녹색마을 내 탄소순환 해석을 위한 기초 연구

김치호 ( Chiho Kim ),문병은 ( Byeongeun Moon ),이상윤 ( Sangyoon Lee ),김종구 ( Jonggu Kim ),윤용철 ( Yongcheol Yoon ),김현태 ( Hyeontae Kim ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-

국가단위의 온실가스 배출량 산정이 최근 국제적으로 중요한 과제이며, 국가 단위 뿐만 아니라, 소규모의 지자체 또는 마을 단위의 탄소배출량 산정도 거시적 탄소순환을 해석하는데 중요한 요소이다. 특히, 최근 국가적으로 추진되고 있는 녹색마을 또는 에너지 자립마을의 구축을 위해서 본 연구에서는 단위마을내 탄소순환 해석을 위한 구성(요소)별 마을의 탄소 유ㆍ출입량을 산정하기 위한 기준을 만들고, 설정된 기준에 의하여 탄소순환해석을 위한 구성을 설정하고, 각 구성에서 단위 면적당 탄소유입량(고정량), 배출량을 분석하였다. 녹색마을에 있어서 탄소순환 해석을 위한 구성(요소)은 논, 밭, 축사 및 가축, 시설 및 원예, 임야, 초지, 농가, 농기계, 호수 및 강 등으로 분류하였다. 본 연구에서 대상으로 한 녹색마을은 전라북도 김제시 공덕면 황산리 중촌마을로서, 이번 연구에서는 공덕면 단위마을로 하여 구성(요소)별 탄소의 유출입을 산정하였다. 구성(요소)별 탄소의 유출입량은 기존의 문헌을 참고하였으며, 녹색 단위마을의 기초 자료는 김제시청과 공덕면사무소 방문 조사하였으며, 기타 통계자료는 김제시청 홈페이지를 활용하였다. 그 결과, 임야는 침엽수림, 활엽수림, 혼효림으로 구분하여 조사하였으며, 공덕면의 임야 면적은 침엽수림 521.40ha, 활엽수림 0ha, 혼효림 10.64ha 이고, 이에 따른 탄소 저장량은 침엽수림 19178.62 ton/year, 혼효림 772.52 ton/year, CO₂흡수량은 침엽수림 3806.23 ton/year, 혼효림 55.33 ton/year, 탄소 흡수량은 침엽수림 1042.80 ton/year, 혼효림 14.89 ton/year 조사되었다. 또한 초지는 42.51ha, 이에 따른 탄소 흡수량은 7.2267 ton C/year 으로 나타났으며, 논의 경지면적은 1,844 ha 이고, 총 탄소 배출량은 15895.28 ton C/ha/year, 밭작물의 재배 면적은 과채류 16.5 ha, 엽채류 6.2 ha, 근채류 4.3 ha, 조미채소 39.4 ha, 과일류 15 ha, 총 81.4 ha 이고, 이에 따른 총 탄소 발생량은 10910.53 ton C/ha/year 로 조사되었다. 축사는 젖소와 돼지로 구분하여 조사하였고, 공덕면의 젖소 사육 두는 0마리로 젖소 자체의 탄소 발생량은 제외하고, 젖소 농가에 의한 탄소 잔류량을 분석하였다. 이에 따른 탄소 유입량은 204.03 ton C/year, 탄소 배출량은 187.04 ton C/year, 탄소 잔류량은 16.99 ton C/year 이다. 공덕면의 돼지 사육 두는 22,426마리이고 돼지와 돼지 농가에 따른 탄소유입량은 37098.81 ton C/year, 탄소 배출량은 21005.77 ton C/year, 탄소 잔류량은 16093.04 ton C/year로 조사되었다. 농가의 수는 659호이고, 농가 인구는 1,779명이다. 이에 따른 탄소 배출량은 1022.03 ton C, 이산화탄소 배출량은 3747.46 ton CO₂이다. 이와 같이 단위마을 내 탄소순환 해석을 위해 구성(요소)별 탄소 유ㆍ출입을 통하여 탄소의 순환해석이 가능하며, 또한 단위마을 규모를 확대, 축소시키면서 탄소량의 정량화를 통해서 좀 더 정확한 수치의 정량화가 가능할 것으로 판단된다.

