• 청정기술
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• 제26권1호
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• pp.72-78
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• 2020

화석연료의 사용과 바이오가스 생산 과정에서 공기오염과 기후변화문제가 발생된다. 기후변화 주요 원인물질인 이산화탄소와 메탄을 양질의 에너지원으로 전환하는데 연구가 지속되고 있다. 본 연구에서는 바이오가스를 양질의 에너지로 전환하고 태양광과 풍력과 같은 연속생산의 문제가 있는 재생에너지와 연계된 태양연료를 생산하기 위해 플라즈마-탄화물 전환장치를 제안하였다. 그리고 이에 대한 가능성을 제시하기 위해 바이오가스 전환에 영향을 미치는 O₂/C비, 전체가스공급량, CO₂/CH₄공급비의 변화에 따른 전환 및 생성가스 특성 파악하였으며 그 결과는 다음과 같다. O₂/C비가 높아질수록 메탄과 이산화탄소의 전환이 증가하였다. 전체가스공급량은 임의 특정 값에서 최대의 전환을 보였다. CO₂/CH₄비 감소할 때 전환율이 증가되었다. 이상의 결과로 볼 때 본 연구에서 새로이 제안된 플라즈마 산화분해-탄화물 가스화 전환에 의한 태양연료 생산의 가능성이 확인되었다. 그리고 O₂/C비가 0.8이고 CO₂/CH₄를 0.67로 하여 전체가스공급량을 40 L min^-1 (VHSV = 1.37)로 공급할 경우 이산화탄소와 메탄 전환이 최대가 되어 생성가스 중 양질의 연료인 수소와 일산화탄소로의 전환이 최대를 보였다.

• 청정기술
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• 제23권2호
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• pp.121-132
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• 2017

온실가스 배출과 지구온난화 문제로 인하여 화석연료를 대체할 수 있는 신재생에너지 개발 및 확산의 필요성이 증가하고 있는데, 청정에너지원인 수소가 주목을 받고 있다. 수소는 지구상에서 가장 많이 존재하는 원소이며, 화석연료, 바이오매스 및 물 등 다양한 형태로 존재한다. 수소를 연료로 사용하기 위해서는 경제적인 방법뿐만 아니라 환경에 미치는 영향을 최소화하는 방법으로 생산하는 것이 중요하다. 수소생산방법에는 전통적 방법인 화석연료 개질반응을 통한 생산과 재생가능한 방법인 바이오매스 및 물을 이용한 생산으로 나뉜다. 화석연료를 이용한 수소생산은 습윤개질반응, 자열개질반응, 부분산화반응 및 가스화반응 등 열화학적 방법으로 가능한데, 이를 청정에너지원으로서 사용하기 위해서는 수소생산과 더불어 이산화탄소 포집이 필요하다. 바이오매스를 이용한 수소생산은 그 양이 매우 미미한 수준이며, 특히 생물학적 전환법은 효율증가를 위한 반응기 구성, 수소생산미생물 배양 등 효과적으로 수소를 생산하기 위한 연구가 더욱 진행되어야 한다. 물분해를 통한 수소생산이 가장 청정한 수소생산기술이지만 태양광, 태양열, 풍력 등 재생 가능한 에너지원으로부터 충분한 에너지공급이 가능해야 한다.

• 스마트미디어저널
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• 제12권5호
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• pp.81-87
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• 2023

