This study focuses on analyzing the energy-saving effects of the recirculation aquaculture system using seawater source heat pumps and solar power generation. Based on the thermal load analysis conducted using the transient system simulation tool, the annual energy consumption of the recirculation aquaculture system was analyzed and the energy-saving effects of utilizing the photovoltaic system was evaluated. When analyzing the heat load, the sea areas where the fish farms are located, the type of breeding tank, and the circulation rate of breeding water were taken into consideration. In addition, a method for determining the appropriate capacity for each operation time was examined when applying the energy storage system instead of the existing diesel generator as an emergency power, which is required to maintain the water temperature of breeding water during power outage. The results suggest that, among the four seas considered, Jeju should be estimated to achieve the highest energy-saving performance using the solar power generation, with approximately 45% energy savings.

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.

국가 온실가스 인벤토리를 Tier 2 이상의 수준으로 향상시키기 위해서는 IPCC 기본값 대신 국가 고유의 배출계수가 개발 및 이용되어야 한다. 국가 고유 배출계수는 에너지원 종류, 에너지 공정, 시간 추세에 따라 달라지기 때문에, 각 에너지원별 특성값을 파악하는 것은 정확한 인벤토리 구축에 중요한 부분을 차지한다. 국내 석유계 에너지원의 물성은 시간의 경과에 따라 큰 변화는 없었으며, 국내에서 고시되고 있는 에너지원별 열량환산기준 상의 석유계 에너지원에 대한 열량 및 탄소배출계수를 2013년과 2016년에 실제 시료를 수집하여 발열량, 탄소함량 및 탄소배출계수를 산정한 결과값과의 비교분석에서는 대체적으로 일정한 값을 유지하고 있는 것으로 나타났다. 또한, 석유계 에너지원별로 산출된 순발열량과 탄소배 출계수는 2006 IPCC Guideline에 나타낸 값들과 비교하였으며, 대부분의 에너지원이 2006 IPCC G/L의 기본값 및 상한, 하한 범위내의 값을 나타내었다.

본 연구에서는 온실 내부의 태양 잉여열과 외부의 공기열을 선택적으로 열원으로 이용함으로써 히트펌프의 성능을 향상시키고, 온실의 환기 지연을 통해 이산화탄소 시용비용을 절감할 수 있는 온실 공조시스템을 개발 하고자 하였다. 본 시스템의 축열 과정은 태양 잉여열을 이용하는 내부순환모드와 외기열을 이용하는 외부순환모드가 온실 내부온도에 따라 자동으로 절환되도록 구성하였으며, 히트펌프가동, 축열모드 절환, 난방 가동을 위한 6개의 온도값을 입력함으로써 축열과 난방이 자동으로 수행되도록 설계하였다. 단동온실을 대상으로 무환기 조건에서 기초시험을 수행한 결과, 태양 잉여열을 이용한 축열은 약 11시부터 시작되어 평균 3시간 30분 정도 유지되었으며, 주간의 온실 내부온도는 환기를 수행하지 않음에도 대부분 약 20~28oC 범위를 유지하였다. 주간 내부순환모드에서 시스템의 난방성능계수는 약 3.35로 야간 외부순환모드의 2.46 및 주간 외부순환모드의 2.67 에 비해 각각 36% 및 25% 향상됨을 확인하였다. 본 시스템의 개선사항으로 태양 잉여열의 효율적 이용을 위해 축열조 관리온도를 상승시킬 수 있는 고효율 히트펌프의 적용이 필요하며, 온실의 무환기 운용에 따른 과습환경의 조성을 방지하고 태양 잉여열 수준이 높은 시기에 온실의 온도상승을 방지하기 위해 강제환기를 운전모드에 추가할 필요가 있는 것으로 판단되었다.

