지구온난화 완화를 위한 노력이 전 세계적으로 계속되고 있는 가운데 우리나라는 2030년 온실가스 배출량을 Business As Usual (BAU) 대비 37% 감축하는 목표를 설정하고 이산화탄소 순 배출 제로 달성을 목표로 하는 ‘2050탄소중립 시나리오’를 발표하였다. 이러한 상황에서 케나프 (Kenaf)는 높은 탄소흡수율과 빠른 성장으로 인해 대체 해결방안으로 제안된다. 시료선정에 대한 분석결과, 케나프 잎은 질소 함량이 높아 적합하지 않은 것으로 나타났고, 줄기와 잎-줄기 혼합 케나프는 Biomass-Solid Refuse Fuel (Bio-SRF) 등급을 충족했다. Bio-SRF 등급을 만족하였지만, Bio-SRF 등급으로 이용할 수 있는 활용처가 뚜렷하지 않다. 따라서 케나프의 연료품질을 반탄화 공정을 통해 개선하여 보다 효율적으로 활용하고자 한다. 반탄화 공정의 공시재료로 줄기만 사용하는 것보다 시료 이용률이 높은 잎-줄기 혼합 케나프를 선택하였다. 반탄화 공정은 여섯가지의 공정 온도 (200·210·220·230·240·250℃)와 다른 세 가지 공정 시간(20·30·40 min)에서 수행되었다. 반탄화 공정결과, 공정시간이 길수록 230℃, 240℃, 250℃ 온도에서 질량감소가 크기 때문에 에너지수율이 낮았다. 따라서 본 연구에서는 200℃·20 min, 200℃·30 min, 210℃·20 min, 220℃·20 min의 에너지 수율이 높고 질량감소가 작아 최적 반탄화 공정 조건으로 선정하였다.

The Calorifier is a device that supplies hot water to the crew for showering and cooking. In particular, problems such as hot water not coming out when a trainee and a crew member take a shower at the same time may occur due to a malfunction of the temperature control valve that controls the temperature. In particular, when the hot water usage time is almost constant, such as a training ship, a high calorific value is required. When there is no dissatisfaction with the use of hot water, satisfaction with the educational environment is improved. Therefore, in this study, a solenoid temperature control valve is applied to increase satisfaction with hot water use, and a mechanical time switch is applied to the hot water circulating water pump to save energy.

본 연구에서는 단면설계 및 열 교환 장치 위치 변경을 통해 온실의 구조 변경을 진행하였으며, 선행연구를 통해 개발된 모델을 근간으로 하여 개선 여부에 따른 온실 내부 환경을 예측하였다. 단면형상과 열 교환 장치의 개선 후 유속 변화에 따른 시뮬레이션 분석을 진행하였으며, 이 때 온도와 균일도는 각각 평균 0.65°C, 0.75%p 상승함을 확인하였다. 해석대상 온실과 같은 소규모 온실의 경우 방열관의 난방성능 개선보다 FCU에 의해 형성되는 공기 유동이 균일한 환경 조성에 더 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다. 개선 전 ‧ 후 온실에 환기시스템 적용 시 공기 유동 특성 분석을 위해 시뮬레이션 분석을 진행하였다. 공기 유동과 공기령은 유사한 분포를 보였으며, 개선 후 온실의 공기령이 개선 전 온실 대비 18초 낮게 나타났다. 개선 전 ‧ 후 온실 시뮬레이션 분석 결과 전체적으로 개선된 온실에서의 평균온도 및 온도 균일도 상승, 최대편차 감소 등 내부 환경의 균일성이 향상됨을 확인하였다. 선행연구로 개발 된 모델은 형상 변경, 열 교환 장치 위치 변경 등에 따라 변화하는 온실 내부 환경을 예측할 수 있음을 확인하였으며, 온실 설계, 온실 내 난방시스템 설계 등의 분야에 적용 가능할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 향후 역삼투식 해수담수화 기술의 에너지 효율을 개선하기 위한 3가지 방법을 제안한다. 그리고 제안된 방법이 적용되었을 때, 이론적인 최대 에너지 소모량 감소를 엑서지 분석을 통해 산출하고 현재 개발되고 있는 기술을 분석해서 실질적으로 각 방법에서 에너지 소모량이 얼마나 감소될 수 있는지를 비교하고 분석한다. 이러한 논의를 통해서 향후 역삼투 공정의 에너지 소모량이 얼마나 더 감소할 수 있을지에 대한 가능성을 평가할 수 있고 나아가서 역삼투 해수담수화 플랜트의 에너지 소모량을 낮추는 명확한 아이디어를 제공할 수 있다.