전력계통에서 안정적인 전력공급을 하는 고압 가공 배전선로의 사고 발생으로 생활의 불편과 더불어 기업의 생산 차질을 초래하게 된다. 22.9[kV] 고압 가공 배전선은 평소 비, 눈, 바람 등에 의한 피해나 감전방지 등의 신뢰성 및 안정성의 향상을 목적으로 하고 있다. 이에 가공 배전선로의 부식으로 인한 전선의 도전율을 저하시키거나 인장강도가 저하되어 단선 사고를 미연에 방지하기 위하여 평소에 점검과 보수를 통하여 미래의 예기치 못한 사고를 미리 방지하여야 한다. 배전선로의 부식으로 인한 열화진단을 하기 위하여 전선에 진단시스템(계측기)를 설치하여 전선의 상태를 모니터링한다. 측정된 데이터를 ZigBee 무선통신으로 지상의 관리자가 받아 진단시스템 프로그램을 통하여 진단시스템의 제어와 측정된 데이터 및 촬영된 사진을 통하여 가공 배전선로의 상태를 파악하여 육안 검사 방법과 더불어 전선의 수명을 예측하는 프로그램을 개발하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제60권5호
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• pp.367-374
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• 2023

As the Fourth Industrial Revolution accelerating, countries worldwide are developing technologies to digitize and automate various industrial sectors. Building smart factories not only reduces costs through improved process productivity but also allows for preemptive identification and removal of risk factors through the practice of Health, Safety, and Environment (HSE) management, thereby reducing industrial accident risks. In this study, we visualized pressure, temperature, power, and wind speed data measured in real-time via a monitoring GUI, enabling field managers and workers to easily access related information. Through the work environment monitoring system developed in this study, it is possible to conduct economic analysis on per-unit basis, based on the digitization of production management elements and the tracking of required resources. By implementing HSE in shipyards, potential risk factors can be improved, and gas and electrical leaks can be identified, which are expected to reduce production costs.

• 토지주택연구
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• 제9권2호
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• pp.41-50
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• 2018

The purpose of this study is to review the U.S. renewable energy policies implemented by the federal government and the state governments to investigate potential barriers of renewable energy expansion and to develop policy implications for the successful renewable energy policy making in Korea. Recently, the restructuring in the energy supply chain has been being a new trend in many countries that shows a transition from traditional fossil fuels to sustainable renewable energy sources. The United States has enforced effective renewable energy policies (i.e., regulatory policies, financial incentives), which have led to the exploding growth of renewable energy facilities and productions over the last ten years. For example, many state governments in the U.S. are implementing Renewable Portfolio Standard (RPS) policies that require increased energy supply from renewable energy sources (i.e., solar, wind and geothermal). These RPS policies are expected to account for at least 10-50 percent of total electricity production in the next fifteen years. As part of results, in the recent three years, renewable energy in the U.S provided over 50 percent of total new power generation constructions. On the other hand, Korea initiated to develop climate change policies in 2008 for the Green Growth Policy that set up a target reduction of national Greenhouse Gas (GHG) emissions up to 37 percent by 2025. However, statistical data for accumulated renewable energy capacity refer that Korea is still in its early stage that contribute to only 7 percent of the total electricity production capacity and of which hydroelectric power occupied most of the production. Thus, new administration in Korea announced a new renewable energy policy (Renewable Energy 3020 Plan) in 2017 that will require over 95 percent of the total new generations as renewable energy facilities to achieve up to 20 percent of the total electricity production from renewable energy sources by 2030. However, to date, there have not been enough studies to figure out the barriers of the current policy environment and to develop implications about renewable energy policies to support the government plan in Korea. Therefore, this study reviewed the U.S. renewable energy policies compared with Korean policies that could show model cases to introduce related policies and to develop improved incentives to rapidly spread out renewable energy facilities in Korea.

• 태양에너지
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• 제16권2호
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• pp.15-37
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• 1996

Most of the world's energy demand is met by fossil fuels, mainly petroleum and natural gas. Even though their production is not keeping up with the demand, there are many options before us-solar energy in its direct and indirect forms, nuclear breeders, thermonuclear power, geothermal energy, synthetic fluid fuels, and hydrogen as energy carrier to complement the nonfossil energy sources. But, before these energy alternatives can be utilized, in most cases, it is necessary to conduct extensive research and development work. In order to solve global energy and environmental issues, it is very important to develop and install energy supply systems which utilizes natural energy. The installation of these systems brings the following merits from the viewpoints of energy saving or environmental protection-(a) the positive use of natural energy reduces fossil fuel consumption; and (b) it also prevents environmental degradation. In this paper, the types of natural energy considered is confined to the solar, wind, hydraulic, geothermal and ocean-wave energy. And, the objective of the paper is to describe the state of the art of natural energy and future utilization prospect of them.