동물플랑크톤의 서식 형태에 따른 구분(부착 및 부유 성)과 월별 밀도 양상을 파악하기 위해 2011년 5월부터 10월까지 수생식물이 발달된 환경에서 동물플랑크톤 채 집을 수행하였다. 조사 기간 동안, 부착성 동물플랑크톤 은 총 24종, 부유성 동물플랑크톤은 총 30종으로 나타났 으며, 이 중 두 서식 형태 간에 일치하는 종은 20종으로 확인되었다. 부착성 동물플랑크톤은 5~7월 동안 높은밀도를 나타낸 반면, 부유성 동물플랑크톤은 9~10월 동 안 높은 밀도를 보여 상이한 계절적 차이를 보였다. 안정 동위원소 분석 결과, 부착 및 부유입자 유기물, 동물플랑 크톤, 어류의 δ13C와 δ15N 값은 계절별로 상이하였다. 부 착성 동물플랑크톤은 봄, 가을 모두 부착입자 유기물에 대한 높은 의존도를 보였으나, 가을에는 부유입자 유기물 에 대해서는 일부 의존하는 것으로 나타났다. 이는 수생 식물의 우점 등으로 인한 먹이질의 감소와 연관되어 있 을 것으로 사료된다. 그러나 부유성 동물플랑크톤은 봄과 가을 모두 부유입자 유기물에 대해서만 의존하는 것으로 나타났다. L. macrochirus는 크기에 따라 먹이원에 대한 다른 섭식 양상을 보였는데, 부착성 동물플랑크톤이 증가 된 시기(봄)에 1~3 cm 크기의 L. macrochirus는 부착성 동물플랑크톤에 대한 높은 의존도를 보였으나, 가을에 부 착성 동물플랑크톤 감소하자 부유성 동물플랑크톤에 대 한 의존도가 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 4~7 cm 크기의 L. macrochirus는 상대적으로 큰 먹이원인 부유 성 동물플랑크톤에 높은 의존도를 보였으며, 가을에 부유 성 동물플랑크톤 밀도가 증가하자 매우 높게 의존하는 것으로 나타났다. 결론적으로 습지와 같이 수생식물이 우 점되는 생태계에서 동물플랑크톤은 다양한 서식 형태(부 착 및 부유성)를 가진 군집이 출현하는 것으로 파악되었 으며, 이들은 각각 다른 먹이원에 대해 의존하는 것으로 나타났다. 또한 상위포식자인 L. macrochirus 또한 부착 및 부유성 동물플랑크톤의 계절별 밀도 양상에 따라 상 이한 의존성을 보였으며, 특히 부착성 동물플랑크톤은 봄 철 치어 성장 시기의 이들의 성장 및 발달에 매우 중요 한 영향을 미치는 것으로 사료된다.

In the study, space cooling performance of air source heat pump(ASHP) was evaluated in a pilot house. The ASHP, which provide for floor heating, domestic water heating and space cooling/heating, shows cooling capacity of 14.0 kW, when COP of ASHP was 3.21 based on test performance of KS C 9306. Test results shows that cooling capacity was depended on frequency of the compressor. The variable refrigerant flow rate for cooling were supplied into diverse room by using LEV. The COP at setting room temperature of 26℃ was 6.3% higher than the COP at that of 24℃, when the spending time in operation was decreased as 21.2%.

본 논문은 Z-형 컨버터와 수정된 공간벡터 PWM인버터로 구성된 분산전원시스템의 회로모델과 제어 알고리즘을 보여주고 있다. Z-형 컨버터는 수동소자인 L과 C로 간단히 구성되어 있으며 인버터의 상하 양 소자가가 동시에 도통되도록 하는 구간을 이용해 승압을 함으로써 기존의 DC/DC 변환기와는 다른 형태를 취하고 있다. 점근 관측기를 이용한 이산시간 슬라이딩모드제어를 통해 전류제어를 함으로써 센서수를 줄이고 제어성능을 개선하였다. 대체에너지로 관심이 많은 태양광이나, 연료전지 그리고 소형 풍력발전으로부터 생산된 직류 에너지를 상용으로 사용할 수 있도록 하는 전력변환기로써 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

