천일염은 자연 환경에서 제조되기 때문에 불용분 사분과 같은 이물이 함유될 가능성이 있다. 본 연구는 여과와 증발을 통하여 소금의 불순물 등 이물질을 효율적으로 제거하면서도 미네랄이 풍부한 소금을 생산하기 위해 수행되었다. 함수를 여과한 후 $90^{\circ}C$에서 회전식진공농축기를 이용하여 소금결정을 제조한 후에 탈수하였다. 이렇게 제조된 소금을 천일식제조소금이라 명명하였다. 소금의 수율은 물의 증발량에 의해 결정되는데, 증발량이 40%, 50%, 60%일 때 각각 40S, 50S, 60S로 표기하였다. 천일식제조소금의 수율은 40S, 50S, 60S가 각각 7.22%, 10.79%, 15.06%로 일반 천일염의 제조 수율인 4~8%보다 유사하거나 높았다. 천일식제조소금의 염도는 40S, 50S, 60S가 각각 90.38%, 91.16%, 68.16%를 나타냈다. 관능검사 결과 전체기호도가 가장 높은 소금은 40S이며, 쓴맛이 강함 소금은 60S를 나타냈다. Na, Mg, K, Ca의 미네랄 함량은 40S와 50S가 Mg 함량이 낮다는 것을 제외하면 천일염과 유사하였다. 불용분 함량은 천일염이 0.023%로 천일식제조소금보다 높고, 사분분석 함량은 천일염과 40S, 50S는 유의차가 없었다. 용해속도(g of salt/100 mL $H_2O$/sec)는 40S, 50S, 60S가 각각 0.69, 0.70, 0.69로 천일염의 용해속도(0.47)보다 높았고, 상대습도 70%, 저장온도 $20^{\circ}C$에서의 수분 재흡수 속도는 천일식제조소금 40S, 50S가 정제염보다는 빠르지만 천일염보다는 약 3~5배 낮은 결과를 보여주었다. 본 연구에서 개발한 천일식제조소금은 미네랄, 불순물 함량, 용해속도 및 수분 재흡수 등의 물리화학적 특성이 천일염에 비해 우수한 것으로 판단된다.
최근 국제적으로 풍력, 태양광, 파도, 연료전지 등의 친환경 신재생에너지 개발이 활발하다. 특히, 해상에서의 풍력발전단지 개발은 대형화를 통한 단가 절감, 고품질의 풍력자원 활용, 발전기로 인한 소음 피해 최소화를 위해 해안에서 멀리 떨어진 위치에 대규모 부유식으로 건설되는 추세이다. 풍력발전단지의 개발은 해사안전법에 의한 해상교통안전진단제도에 따른 평가가 필요하다. 풍력발전단지의 평가는 해당 수역의 체계적인 개발, 관리, 활용을 위해 선과 면적 개념을 모두 적용하여 수행되어야 하며, 이를 위한 평가 방법과 기준이 개발되어야 한다. 이 연구에서는 해상풍력발전단지처럼 해양 공간을 평가할 수 있는 해상교통조사방법과 평가에 대한 적절한 기준을 수립하고, 이를 시스템적으로 처리할 수 있는 방안에 대해서 연구하였다. 먼저 해상교통조사를 위해 AIS와 레이더를 이용한 이동식 해상교통데이터 수집장치를 설계하였다. 그리고 선과 면적의 개념을 모두 적용한 해상교통 항적도, 밀집도, 경로 분석을 제안하였다. 해상교통밀집도는 Grid-cell의 크기를 조절하여 단위 cell에 대한 공간적, 시간적 점유율을 구분하고 해상교통 경로 분석은 해상을 통항로 또는 작업 공간으로 사용할 때를 구분하여 선박의 이동 패턴을 평가할 수 있도록 제안하였다. 최종적으로 시스템적인 해상교통데이터의 수집과 평가가 가능한 해상교통안전평가솔루션의 개념설계를 수행하였다. 이는 자동적인 해상교통데이터의 수집 저장 분류를 통해, 데이터 누락이나 오표기와 같은 인적 오류를 최소화하고 해상 공간의 용도에 따라 선과 면적 개념을 반영하여 분석함으로써 신뢰성 있는 해상 공간의 평가가 가능하게 한다.