The representative emission index and indicator are the EEDI (Energy Efficiency Design Index) for the new ships and EEOI (Energy Efficiency Operational Indicator) during the voyage. In this paper, derating of diesel main engine are introduced for the purpose of improving EEDI. The results showed good agreement explaining the characteristics properly.

I selected a hypermarket as a research target by investigating energy consumption and total area of each 11 hypermarkets and suggested energy saving key elements by analyzing the cooling and heating loads. I completed a calibrated simulation model by searching literature, site survey and dynamic simulation tool. I separated the energy-saving elements into architectural and facility sections by searching domestic standards as well as theses, and applied those elements to the calibrated simulation to calculate the energy consumption. Then I suggested energy saving elements that suitable for the hypermarkets by comparing each energy consumption of architectural and facility sections.

전기전자 및 디스플레이 산업에 다양한 응용이 기대되는 전도성 고분자인 PPP(Polyparaphenylene)는 단순한 구조와 비교적 높은 열적 안정성을 가지고 있으나 전기적 특성은 기존의 물질보다 낮아 그 응용이 더디게 진행되고 있다. 본 연구에서는 전도성 고분자의 전기적 특성을 개선하기 위해 이온주입법을 이용하여 전기전도성을 개선하는 연구를 진행하였다. 5keV에서 30keV 정도의 아주 낮은 에너지를 이용하여 이온을 가속시킴으로서 시편의 특성 열화를 최소화 할 수 있었다. 이온주입법으로 개선된 시편의 전기전도성은 향후 OTFT와 같은 Organic Electronics Device로서의 사용 가능성을 보였으며 이온의 종류와 주입정도에 따라 Thermoelectric power의 크기가 달라지는 반도체 소재로서의 특성을 나타내어 향후 다양한 형태의 소자에 응용될 수 있는 가능성을 확인하였다. 실험으로 확인된 최적의 이온주입에너지는 10keV에서 15keV의 값을 나타내었다.

방사선 피폭감소를 위해 사용하는 비스무스 차폐체를 적용하여 CT스캔 시 차폐체에 의한 선속경화현상으로 화질이 감소되는 경우가 있다. 이에 G사의 듀얼 에너지 CT의 GSI모드 적용을 통해 화질저하 현상을 줄일 수 있는 에너지 영역대를 찾아보고, 가능성을 실험을 통해 알아보고자 하였다. 그 결과 비스무스 차폐 후 듀얼 에너지 CT 스캔 시 50 keV에서 118±10.6 HU, 50.1±14.6 HU로 화질저하 전 CT value와 가장 유사 하였고(p>0.05), Image J의 Multi-point기능을 적용한 Pixel value에서도 50 keV에서 176.6±7.1, 138.3±1.1로 측정 되었다(p>0.05). CT검사 시 차폐체의 사용은 불가항력적으로 화질저하를 유발하지만 듀얼 에너지 CT 의 GSI기능 적용으로 차폐체를 사용하고도 화질을 유지할 수 있다는 것을 실험을 통해 알 수 있었다. 향후 다양한 차폐체를 듀얼 에너지 CT를 이용, 평가 후 보안 한다면 CT검사의 최대 단점인 피폭 감소를 위한 방사선 차폐체 사용으로 발생한 화질저하라 단점을 극복할 수 있을 것으로 기대된다.

