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.

This study analyzes the effects of the number of angles and bends on resistance in a conductor-embroidered stitch circuit for efficient power transfer through a conductor of wearable energy harvesting to study changes in power lost through connection with actual solar panels. In this study, the angle of the conductive stitch circuit was designed in units of 30°, from 30° to 180°, and the resistance was measured using an analog Discovery 2 device. The measured resistance value was analyzed, and in the section of the angle where the resistance value rapidly changes, it was measured again and analyzed in units of 5°. Following this, from the results of the analysis, the angle at which the tension was applied to the stitch converges was analyzed, and the resistance was measured again by varying the number of bends of the stitch at the given angle. The resistance decreases as the angle of the stitch decreases and the number of bends increases, and the conductor embroidery stitch can reduce the loss of power by 1.61 times relative to general embroidery. These results suggest that the stitching of embroidery has a significant effect on the power transfer in the transmission through the conductors of wearable energy harvesting. These results indicate the need for a follow-up study to develop a conductor circuit design technology that compares and analyzes various types of stitches, such as curved stitches, and the number of conductors, so that wearable energy harvesting can be more efficiently produced and stored.

선박으로부터 발생하는 온실가스 배출을 저감하기 위한 규제가 점차 강화되고 있다. 현존선에서도 EEXI(Energy Efficiency Existing Index)가 도입되었으며 이와 같은 온실가스 배출 감축목표를 달성하기 위해 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 국제항 해에 종사하는 현존선 중 자동차운반선에 태양광 발전시스템을 적용하여 연료유 사용량을 줄임으로써 온실가스 배출이 저감될 수 있는 시스템을 제안하였다. 제안된 태양광 발전시스템은 태양광 모듈, 에너지저장시스템, 전력변환장치 등으로 구성되었으며, 본 시스템의 적 용 가능성을 확인하기 위해 전력전자프로그램을 통해 시스템을 모델링하였으며, 시뮬레이션을 실시하였다. 또한, 실제 선박에 적용하기 위한 타당성 검증을 위해 경제성 분석을 실시하였으며, 약 11년 이후 경제성 부분에서도 유의미한 결과가 도출됨을 확인할 수 있었다.

Solar energy is being constantly studied since it can reduce green house gas by adapting cooling and heating system of domestic architecture as a clean energy source. This study confirmed the reliability of experimental apparatus with temperature measurement of each components by developing cooling and heating system which is combined with artificial solar thermal energy using halogen lamp and refrigerator, examined the heat transfer characteristics according to room internal temperature and lamp distance with the materials of emissive plate (acrylic, copper and stainless). As a result of it, We found that the room internal temperature 18℃ was finer than 21℃ and 24℃ in case of heat transfer rate according to each components. Also, copper in the material change of emissive plate was showed finer heat transfer effects than stainless because of high thermal absorptivity when lamp distance was short.

본 연구에서는 이미 보고된 잉여 태양에너지 관련 연구결과와 현재 현장에 설치되어 있는 냉난방용 FCU 현황을 개략적으로 검토한 후, 잉여 태양에너지 회수에 필요한 FCU의 소요대수 결정 방법을 개략적으로 제시하여 앞으로 이 분야의 연구자 및 기술자들에게 기조자료를 제시할 목적으로 연구를 수행하였다. 실험기간 동안 최대, 평균 및 최저 외기온은 각각 28.2oC, 4.4oC 및 -11.5oC정도였다. 온실 밖의 수평면 일사량은 0.8~20.5MJ·m-2로 정도의 범위였으며, 평균 및 총 일사량은 10.8MJ·m-2 및 1,187.5MJ·m-2으로 나타났다. 그리고 주간동안 온실 내의 평균기온과 상대습도는 각각 18.8~45.5 및 53.5~77.5%정도였다. 실험기간 동안 온실로부터 회수한 총 잉여 태양에너지는 6,613.4MJ정도로서 총 난방에너지인 98,600.2MJ 약 6.7%정도를 보충할 수 있을 것으로 나타났다. 또한 사양이 유사한 FCU를 사용하지만, 난방을 위하여 설치되는 FCU의 대수는 제각각 다른 것을 알 수 있었고, 좀 더 효율적이고 경제적인 관점에서 설치높이, 방향 및 설치 간격, 적정 대수에 대한 연구가 이루어져야 할 것으로 판단된다. 잉여 태양에너지 회수용 FCU의 적정 소요대수는 FCU를 통과하는 공기의 질량 및 순환유량을 기준으로 각각 8.4~10.9대 및 6.1~8.0대 정도이었다. 여기에 계산방법이나 FCU의 효율 및 사용 환경 등 위험률을 고려하면, 결국 9대 전후(약 24m3당 1대 정도)를 설치하면 될 것으로 판단되었다.

