원 대상 기술 개발 과제 선정에 미치는 영향과 의미를 알아보고, 효과적인 산업분석 방안을 제안하였다. 실증 분석 결과, 기획 과제 선정에서는 R&D 효율성과 R&D 지원 필요성이 감안되고 있는 것으로 분석되어 기획 과제의 선정 과정에서 산업의 요구를 상당히 반영되고 있었다. 그러나 Supply Chain 공백 정도나 Supply Chain 완성 기여도, 그리고 대외수지 개선 기여도는 과제선정에 잘 반영되지 못하였다. 즉, 지속적인 대외 교역 수지 개선과 에너지 산업의 수입 의존적 발전의 개선 필요성이 높음에도 불구하고 기획 과제의 선정 과정에서는 해당 기획 과제가 소속된 Supply Chain의 완성 상태에 대한 고려와 수입 대체 및 수출 산업화에 대한 고려가 부족하였다. 따라서 정부 기술개발사업에서는 R&D 지원이 보다 효율화될 수 있도록 보다 세밀한 산업 분석을 통해 산업의 R&D 수요를 정확히 파악하고 그 R&D 수요를 잘 충족시킬 수 있도록 기술 개발 기획이 이루어질 필요가 있으며, 더욱 체계화된 Supply chain 분석과 활용이 필요한 것으로 나타났다.
산림사면에서 수문학적 과정을 이해하는데, 증발산 중 토양증발을 구분하여 규명하고 정량화하는 것은 도전적이지만 중요한 연구 주제이다. 본 연구에서는 2009년 5월 22일부터 31일까지 총 10일 동안에 습윤한 산림사면에서 세 지점에서 깊이별 토양수분을 집중 측정하고, 분석하여 토양증발과 관련 기작에 대해 연구하였다. 토양증발을 평가하는 방법은 토양수분자료의 물질수지($E_{SM}$), Penman식(1948) 그리고 수정된 Penman식(Staple (1974), Konukcu (2007), 평형증발($E_{equili}$))이다. $E_{SM}$을 계산하기 위해서는 지표면의 에너지 균형식을 이용하여 토양내의 증발깊이(DSL, dry surface layer)를 평가하였다. 그 결과, 각 지점(A, B, C)의 2시간별 10일 동안의 누적 증발량($E_{SM}$)은 약 2.09, 1.80 그리고 2.88mm으로 평가되었다. Penman식(1948), Staple (1974), Konukcu (2007), 평형증발($E_{equili}$)의 누적 증발값은 각각 4.91, 8.80, 8.63 그리고 3.28mm으로 $E_{SM}$보다 높은 값들을 보여주고 있다. 산림 내 토양증발은 직접적인 복사량과 바람의 영향보다는 낙엽층과 DSL으로 인해 토양 내의온도상승과 대기와의 상호작용을 통해서 일어난다. 이는 $E_{SM}$는 복사량의 변화보다 2~4시간 정도의 시간적 지체(time lag)가 보이기 때문이다. DSL과 지표저항($r_s$)은 토양수분이 감소함에 따라 선형적으로 증가하였다. 관측된 장력 및 토양수분의 수직적 분포를 분석함으로써 확보되는 DSL 값은 에너지 방정식에 의해서 추정된 값과 유사하게 나타났다.
리튬이온 배터리의 사용은 전자기기 및 전기차 등의 생산량 증가로 인해 사용량이 크게 증가하고 있으며, 이와 맞물려 향후 폐배터리의 발생량 증가도 예상된다. 따라서 폐배터리를 구성하고 있는 여러 유가 자원 중 Ni, Co, Mn, Li 등이 함유되어 있는 양극 활물질이 매우 중요한 유가 자원으로, 이를 재활용하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 양극 활물질 회수를 위해서 일반적으로 폐배터리로부터 블랙 매스(Black mass)를 회수하고, 이를 처리하여 주요 금속 자원을 회수한다. 블랙 매스를 회수하는 공정은 폐배터리를 수거-방전-해체-파쇄-분급의 순서로 이루어지며, 본 연구에서는 블랙 매스 회수를 위한 파쇄/분급 공정을 분석하였다. 파쇄/분급 공정을 통해 다양한 공정 산물의 입도 특성을 분석하고, 이 과정에서 생산된 산물의 입도별 형상을 현미경 및 SEM(Scanning Electron Microscopy)-EDS(Energy Dispersive Spectrometer)로 분석하였다. 분석 결과 블랙 매스로 회수되는 입자 중 74 ㎛의 미세한 입자들은 양극/음극 활물질이 전극으로부터 단체분리되어 존재하였지만, 100 ㎛ 이상의 입자들은 전극과 활물질이 붙어있는 상태에서 파쇄에 의해 입도가 감소되어 존재함을 확인하였다. 또한 배터리의 특징인 2종 혼합물(전극과 활물질)이 결합되어 있는 시료에 대해 파분쇄 특성을 모사할 수 있는 PBM(Population Balance Model) 을 개발하였으며, 2종 혼합물의 분쇄 상수를 도출하고 입도 분포 예측 성능을 검증하였다.