This study was carried out to examine the improvement plan by analyzing the characteristics of imported wastes, operation rate, and benefits of energy recovery for incineration facilities with a treatment capacity greater than 50 ton/ day. The incineration facility capacity increased by 3,280 tons over 15 years, and the actual incineration rate increased to 2,783 ton/day. The operation rate dropped to 76% in 2010 and then rose again to 81% in 2016. The actual calorific value compared to the design calorific value increased by 33.8% from 94.6% in 2002 to 128.4% in 2016. The recovery efficiency decreased by 29% over 16 years from 110.7% to 81.7% in 2002. Recovery and sales of thermal energy from the incinerator (capacity 200 ton/day) dominated the operation cost, and operating income was generated by energy sales (such as power generation and steam). The treatment capacity increased by 11% to 18% after the recalculation of the incineration capacity and has remained consistently above 90% in most facilities to date. In order to solve the problem of high calorific value waste, wastewater, leachate, and clean water should be mixed and incinerated, and heat recovery should be performed through a water-cooled grate and water cooling wall installation. Twenty-five of the 38 incineration facilities (about 70%) are due for a major repair. After the main repair of the facility, the operation rate is expected to increase and the operating cost is expected to decline due to energy recovery. Inspection and repair should be carried out in a timely manner to increase incineration and heat energy recovery efficiencies.

IEA의 에너지 전망 시나리오에 따르면 세계의 에너지 수요는 점차 증가할 것으로 나타나고 있다. 이에 따라 세계적으로 에너지 수요 증가에 따른 이산화탄소 배출량 증가를 제한하기 위한 에너지와 기후 정책이 시행 되고 있다. 파리협정은 2020년 만료 예정인 교토의정서를 대체하기 위해 2015년 채택 된 신기후체제로, 적극적인 온실가스 감축을 목표로 한다. 이에, 유럽에서는 이미 폐기물을 이용한 재생연료의 바이오매스 함량을 측정하여 이를 온실가스 배출량에서 차감하는 정책을 수행하고 있다. 국내에서도 신재생에너지를 사용하여 온실가스를 감축하기 위한 정책이 시행 중이다. 산업통상자원부의 제4차 신재생에너지 기본계획에 따르면, ‘35년까지 1차 에너지의 11.0%를 신재생에너지로 공급하여 전체 전력량의 13.4%를 신재생에너지로 공급하는 것이 목표이다. 신재생에너지로서 폐기물에너지의 정책 목표 비중은 14년 67%에서 25년 38.8%, 35년 29.2%로 점차 줄어들지만, 신재생에너지의 전체 공급 목표량이 증가하므로 폐기물에너지의 연평균 증가율은 2%를 목표로 하고 있다. 2016년 신재생에너지 백서에 따르면 폐기물에너지의 이론적 잠재량은 2013년 기준 13,977,173 toe/yr 에 이른다. 따라서 본 연구에서는 국내외의 신재생에너지로서 폐기물에너지의 가치를 평가하고 효과적인 활용을 위한 정책 개선 방향에 대하여 검토하였다.

최근 폐기물 자원회수시설은 폐기물을 감량화·무해화하고 소각처리시 발생되는 열을 회수하여 전기 및 난방의 형태로 공급하고 있으며 주민들에게 각종 편의를 제공하는 등 지역의 중요한 에너지원으로 자리하고 있다. 그러나 계절별로 폐기물 발생량, 성상 및 난방 열수요가 불균일하므로 에너지자원으로의 활용도는 높지 않다. 따라서 본 연구에서는 폐기물 중간처리시설로서 자원회수시설들의 에너지 생산 및 활용실태를 파악하고 이를 효율적으로 이용하기 위한 기초자료를 확보하고자 한다. 에너지회수효율의 평가를 위해 수도권 소재의 생활폐기물 자원회수시설 5곳을 대상으로 2011년~2013년의 월별 에너지 생산, 손실, 공급량 등을 조사하였으며 이를 바탕으로 회수율법, R1, 손실율법을 이용하여 효율을 산정하였다. 4개 시설 전체 에너지 회수 효율을 산정한 결과 2013년 기준 회수율법 0.70, R1 0.81, 손실율법 0.68을 나타내어 산정방법별로 큰 차이가 있음을 알 수 있었다. 따라서 정확한 에너지효율 산출을 위해서는 투입되는 에너지와 회수되는 에너지의 범위를 일관되게 적용하는 방안을 검토하였다. 대상 시설 중 한 곳에서는 대기오염방지시설의 규모가 크고 옥외 노출로 인해 방열손실 및 기타 열손실이 많아 낮은 에너지회수효율을 보였으며 이는 시설구조와 공정개선을 통한 에너지효율을 향상시킬 수 있음을 파악하였다. 회수율법을 적용하는 경우 계절별로는 하절기에 5개 시설 평균 63.4~68.9%의 회수효율을 나타낸 반면, 하절기를 제외한 연평균 회수효율은 71.2~76.1%를 나타내었는데, 이는 하절기에 열수요가 감소하여 생산된 에너지를 제대로 활용하지 못했기 때문인 것으로 판단되므로 계절적 에너지 이용효율을 제고할 수 있는 방안을 모색하였다. 전기를 생산하는 시설은 2곳이었으며 이들 시설은 하절기에 에너지 회수효율이 비교적 높게 나타나 에너지 회수방법을 다양화하였을 경우 그 효율도 높아짐을 확인할 수 있었다.