수원과 수용가 간 연결성은 비정상상황 시 상수도관망의 기능 유지 정도를 나타내는 시스템 특성 중 하나이다. 상수도관망은 점과 선으로 구성된 그래프로 간략화 될 수 있기 때문에, 연결성 평가를 위해 주로 그래프 이론이 적용되었다. 하지만, 대부분의 연구는 상수도관망에 적합하지 않은 무 향-비가중 그래프 이론을 적용하였다. 본 연구에서는 유향-가중 그래프 이론을 상수도관망에 적용하였으며, 이를 기반으로 복잡한 수리해석 없이 상수도관망 연결성을 평가할 수 있는 지표인 SNSP (Source to Node Shortest Pathway)와 이의 역수인 SNSP-Degree (SNSP-D)를 제안하였다. 국내 J시 42개의 상수도관망을 이용하여 개발된 SNSP와 기존 상수도관망 성능평가지표 사이의 상관성 분석을 수행 및 검증하였다. 기존 상수도관 망 성능평가지표는 수리해석 결과를 지표 계산에 이용하는 3개의 회복력(Resilience) 지표와 에너지 효율 지표이다. 분석 결과, SNSP의 역수인 SNSP-D의 합과 기존 상수도관망 성능지표 사이에 평균적으로 0.87 이상의 높은 피어슨 상관계수(Pearson Correlation Coefficient, PCC) 값이 도출되었다. 특히, 회복력 지표 중 하나인 Modified Resilience Index (MRI)와 에너지 효율 지표의 경우 PCC 0.93 이상의 높은 상관관계를 가지는 것으로 나타났다. 또한 다중 회귀 분석을 통해 SNSP-D와 회복력 및 에너지 효율 간의 상관성에 영향을 미치는 수리학적 변인을 확인하였다. 본 연구에서 제안한 SNSP 지표가 상수도관망의 대략적인 회복력 및 에너지 효율 수준을 알려줄 수 있는 지표로 실무에서 널리 활용될 것으로 기대된다.

과거에는 생활폐기물을 처리하기 위한 방법으로 매립, 소각, 등의 방법이 주로 사용되었으며, 이와 같은 방법은 부산물 발생으로 2차 환경오염을 유발하여 지구온난화와 같은 기후변화에 영향을 주는 것으로 보고되고 있다. 기존의 소각 및 매립시설을 보완하기 위해 정책과 R&D 사업을 통해 다양한 방법을 비교분석하여 2007년부터 가정, 사업장 등에서 발생되는 폐기물에서 자원화 및 에너지화 가능한 물질을 최대한 회수하여 소각 및 매립량을 최소화 할 수 있는 생활폐기물 전처리시설이 도입되기 시작하였으며 현재는 전국에 약 20여기가 가동 및 건설 진행 중에 있다. 그러나, 현재 가동 중에 있는 전처리시설에서 자원화 및 에너지화 물질을 회수한 나머지인 저품위 혼합폐기물 약 40%이상이 고함수율(40%이상) 상태로 배출되고 있어 지역에 따라 소각 또는 매립처리되고 있다. 저품위 혼합폐기물의 배출상태는 대부분 입도 선별된 물질과 기계선별이 되지 않은 물질들로 구성되어 있어 입도가 작고, 유기물이 엉켜있어 수분이 높은 상태로 유지되고 있다. 이러한 저품위 혼합폐기물내에는 기계식 선별장치로 선별되지 못한 가연물이 다량으로 포함되어 있어 이를 에너지원으로 활용할 수 있다면, 기존 시설을 보완하여 소각 및 매립되는 폐기물 양을 현저히 저감할 수 있을 뿐만 아니라, 소각 및 매립으로부터 발생되는 2차 환경오염을 저감할 수 있을 것으로 사료된다. 본 연구에서는 이러한 저품위 혼합폐기물을 대상으로 건조공정 이후 간단한 기계식 선별로 가연물을 회수한 다음 회수된 가연물로부터 에너지원 활용 가능성 여부를 알아보았다.