요즘 국내 외 농업 환경은 농업 인구의 고령화, 귀농 인구의 증가, 급격한 기후 변화, 농식품 유통 구조의 다양화, 수자원의 고갈 및 한정된 경작지 등 다양한 변화 속에 놓여 있다. 최근 농업을 둘러싼 다양한 환경 변화에 대응하기 위해 재배 전반의 작업이력인 작물 생육정보, 생육환경 및 농작업 일지 등과 같은 사항들을 쉽게 기록, 저장 및 관리하여 작물 생산량과 작업 효율을 높이기 위한 스마트 온실 실용화에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 논문은 작물의 근권부에서 측정할 수 있는 생장환경 데이터인 온도, 습도, 일사량. CO2 농도 등과 같은 생육에 필요한 상황정보를 수집하고 수집된 데이터를 모니터링 할 수 있는 시스템을 제안한다. 생장 작물의 근권 측정부에서 측정된 데이터와 센서로 측정된 생장환경 데이터인 온도, 습도, 일사량 등의 데이터를 취합하여 400MHz의 무선 통신 게이트웨이에 전송하는 시스템을 개발하였다. 전송된 데이터를 Cloud 기반으로 근권 환경 데이터를 모니터링 및 데이터를 시각화 할 수 있는 통합 SW 개발을 진행하였다. 데이터의 시각화를 위한 그래프 형식과 데이터 형식으로 모니터링을 할 수 있도록 하였다. 기존 스마트팜은 농장내의 데이터만을 이용하여 작물 및 시설관리를 하고, 본 연구는 전국의 농장의 날씨 및 생장환경을 수집 및 분석하여 가장 효율적인 생장환경을 제시한다.
지구 온난화와 기후변화에 대응하기 위해 국제적으로 재생 에너지의 개발이 확대됨에 따라 풍력발전의 비중도 점차 늘어가고 있다. 태양광발전에 비해 24시간 생산이 가능하지만 대형 풍력발전기를 대규모로 설치하기 때문에 주변의 레이더나 통신 장비들의 동작에 간섭을 일으키는 지에 대한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 해상풍력 발전단지 외해를 항해하는 선박이 VHF 대역으로 조난 통신을 송신할 경우, 육지의 기지국에서 신호를 수신할 수 있는지를 분석하였다. 대상지역 주변의 수치지형도, 풍력발전기 캐드 모델, 풍력발전단지 배치도를 바탕으로 주변 해역 및 발전단지를 수치해석이 가능하도록 모델링하였다. 광범위한 지역에 대한 전파 분석에 적절한 고주파 해석기법 중 PO, SBR 기법을 적용한 전용 프로그램으로 전자파 간섭 여부를 분석하였다. 해상풍력 발전단지 외곽에서 송신한 VHF 대역 전자파에 대해 육상 기지국에서는 약간의 수신전력 저하는 있지만 기준치 이상의 전력을 수신하였다. 선박과 육상 기지국 사이의 가시선을 완전히 가리는 경우에 수신 전력의 저하가 발생하였으나, VHF대역이 파장이 길어 회절이나 반사 등의 효과로 육상 기지국까지 충분한 전파가 도달하는 것으로 판단된다.
How effectively a wind farm captures high market prices can greatly influence a wind farm's viability. This research identifies and creates an understanding of the effects that result in various capture prices (average revenue earned per unit of generation) that can be seen among different wind farms, in the current and future competitive SMP (System Marginal Price) market in South Korea. Through the use of a neural network to simulate changes in SMP caused by increased renewables, based on the Korea Institute of Energy Research's extensive wind resource database for South Korea, the variances in current and future capture prices are modelled and analyzed for both onshore and offshore wind power generation. Simulation results shows a spread in capture price of 5.5% for the year 2035 that depends on both a locations wind characteristics and the generations' correlation with other wind power generation. Wind characteristics include the generations' correlation with SMP price, diurnal profile shape, and capacity factor. The wind revenue cannibalization effect reduces the capture price obtained by wind power generation that is located close to a substantial amount of other wind power generation. In onshore locations wind characteristics can differ significantly/ Hence it is recommended that possible wind development sites have suitable diurnal profiles that effectively capture high SMP prices. Also, as increasing wind power capacity becomes installed in South Korea, it is recommended that wind power generation be located in regions far from the expected wind power generation 'hotspots' in the future. Hence, a suitable site along the east mountain ridges of South Korea is predicted to be extremely effective in attaining high SMP capture prices. Attention to these factors will increase the revenues obtained by wind power generation in a competitive electricity market.