군위지역의 돈사를 중심으로 농업시설의 비활용 공간인 지붕을 활용하기 위한 기초자료로써 지붕의 방위각, 경사각 및 농지의 분류에 따른 문제점을 분석하였다. 또한 비표준형 돈사의 구조해석과 보강방안에 대한 대책을 강구하였고, 태양에너지 생산을 위한 지붕의 방위각과 위도에 따른 일사량을 측정한 결과는 다음과 같다. 돈사의 농지의 분류에 따른 결과는 군위지역 돈사의 경우 농림지역을 제외한 곳은 47.8%이었으며 적정 방위각으로 분류하면 21.7%가 활용 가능하였다. 그러나 농지와 방위각을 모두 고려한 조사에서는 10.9%만이 가능하여 돈사의 약 90%는 지붕의 활용이 부적합 한 것으로 판단되었다. 돈사의 지붕 경사각에서는 총 46호 중 10°∼15°가 17호로 가장 많았으며, 20°미만인 경우가 전체의 63%에 해당되었다. 20°이상인 곳은 16호로 전체의 약 35%로 나타나 전반적으로 지붕각은 완만하게 건축되었다. 따라서 돈사의 경우 일사량을 고려하여 태양에너지 설비를 할 경우 최소한 약 4∼5° 정도 지붕경사각이 낮음을 알 수 있었다. 비표준형 돈사에 대한 구조해석을 통하여 보강방안에 대한 대책을 강구하였다. 지붕의 방위각과 위도에 따른 일사량의 측정에서는 정남방향을 기준으로 위도가 27.5°∼50°까지 비교적 높게 나타났으며, 위도를 0°로 고정하였을 경우, 방위각은 S22.5W와 S22.5E에서 높은 것을 알 수 있었다. 따라서 적정 지붕의 경사각은 25°이상으로 건축하는 것이 유리한 것으로 판단되었다.

본 연구는 공기열원 히트펌프 온실에서 환기에 의해 배출되는 에너지 즉 잉여 태양에너지 및 태양열 집열기를 이용하여 축열량 및 이들 에너지를 이용한 온실의 난방효과를 실험적으로 검토하였다. 태양열 집열기의 경우, 실험기간동안 누계 수평면 일사량의 최대, 평균 및 최솟값은 각각 52.2, 22.9 및 3.2 MJ․m-2이었고, 총 일사량은 869.8 MJ․m-2 정도였다. 그리고 집열량의 최대, 평균 및 최솟값은 각각 38,118.2, 22,545.9 및 2,622.1 kcal 정도였고, 총 집열량은 856,742.6 kcal 정도인 것으로 나타났다. 잉여 태양에너지의 경우, 여러 가지 요인에 의해서 온실로부터 회수되는 열량은 다르지만, 온실로부터 회수된 총 잉여 태양에너지는 375,946.7 kcal 정도인 것으로 나타났다. 히트펌프의 경우, 설정온도를 고려하지 않고 축열된 총 축열량은 17,519,085.3 kcal이고, 이 때 소비된 소비전력량은 7,169.6 kWh정도이었고, 시스템의 성능계수는 2.84정도이었다. 그리고 온실로 공급된 난방에너지는 최저 외기온과 유사한 경향을 보이는 것으로 나타났으며, 실험기간동안 총 난방에너지는 9,554,541.9 kcal로서 시간당으로 환산하면 평균 6,653.1 kcal․h-1정도인 것으로 나타났다. 특히 실제 히트펌프에 의해 축열된 량의 54.5%정도만 이용하는 것으로 나타나 난방시스템의 개선이 필요할 것으로 판단되었다. 실험기간동안 태양열 집열기, 잉여 태양에너지 및 히트펌프에 의한 축열량을 난방에너지로 100.0% 이용할 경우, 탄소배출량은 각각 259.7, 116.9 및 5,403.5 kgCO2정도 절감시킬 수 있을 것으로 나타났다.