자연환기량과 포그분무량 조절에 의한 온실 온습도의 동시제어 기법 연구

김영복(Kim Youngbok),성현수(Sung Hyunsoo),황승재(Hwang Seungjae),김현태(Kim Hyeontae),유찬석(Ryu Chanseok) 한국태양에너지학회 2016 한국태양에너지학회 논문집 Vol.36 No.5

To develope a greenhouse fog cooling system to control the temperature and relative humidity simultaneously to the target value, a theoretical analysis and experiments were done. The control process includes the measuring of environmental variables, setting and coding of the water and heat balance equations to maintain the target temperature and relative humidity in greenhouse, calculating of the open level of the greenhouse roof window that governs the natural ventilation and spray water quantity, and operating of the motor to open/close the roof window and pump to spray for water. The study results were shown to be very good because the average air temperature in the greenhouse was kept to be about 28.2℃ with the standard deviation of about 0.37℃ compared to the target temperature of 28℃ and the average relative humidity was about 75.2% compared to the target relative humidity was 75% during the experiments. The average outside relative humidity was about 41.0% and the average outside temperature was 27.2℃ with the standard deviation of about 0.54℃. The average solar intensity in the greenhouse was 712.9 W. The wind velocity of outside greenhouse was 0.558 ㎧ with the standard deviation of 0.46 ㎧.

영산강하구둑 다기능 개발 방안 연구

김영화 ( Younghwa Kim ),한국헌 ( Kukheon Han ),김현태 ( Hyeontae Kim ),한상필 ( Sangpil Han ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-

영산강 하구둑은 '영산강유역 농업종합개발사업Ⅱ단계('76~'81)'사업의 일환으로 1976년 10월 착공하여 1981년 12월에 완공되었으며, 목포시에서 상류쪽으로 약 6km 되는 곳의 바다를 막아 축조한 방조제로 수자원 확보(농ㆍ공ㆍ생활용수 32억㎥), 국토확장 31,072ha(간척토지 18,000ha), 다목적 용지 개발(농업, 공업, 도시용지공급), 육운개선(84km) 및 해안선 단축(210km) 등의 개발효과를 가져 왔으며, 영산호의 제원을 보면, 유역면적 34,700ha, 만수(호수)면적 3,460ha, 총 저수량 2억5천만톤, 방조제 길이 4,350m로 영산강 ⅢㆍⅣ단계 용수공급은 물론 생활용수 및 공업용수를 공급하는 다목적 댐으로 이용되고 있다. 그러나, 시대적 변화 및 시설의 노후화에 따라 기존 단순 시설물로서 조성된 영산강 방조제는 관광자원 및 자연친화적 시설로서 구조와 기능의 개선이 필요한데, 단순 개보수 형식의 구조개선 사업에서 벗어나 해안과 담수호의 경계에 위치한 하구둑이 갖는 관광, 휴식, 위락 등 다양한 기능의 개발 및 잠재여건과 수요를 반영하고, 친환경적인 요소를 가미한 체계적 개발기법을 적용한 개발이 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 국내외 하구둑에 대한 활용현황 및 해외사례를 제시하였으며, 영산강하구둑 제반사항 및 이용현황을 조사 SWOT 분석을 통해 영산강하구둑이 갖는 강점, 약점, 기회, 위협 등을 분석하고, 또한 공간구조에 따른 여러 기능을 분석하여 제시하였다. 영산강하구둑의 공간구조를 시종점부, 담수호부, 해측 공간, 배수갑문 공간 및 구조물(중간)공간의 5가지로 구분하여 각각의 공간에 대한 특징, 이용형태 및 다기능 활용방안을 제시하였다. 또한, 관광, 생태, 휴식, 위락 등 주변여건과 어울리는 친환경적인 조성방향 및 관광자원을 고려한 다양한 프로그램 제시를 통해 영산강하구둑의 다기능 개발방안을 제안하였다.