This paper reports the development of upgraded strain energy frame impact machine (SEFIM) with larger and faster impact capacity. The impact load capacity of SEFIM was improved by applying a 200 tonf hydraulic jack while the impact velocity was significantly increased by reducing the diameter of energy frame and by applying different materials in the energy frame. In addition, the length of transmitter bar was increased to capture pure material response by avoiding the influence of reflected stress wave in the transmitter bar. Experimental test results showed the faster strain rate (186 /sec) than that (10-40 /sec) of previous SEFIM.

현재 폐기물 자원회수시설은 폐기물을 감량화‧무해화하고 소각처리시 발생되는 열을 이용하여 지역 기저 난방부하를 담당하고 있으며, 주민들에게 각종 편의를 제공하는 등 지역의 중요한 에너지원으로 자리하고 있다. 2012년 신재생에너지 통계에 따르면 전체 신재생에너지의 원별 공급비중에 있어서 폐기물에너지가 차지하는 비중은 67.8%로 나타나며, 그 중 산업폐기물 및 생활폐기물의 자원회수시설로부터 회수되는 에너지 생산량이 차지하는 비중은 전체 폐기물 에너지 생산량의 약 35%로 신재생에너지의 전체 공급비중을 고려할 경우 23.6%에 해당할 만큼 매우 중요한 비중을 차지하고 있다. 그러나 폐기물의 발생 및 성상이 불균일하고 특히 계절별로 상당한 차이가 있으며, 난방 열수요 또한 계절별로 큰 차이를 가지고 있다. 그로인해 에너지자원으로의 활용도는 감소한다. 본 연구에서는 폐기물 중간처리시설로서 자원회수시설들의 에너지 생산 및 활용실태를 파악하고 이를 효율적으로 이용하기 위한 기초자료를 확보하고자 한다. 에너지 전환효율을 평가하기 위해 수도권 소재 생활폐기물 자원회수시설 5곳을 대상으로 2011년 ~ 2013년 월별 에너지 생산, 손실, 공급량 등을 조사하였으며, 회수율법, R1, 손실율법을 이용하여 에너지 회수효율을 산정하였다. 5개 시설 전체 에너지 회수효율을 산정한 결과, 2013년 기준 회수율법 69.8%, R1 80.9%, 손실율법 68.8%를 나타내어 산정방식별로 큰 차이가 있음을 알 수 있었다. 본 연구에서는 회수된 여열을 사용량 기준으로 산정하였으며, 4개 시설(2012년 가동된 E 시설 제외) 3년간 평균 71.1%로 기존의 여열 생산량 기준으로 산정된 회수효율 75.5%와 다소 차이가 있었다. 각 시설별로 회수율법을 이용하여 최근 3년간 평균 에너지회수효율을 산정한 결과, A, B, C, D, E시설은 각각 74.6%, 69.3%, 71.7%, 64.6%, 61.0%을 나타내었으며, 시설규모가 가장 작은 E시설이 가장 회수효율이 낮았다. D시설의 경우, 대기오염방지시설 규모가 크고 옥외에 노출되어 있어 방열 및 기타 열손실이 많았으며, 이로 인해 에너지 회수효율이 비교적 낮았다. 계절별로는 하절기에 5개 시설 평균 63.4% ~ 68.9%의 회수효율을 나타낸 반면, 하절기를 제외한 연평균 회수효율은 71.2% ~ 76.1%를 나타내었는데, 이는 하절기에 열수요가 감소하여 생산된 에너지를 제대로 활용하지 못 했기 때문인 것으로 판단된다. 전기를 생산하는 시설은 2곳이었으며, 이들 시설은 하절기에 에너지 회수효율이 비교적 높게 나타나 에너지 회수방법을 다양화하였을 경우 그 효율도 높아짐을 확인할 수 있었다.