• 신재생에너지
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• 제19권1호
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• pp.12-21
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• 2023

Governments and global companies are working towards using renewable sources of energy, such as solar, wind, and biomass, to reduce dependency on fossil fuels. In the defense sector, the new strategy seeks to increase the sustainable use of renewable energy sources to improve energy security and reduce military transportation. Renewable energy technologies are affected by factors such as climate, resources, and policy environments. Therefore, governments and global companies need to carefully select the optimal renewable energy sources and deployment strategies. Biomass is a promising energy source owing to its high energy density and ease of collection and harvesting. Many techniques have been developed to convert the biomass into electrical energy. Recently, diverse types of fuel cells have been suggested that can directly convert the chemical energy of biomass into electrical energy. The recently developed biomass flow fuel cell has significantly enhanced the power density several hundred times, reaching to ~100 mW/cm². In this review, we explore various strategies for producing electrical energy from biomass using modern methods, and discuss the challenges and potential prospects of this method.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권7호
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• pp.848-857
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• 2018

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.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제13권1호
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• pp.148-158
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• 2022

The electrochemical CO₂ reduction (ECR) to produce value-added fuels and chemicals using clean energy sources (like solar and wind) is a promising technology to neutralize the carbon cycle and reproduce the fuels. Presently, the ECR has been the most attractive route to produce carbon-building blocks that have growing global production and high market demand. The electrochemical CO₂ reduction could be extensively implemented if it produces valuable products at those costs which are financially competitive with the present market prices. Herein, the electrochemical conversion of CO₂ obtained from flue gases of a power plant to produce diesel and formic acid using a consistent techno-economic approach is presented. The first scenario analyzed the production of diesel fuel which was formed through Fischer-Tropsch processing of CO (obtained through electroreduction of CO₂) and hydrogen, while in the second scenario, direct electrochemical CO₂ reduction to formic acid was considered. As per the base case assumptions extracted from the previous outstanding research studies, both processes weren't competitive with the existing fuel prices, indicating that high electrochemical (EC) cell capital cost was the main limiting component. The diesel fuel production was predicted as the best route for the cost-effective production of fuels under conceivable optimistic case assumptions, and the formic acid was found to be costly in terms of stored energy contents and has a facile production mechanism at those costs which are financially competitive with its bulk market price. In both processes, the liquid product cost was greatly affected by the parameters affecting the EC cell capital expenses, such as cost concerning the electrode area, faradaic efficiency, and current density.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.593-602
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• 2020

최근 스마트 팜에 대한 연구가 활발히 진행되면서 농작물을 효율적으로 재배하는 시스템들이 도입되고 있으며 에너지 절감을 위해 태양광, 지열, 풍력 발전과 같은 신재생에너지를 활용한 다양한 에너지 시스템들이 제안되고 있다. 본 논문에서는 에너지 자립도와 작물재배 환경 향상을 제공하는 농작물 대상 신재생에너지 융합 시스템을 제안한다. 먼저 ICT기반의 데이터 수집을 위한 LPWA 기반 통신 노드, 게이트웨이를 제시한 다음 통신노드를 통해 에너지 데이터, 농작물 생육 데이터, 환경 데이터를 수집하여 빅 데이터로 구축하여 농작물 재배 환경 특성을 반영한 최적의 에너지 관리를 수행하는 통합 모니터링 서버를 제안한다. 제안된 시스템은 신재생에너지와 스마트 팜의 융합을 통해 저비용, 고품질의 농작물 생산에 기여할 것으로 기대된다.