물수지법을 이용한 영산강하구둑 배수갑문 능력 검토 및 적정 규모 결정

김영화 ( Younghwa Kim ),한국헌 ( Kukheon Han ),정해원 ( Haewon Jeong ),김현태 ( Hyeontae Kim ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-

최근 이상기후에 따른 홍수량 증가 및 외조위 상승에 따라 하구둑 배수갑문 확장이 이루어지고 있는데, "영산강유역종합치수계획보고서"에 의하면 영산강하구둑의 경우 홍수량 증가에 따라 현행 240m에서 480m로 배수갑문 확장 계획을 수립하였다. 이에 따라 본 연구에서는 외조위, 영산호 저류량(내수위), 유입량, 배수갑문 방류량 등을 이용한 물수지법으로 영산강하구둑 배수갑문 확장시 다양한 Case에 따라 배수갑문 능력 검토 및 확장 적정규모를 결정하였다. 물수지법 적용을 위한 외조위 및 홍수유입량은 "영산강유역종합치수계획보고서"의 자료를 활용하여 검토하였으며, 영산호 저류량을 위한 내용적은 '98년도 영산강 하천정비기본계획(건설교통부) 자료를 이용하였으며, 배수갑문 능력 검토 및 확장 적정규모 결정을 위한 Case는 현행 폭 240m에서 120m씩 증가시켜 600m까지 4가지 Case에 대해 분석하였다. 그 결과는 다음과 같다. Case 1(현행 240m)의 경우 장래 목표연도 100년빈도 홍수유입량(8,310㎥/s)에 대해 배수갑문 배제능력을 검토한 결과, 최고 홍수위가 EL.+2.7m까지 상승하는 것으로(영산강유역종합치수계획보고서 EL.+2.30m보다 40cm 높게 분석) 영산강 계획홍수위 EL.+1.64m 보다 106cm 높은 것으로 영산호 배수갑문 확장이 필요한 것으로 나타났다. Case 2의 경우 장래 홍수유입량(8,310㎥/s)에 대해 현행 배수갑문에서 120m 확장한 360m에 대해 배수갑문 능력을 검토한 결과, 최고 홍수위는 EL.+2.46m로 현행 240m 보다 24cm 낮아진 것으로 분석되었으며, 계획홍수위에 비해 82cm 높은 것으로 나타났다. Case 3의 경우 현행 배수갑문에서 240m 확장한 480m에 대해 배수갑문 능력을 검토한 결과, 최고 홍수위는 EL.+2.30m(영산강유역종합치수계획보고서 EL.+199m보다 31cm 높게 분석)로 현행 보다 40cm 낮아진 것으로 분석 되었으며, 계획홍수위에 비해 66cm 높은 것으로 분석되었다. Case 4의 경우 현행 배수갑문에서 360m 확장한 600m에 대해 배수갑문 능력을 검토한 결과, 최고 내수위가 현행 폭 240m인 경우보다 약 44cm 낮아진 EL.+2.26m로 분석되었으며, 폭 480m의 경우와 비교하면 4cm 정도의 차이를 보이는 것으로 분석되었다. 결론적으로 영산강하구둑 배수갑문 배제능력을 검토한 결과, Case 3과 4의 경우는 홍수량의 유입과는 상관없이 최대 내수위 차이가 별로 없는 것으로 보아 배수갑문의 배제능력은 폭과의 관계도 중요하지만 외조위의 영향이 더 크게 작용하는 것으로 판단되며, 영산강하구둑 배수갑문의 적정규모는 Case 3의 경우 현행 폭 240m의 2배인 480m가 적정한 것으로 판단된다. 또한 영산강하구둑의 계획홍수위 EL.+1.64m로 내수위를 저감하기 위해서는 영산강하구둑 단독 확장만으로는 배제가 어려우므로 영산-연락수로-영암호 연계운영을 통한 영산호 내수위 저감이 적절한 것으로 나타났다.