본 연구에서는 $Cu/CeO_2$ 촉매의 함량과 소성온도를 제어함으로써 촉매의 구조적 특성이 CO 산화반응에 미치는 영향과, $100{\sim}300^{\circ}C$의 온도범위에서 촉매의 CO 전환율을 평가하였다. 촉매의 구조적 특성이 변화함에 따라 촉매의 화학적 특성에 미친 영향을 확인하기 위해 XRD, Raman, BET, $H_2-TPR$, XPS 분석을 수행하였다. 이때, Cu와 Ce의 치환 결합이 형성되는 것을 확인하였고, Cu를 5 wt.% 담지한 촉매를 $400^{\circ}C$로 소성하였을 때 Cu와 Ce의 결합을 많이 이루고 있는 것으로 판단하였다. Cu와 Ce의 결합은 Raman 분석 상에서 peak의 이동과, $H_2-TPR$에서 나타난 peak를 통해 확인하였다. 또한 산화상태 분석을 통하여 치환 결합을 쉽게 이룰 수 있다고 알려져 있는 $Ce^{3+}$종과 반응에 더욱 쉽게 기인할 수 있는 표면 산소종(surface labile oxygen)이 많이 형성되어 있는 것을 확인하였다. 이때, 본 연구에서 사용한 촉매의 CO 전환율은 $150^{\circ}C$에서 100%에 가까운 수치를 나타내는 것을 확인하였다.
한국은행에서 2000년도에 발행된 산업연관표를 적용한 주요 건축자재의 에너지소비량과 $CO_2$ 배출에 대한 원단위 DB는 있지만 2005년, 2007년에 발행된 산업연관표를 이용한 원단위 DB는 없는 실정이다. 본 연구에서는 최근에 발행된 2005년, 2007년도 산업연관표를 이용하여 주요 건축자재에서 발생되는 에너지소비량 및 $CO_2$ 배출 원단위 값을 산정하고자 한다. 주요 건축자재의 에너지소비량 및 $CO_2$ 배출원단위 산출을 위한 방법은 산업연관표를 이용한 DB 구축 방식을 바탕으로 산출하였으며, 건설현장에서 주로 사용되는 16가지의 건설자재는 선별하여 적용하였다. 기존 연구결과에서 제시한 2000년도 산업연관표를 적용하여 산출된 원단위 DB 값과 비교한 결과 근소한 차이를 보이고 있어 본 연구의 산출방법이 적정한 것으로 판단하였다. 2005년, 2007년도 산업연관표를 이용하여 산출한 에너지소비량과 $CO_2$ 배출 원단위 값은 감소세를 보이고 있는 것으로 나타났으며, 시멘트와 철근을 주원료로 하는 자재에서 가장 많은 에너지소비량 및 $CO_2$ 배출 원단위 값을 나타났다. 본 연구의 결과를 통해 국내 실정에 적합한 건설자재 생산단계에서 발생되는 환경부하의 간접적인 예측이 가능할 것으로 사료된다.