A 2D axisymmetric numerical analysis was performed to study the characteristics of charge process inside solar thermal storage tank. The porosity and heat transfer coefficient of filler material as well as inlet velocity of heat transfer fluid are selected as simulation parameters. The porosity is varied as 0.2, 0.5, and 0.8 to account for the effect of filler granule geometry. Two levels of the heat transfer coefficient is adopted to assess the heat transfer between heat transfer fluid and filler material. The inlet velocity is varied as 0.00278, 0.0278, and 0.278m/s. As both of the porosity and the heat transfer coefficient increase, the discrepancy of the temperature distributions between the filler and heat transfer fluid decreases. As the inlet velocity increases, the penetration depth of the heat transfer fluid increases proportionally.

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.

A 2D axisymmetric numerical analysis was performed to study the characteristics of charge process inside solar thermal storage tank. The interfacial area density and inertial resistance of filler material are selected as simulation parameters. The interfacial area density is varied as 800, 2000, and 4000 1/m. The inertial resistance is varied as 1, 3, and 5 1/m. When the interfacial area density increases from 800 to 4000 1/m, the discrepancy of the temperature distributions between the filler and heat transfer fluid decreases. As inertial resistance increases from 1 to 5, both of the temperature and fluid flow pattern changes considerably.

본 연구는 주간 동안 온실 내에 발생하는 잉여 태양에너지 축열 시스템 설계에 필요한 기초 자료를 제공할 목적으로 진주 지역에 설치된 와이드 스팬형 온실을 대상으로 락베드 유ㆍ무에 따른 열수지 분석하였다. 파프리카를 재배한 온실의 경우, 락베드를 설치한 온실이 난방에너지를 17.9%정도 절약할 수있을 것으로 나타났으며, 잉여 태양에너지는 90.6%정도 감소하는 것으로 나타났다. 그리고 국화를 재배한 온실의 경우, 락베드를 설치한 온실이 난방에너지를 약 16.0%정도 절약할 수 있을 것으로 나타났으며, 잉여태양에너지는 104.5%정도 감소하는 것으로 나타났다. 또한 난방에너지나 잉여 태양에너지 이외에도 온실에서 작물의 광합성에 이용된 에너지, 복사나 피복면의 대류 등으로 손실되는 열량도 락베드의 유․무에 따라 차이가 있음을 알 수 있다. 온실형태 및 재배작물의 종류가 단위피복 면적당 난방에너지에 미치는 영향은 미미하지만, 베로형 온실이 와이드 스팬형 온실에 비해 3.9～12.0%정도 적게 나타났다. 그러나 잉여 태양에너지의 경우, 벤로 온실이 와이드 스팬형 온실에 비해 12.0～64.1%정도 많게 나타났다.

본 연구는 주간동안 온실 내에서 발생되는 잉여 태양에너지 축열 시스템 설계에 필요한 기초자료를 제공할 목적으로 확보한 표준기상년 데이터를 이용하여 벤로형 온실을 대상으로 잉여 태양에너지를 분석하였다. 파프리카의 경우, 지역별 난방부하는 제주, 진주 및 대관령지역에 대해 각각 약 1,107.8GJ, 1,010.0GJ 및 3,118.5GJ로 분석되었다. 잉여 태양에너지의 경우, 제주지역 1,845.4GJ, 진주지역 1,881.8GJ, 대관령지역은 2,061.8GJ로 나타나 대관령지역이 제주 및 진주지역에 비해 각각 11.7% 및 9.6% 정도 크게 나타났다. 국화의 경우, 지역별 난방부하는 제주지역 1,202.5GJ, 진주지역 1,042.0GJ, 대관령지역은 3,288.6GJ 정도인 것으로 분석되었으며 지역별 차이는 파프리카의 경우와 유사였다. 잉여 태양에너지는 제주, 진주 및 대관령지역에 대해 각각 1,435.2GJ, 1,536.2GJ, 및 1,734.6GJ로 나타나 대관령 지역이 제주 및 진주지역에 비해 각각 20.9% 및 12.9% 정도 크게 나타났다. 파프리카를 재배하는 경우가 국화에 비해 상대적으로 지역에 관계없이 난방에너지가 차지하는 비중은 적고 잉여 태양에너지는 많은 경향이 있음을 알 수 있다. 또한 대관령지역을 제외하면 잉여 태양에너지가 난방에 소요되는 에너지보다 많은 것을 알 수 있다. 소요 난방에너지는 지역 및 재배작물별로 다소 차이는 있지만, 오이가 일반적으로 많게 나타났으며, 그 다음으로 국화 및 파프리카 순이었다. 잉여 태양에너지는 대체적으로 파프리카, 오이 및 국화 순으로 많게 나타났다.