청년 임차자의 주택구매에 대한 인식과 경제적 준비: 소비성향과의 관계를 중심으로

이혜주(Lee, Hyeju),김현태(Kim, Hyeontae),이휘현(Lee, Hwihyun),황윤서(Hwang, Yoon-Seo),이현정(Lee, Hyun-Jeong) 한국생활과학회 2021 한국생활과학회 학술대회 Vol.2021 No.5

청년 임차자의 주택구매에 대한 인식과 경제적 준비: 소비성향과의 관계를 중심으로

이혜주(Lee, Hyeju),김현태(Kim, Hyeontae),이휘현(Lee, Hwihyun),황윤서(Hwang, Yoon-Seo),이현정(Lee, Hyun-Jeong) 한국생활과학회 2021 한국생활과학회지 Vol.30 No.5

시스템 변경에 따른 태양광발전시스템의 발전성능

권순주 ( Sunju Kwon ),서원명 ( Wonmyung Suh ),김현태 ( Hyeontae Kim ),윤용철 ( Yongcheol Yoon ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-

본 연구는 온실 운영에 필요한 전력량을 확보함으로써 온실경영비 절감을 목적으로 우선 태양광발전시스템을 온실의 인접한 건물의 옥상에 설치하여 기상상태에 따른 발전량을 두 가지 시스템을 실험적으로 검토하였다. 첫 번째 시스템의 경우, 일사량에 의하여 생성된 발전량은 발생과 동시에 니크롬 열선을 이용하여 소모되도록 구성하였다. 두 번째 시스템의 경우는 생성된 발전량은 인버터, 축전지, 컨트롤러(인버터 및 축전비), 부하(전등) 등으로 구성하였다(구성도 참고). 그 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 먼저 첫 번째 시스템의 경우, 2009년도 실험에서는 진주기상대와 교내를 포함하여 최고, 평균 및 최저온도는 각각 -0.7~35.2, -6.1~28.1 및 -14.1~26.2 ℃ 정도의 범위에 있었다. 일사량의 최고, 평균 및 최저는 각각 29.6 MJㆍm^-2, 13.7MJㆍm^-2 및 0.1 MJㆍm^-2정도였고, 일일 발생된 전력량은 각각 약 5.2 kWh, 2.5 kWh 및 0.0 kWh 이었다. 누계 일사량과 전력량은 각각 약 5,395.8 MJㆍm^-2 및 784.3 kWh 정도이었다. 2010년도의 경우, 2009년도에 비해 상대적으로 데이터 결손이 많았지만, 실험기간 동안(170일) 최고, 평균 및 최저온도는 각각 -2.1~37.6 -4.9~29.4 및 -11.6~25.9℃ 정도의 범위에 있었다. 일사량의 최고, 평균 및 최저는 각각 25.53 MJㆍm^-2, 12.7 MJㆍm^-2, 0.0 MJㆍm^-2정도였고, 일일 전력량은 각각 약 3.76 kWh, 1.5kWh 및 0.0 kWh 이었다. 누계 일사량과 전력량은 각각 약 2160.13 MJㆍm^-2 및 252.67 kWh 정도이었다. 발전량을 기준(2009, 2010년)으로 볼 때, 발전기의 효율에는 큰 차이가 없는 것으로 판단되었다. 시스템을 변경한 경우, 실험기간(2011. 02. 01~07. 31) 동안(100일)의 자료를 기준으로 최고, 평균 및 최저온도는 각각 3.7~34.8, -4.6~27.8 및 -13.3~25.1 ℃ 정도의 범위에 있었고, 일사량의 최고, 평균 및 최저는 각각 27.9 MJㆍm^-2, 14.7 MJㆍm^-2, 0.7 MJㆍm^-2정도였다. 일일 전력량은 각각 약 0.9 kWh, 0.32 kWh 및 0.0 kWh 이었다. 누계 일사량과 전력량은 각각 약 1456.9 MJㆍm^-2 및 97.7 kWh 정도로서 시스템 1에 비하여 전력량이 상당히 감소한 것으로 나타났다. 부하(전등)에 의하여 소비된 전력은 31.7 kWh로서 실제로 발생된 전력량의 32.4 %에 불과한 것으로 나타났다. 이것은 시스템 2의 설계에 문제가 있는 것으로 판단된다.