It is still inadequate for investigating the highly nonlinear and complex mechanical behaviors of single-layer latticed domes by only performing a force-based demand-capacity analysis. The energy-based balance method has been largely accepted for assessing the seismic performance of a structure in recent years. The various factors, such as span-to-rise ratio, joint rigidity and damping model, have a remarkable effect on the load-carrying capacity of a single-layer latticed dome. Therefore, it is necessary to determine the maximum load-carrying capacity of a dome under extreme loading conditions. In this paper, a mechanical model for members of the semi-rigidly jointed single-layer latticed domes, which combines fiber section model with semi-rigid connections, is proposed. The static load-carrying capacity and seismic performance on the single-layer latticed domes are evaluated by means of the mechanical model. In these analyses, different geometric parameters, joint rigidities and roof loads are discussed. The buckling behaviors of members and damage distribution of the structure are presented in detail. The sensitivity of dynamic demand parameters of the structures subjected to strong earthquakes to the damping is analyzed. The results are helpful to have a better understanding of the seismic performance of the single-layer latticed domes.
Sustainable development has been the key concept, both in economic policies and in environmental management. On the basis of an systems ecology perspective, this suggests the sustainable development of Korea\`s natural environment and economic activity using the EMERGY evaluation. The total EMERGY use(7,730E20sej/yr) in Korea is 81 percent from imported sources, fuels and goods and services. The ratio of outside investment to attracting natural resources is already large, like other industrialized countries. Continued availability of purchased inputs at a favorable balance of EMERGY trade, currently about 2.85 to 1 net EMERGY, tis the basis for present economic activity and must decrease as the net EMERGY of purchased inputs including fossil fuels goes down. EMERGY yield ratio and environmental loading ratio were 1.23 and 20.30, respectively. The population level is already in excess of carrying capacity. Its carrying capacity for steady state on its renewable sources is only 2.2 million people, compared to 45.9 million in 1977. EMERGY sustainability index is therefore less than one, which is indicative of highly developed consumer oriented economies. Until now the development of a country has been achieved by the economic growth, but it can be sustained in the long run by the use of renewable resource systems. the efficiency of energy usage, and the transformation of the social-economic structure based on an ecological-recycling concept.
본 논문에서는 연소기체의 열력학적 평형조성 계산을 위한 수식을 Gibbs의 자 유에너지 최소화법에 의하여 유도하고 이를 컴퓨터 프로그램화하여, Table 1의 특성을 지닌 연료에 대하여 ⅰ) 연소공기량에 따른 평형조성 및 단열불꽃온도, ⅱ) 연소온도 변화에 따른 평형조성의 변화를 계산함으로써 연소기체의 생성기구를 열력학적으로 해 석하였다.
The stability of a grid-connected system (GCS) has become a critical issue with the increasing utilization of renewable energy sources. Under grid faults, however, a grid-connected inverter cannot work efficiently by using only the traditional droop control. In addition, the unbalance factor of voltage/current at the common coupling point (PCC) may increase significantly. To ensure the stable operation of a GCS under grid faults, the capability to compensate for grid imbalance should be integrated. To solve the aforementioned problem, an improved voltage-type grid-connected control strategy is proposed in this study. A negative sequence conductance compensation loop based on a positive sequence power droop control is added to maintain PCC voltage balance and reduce grid current imbalance, thereby meeting PCC power quality requirements. Moreover, a stable analysis is presented based on the small signal model. Simulation and experimental results verify the aforementioned expectations, and consequently, the effectiveness of the proposed control scheme.
다목적실용위성은 고도 685km의 태양동기궤도를 임무 궤도로 사용하며, 궤도 당 약 34~35분씩 지구에 의해 태양 빛이 가리는 식 현상과 비 주기적으로 달에 의한 월식 현상이 발생한다. 위성의 월식은 달이 태양과 위성 사이에 위치하여 위성에 도달하는 태양 빛을 전체 혹은 부분적으로 가리는 것을 의미한다. 식 현상은 위성 체의 배터리 충전 및 방전 회수를 증가시키며 위성의 수명과 임무 및 운용에 영향을 준다. 다목적 실용위성은 주기적인 지구의 식 현상을 고려하여 설계되었으나 월식이 일어나는 경우 위성 체의 에너지 균형과 배터리 방전에 대한 부수적인 효과와 함께 운용상의 문제를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 다목적실용위성의 임무 기간인 3년 동안 위성 운용 중에 발생할 수 있는 월식 현상을 예측하고 이에 대비한 임무 계획을 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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