이 연구는 단편적 분절적 물자 중심의 대북 지원이 북한 주민의 삶의 질 개선에 지속가능한 해결안이 되지 못하고 정치적 갈등을 야기하는 점을 고려하여 대안으로서 대북적정기술 디자인을 탐구하였다. 먼저 북한 주민들의 니즈와 여러 적정기술 사례를 조사하여 매슬로우의 5단계 욕구 모델에 맞춰 분류정리하였다. 정리 결과 북한 주민은 전기와 식수의 니즈가 가장 높은 것으로 나와 관련 적정기술 중에 북한에 적용 가능한 사례를 선발하였다. 또한 북한은 극도로 폐쇄적인 국가로 현지 주민과의 협업을 중시하는 적정기술이 그대로 적용될 수 없고, 산업의 국유화와 농업의 집단화가 되어 있는 점을 감안하여 집단 공동체에 적합한 중간확산형(middle-diffusion) 도입방식을 구상하였다. 최종적으로 아프리카에서 적용된 전기 에너지 솔루션을 중간확산형 도입방식에 맞게 리디자인한 협동 농장용 태양광 충전소를 제안하였다. 이 연구는 대북적정기술의 가능성을 타진한 기존 연구에서 더 나아가 북한의 특수성을 고려한 적정기술의 도입방식을 구상하고 구체적인 사례를 제안했다는 점에서 의의가 있다.
This study aimed to analyze the environmental factors affecting tomato growth by examining the correlation between weather and growth environment sensor data from P Smart Farm located in Gwangseok-myeon, Nonsan-si, Chungcheongnam-do. Key environmental variables such as the temperature, humidity, sunlight hours, solar radiation, and daily light integral (DLI) significantly affect tomato growth. The optimal temperature and DLI conditions play crucial roles in enhancing tomato growth and the photosynthetic efficiency. In this study, we developed a model to correct and predict the time-series variations in internal environmental sensor data using external weather sensor data. A linear regression analysis model was employed to estimate the external temperature variations and internal DLI values of P Smart Farm. Then, regression equations were derived based on these data. The analysis verified that the estimated variations in external temperature and internal DLI are explained effectively by the regression models. In this research, we analyzed and monitored smart-farm growth environment data based on weather sensor data. Thereby, we obtained an optimized model for the temperature and light conditions crucial for tomato growth. Additionally, the study emphasizes the importance of sensor-based data analysis in dynamically adjusting the tomato growth environment according to the variations in weather and growth conditions. The observations of this study indicate that analytical solutions using public weather data can provide data-driven operational experiences and productivity improvements for small- and medium-sized facility farms that cannot afford expensive sensors.
최근 화석연료의 사용증가에 따라 대량으로 배출되는 이산화탄소는 지구 온난화 현상을 일으키는 온실가스 중 하나로 지정되어 국제협약을 통하여 온실가스의 배출을 저감하도록 규제하고 있다. 본 연구에서는 이산화탄소를 저감하는 방법 중의 하나로, 3세대 바이오매스 생산시스템인 해조류를 활용한, 지속가능한 신 개념의 FPSO로서 해상환경 바이오매스 생산시스템의 최적구조를 설계하였다. 이를 위해 격자로 구조물을 설치한 후 해조류의 주변에 LED 조명을 비추어 성장을 최대화 시키는 시스템을 구상하였다. 그리고 기존 해조류의 성장자료를 통하여 해조류의 성장 모델을 만든 후 풍력발전기와 LED 조명을 포함하는 바이오매스 생산시스템을 모델링하여 최적화 도구인 GAMS 프로그램을 이용하여 본 시스템이 환경적 관점뿐만 아니라 경제성 측면에서도 타당성을 가질 수 있는 최적구조를 설계하였다. 또한 기존의 해상환경 바이오매스 생산시스템과 비교하여 최적구조를 제안하였다.
감귤의 품질은 일반적으로 당도와 산도로 결정된다. 특히, 당도는 감귤의 맛을 결정하기 때문에 매우 중요한 요소이다. 현재 농가에서 가장 많이 사용하는 감귤 당도 측정 방법은 휴대용 착즙당도계 및 비파괴당도계로 측정하는 방식이다. 이 방법은 개인이 손쉽게 측정 가능한 방법이지만, 감귤농협 정식기계보다 당도수치의 정확성이 떨어지며 특히 0.5 Brix 이상 오차 차이가 발생해 현장에서 사용하기에는 아직 많이 부족하다. 또한, 현재 시점의 측정이지 예측 측정이 아니다. 그래서 본 논문에서는 기존 수집된 감귤 당도 값과 기상 데이터(평균 온도, 습도, 강우량, 일사량, 평균 풍속)을 기반으로 측정되지 않은 날짜의 감귤 당도를 0.5 Brix 이하 오차범위 내에서 예측하는 AI 모델을 제안했다. 또한, 성능평가를 통해 제안하는 예측 모델이 제주 성산 지역에 대해서는 절대 평균 오차가 0.1154, 하원 지역에 대해서는 0.1983인 것을 확인했다. 마지막으로 제안한 모델은 0.5 Brix 이하 오차 차이를 지원하며, 예측 측정을 지원하는 기술이기에 그 활용성에 있어 진보성이 매우 높을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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