본 연구는 태양에너지를 효율적으로 이용하기 위하여 태양열 집열기와 팬코일유니트(F CU)에 의한 집열량을 실험적으로 검토하였다. 실험기간 동안 진주지역의 최저외기온은 -13.0~25.2℃ 범위에 있었고, 일사량은 0.0~26.6 MJ․m-2 정도의 범위에 있었다. 그리고 평균 일사량 및 최저외기온의 평균은 각각 13.6 MJ․m-2 및 8.1℃ 정도인 것으로 나타났다. 진공관형 태양열 집열기에 설치한 순환펌프를 ON/OFF시켰을 경우, 회수된 열량은 각각 22,473.8 kcal 및 19,438.9 kcal 정도로서 순환펌프의 작동에 의해 약 15.6 %정도 효율이 개선되는 것으로 판단되었다. 평판 및 진공관형 집열기로부터 회수된 총 열량은 각각 2,865,092.1 kcal 및 2,366,119.2 kcal 정도였다. FCU에 의한 실험결과를 보면, FRP를 이용한 경우에 전체 축열량과 공급열량은 각각 1,289,839.3 kcal 및 1,143,807.4 kcal정도였다. WB의 경우는 각각 970,277.0 kcal 및 885,386.0 kcal정도인 것으로 나타났으며, 온실내부의 온도는 최저외 기온보다 약 3.0℃이상 높게 유지되어는 것으로 나타났다.

Excellent electron transport properties with enhanced light scattering ability for light harvesting have made well-ordered one dimensional TiO2 nanotube(TNT) arrays an alternative candidate over TiO2 nanoparticles in the area of solar energy conversion applications. The principal drawback of TNT arrays being activated only by UV light has been addressed by coupling the TNT with secondary materials which are visible light-triggered. As well as extending the absorption region of sunlight, the introduction of these foreign components is also found to influence the charge separation and electron lifetime of TNT. In this study, a novel method to fabricate the TNT-based composite photoelectrodes employing visible responsive CuInS2 (CIS) nanoparticles is presented. The developed method is a square wave pulse-assisted electrochemical deposition approach to wrap the inner and outer walls of a TNT array with CIS nanoparticles. Instead of coating as a dense compact layer of CIS by a conventional non-pulsed-electrochemical deposition method, the nanoparticles pack relatively loosely to form a rough surface which increases the surface area of the composite and results in a higher degree of light scattering within the tubular channels and hence a greater chance of absorption. The excellence coverage of CIS on the tubular TiO2 allows the construction of an effective heterojunction that exhibits enhanced photoelectrochemical performance.

In this research, customized management performance index for small and medium enterprises in solar energy area was developed. To acquire management performance index, first Delphi technique is applied and secondly, AHP(Analytic Hierarchy Process) used to give weight to each main index and then final management performance index was achieved. By developing management performance index, top management could manage their company more efficiently.

본 연구에서는 주간동안 온실 내에서 발생되는 잉여 태양에너지를 분석하고, 또한 잉여 태양에너지의 적정 축열 시스템 설계에 필요한 기초자료를 제공할 목적으로 수행하였다. 분석에 이용된 기상자료는 표준기상년 데이터로서 이용하여 국내 주요 지역을 대상으로 온실 형태별로 잉여 태양에너지를 분석하였을 뿐만 아니라 소요 난방에너지 등도 분석 및 검토하였다. 이상의 결과를 요약하면 다음과 같다. 9개 지역을 대상으로 지역별 잉여 태양에너지를 대해 분석한 결과, 난방에너지 대비 잉여 태양에너지 비율은 온실 형태별로 각각 약 212.0~228.0%로서 제주가 가장 높게 나타났다. 그 다음으로 부산, 광주, 진주, 대구, 대전, 전주, 수원, 및 대관령 순으로 나타났다. 그리고 온실 형태에 관계없이 몇 몇 지역을 제외 하면 잉여 태양에너지만으로 소요 난방에너지를 거의 대체할 수 있을 것으로 판단되었다.