Comparison of PID Controllers by Using Linear and Nonlinear Models for Control of Mobile Robot Driving System

장태호(Tae Ho Jang),김영식(Youngshik Kim),김현태(Hyeontae Kim) Korean Society for Precision Engineering 2016 한국정밀공학회지 Vol.33 No.3

영산강하구둑 어류생태 보호를 위한 어도 설치 방안 연구

한국헌 ( Kukheon Han ),김영화 ( Younghwa Kim ),김현태 ( Hyeontae Kim ),전건영 ( Keonyoung Jeon ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-

우리나라 서해안 간만 차는 인천만의 9m를 최고로, 대부분 5m 이상(남해안 2m 및 동해안 0.3m 내외)으로 하구둑의 생태계 보존과 어류의 서식처 복원을 고려한 적정 어도 설치는 이런 조수간만의 차이와 어류상에 따라 형식 및 규모가 설계되어야 할 필요성이 있는데, 1981년 완공된 영산강하구둑은 서해안의 조위변동에 직접적인 영향을 받는 감조하천구간으로 건설당시 이수, 치수, 토지이용을 주목적으로 축조되어, 축조 당시 생태환경의 변화를 간과 어도는 설치되지 않았으며, 1996년 통선문 기능 위주로 설치된 구조물에 유인수 펌프를 설치하는 형식으로 통선문겸용 갑문식어도로 활용되고 있으나 그 기능은 미흡한 실정이다. 따라서, 영산강하구의 생물다양성 확보 및 어도의 관찰공간과 주변경관을 연계하여 자연생태학습장 및 관광자원화 확보 등 지역경제 활성화를 위해 신규 어도 설치가 필요하다. 그러므로, 본 연구에서는 영산강하구둑 신규 어도 설치를 위해, 기존 통선문겸용 갑문식어도의 문제점을 분석하고, 영산강 하구둑 어도 설치 대표어종 선정을 위해 기존 문헌 및 현지조사 등을 통해 영산호, 영산호 상류의 영산강 수계, 영산호 주변의 연안역 및 인접 수역인 영암호와 그 상류수계에 서식하고 있는 어류를 분석하였으며, 신규 어도에 대한 생태유지 기본유량, 어도의 형식 및 위치선정 검토, 어도의 규모 등을 결정하였다. 기존 통선문겸용 갑문식어도의 문제점 분석결과, 생물 다양성에 확보에 있어 회유성 어류가 많은 것으로 나타났으며, 어류의 집어 효과와 소상효율에 있어 갑문 개폐시간은 년 평균 1회당 47분으로 극히 한정되어 어류의 소상에 충분한 시간을 제공하지 못하였고, 어도의 입구는 우안인 영암측 하구둑 시점에서 370m 안쪽으로 위치하고 있어 어류가 어도 입구를 찾기가 어렵게 되어 있었다. 신규 어도 대상어종 선정을 위해 영산호, 영산호 상류의 영산강 수계, 영산호 주변의 연안역 및 인접수역인 영암호와 그 상류수계에 서식하고 있는 어류를 분석한 결과, 대표어종은 회유성 어류인 뱀장어, 웅어, 주연성 어류인 줄공치, 학공치, 숭어를 선정하였다. 영산강하구둑 신규 어도는 어류의 원활한 이동과 생태환경의 복원을 위하여 통선문을 이용한 갑문식 어도를 계획(하구둑 구조개선 사업의 일환으로 추진중인 배수갑문 확장 및 통선문 설치시)하였고, 남측(영암군 측)에는 기존 농업용 배수로를 활용하여 생물 다양성 확보를 위해 회유성 어류 및 주연성 어류의 산란, 서식 등을 도울 수 있는 염수 Pond, 기수 Pond, 담수 Pond를 계획하여 어종들이 자연스럽게 이주할 수 있는 자동제 수문부 친환경자연형수로식 어도가 타당할 것으로 판단된다.

새만금 묘목장 조성방안 연구

송재도 ( Jaedo Song ),손용만 ( Yongman Son ),전건영 ( Geonyeong Jeon ),김두환 ( Doohwan Kim ),서동욱 ( Donguk Seo ),김현태 ( Hyeontae Kim ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-

간척지는 바다에 둑을 막아 내륙화한 지역으로 생태환경에 있어서 급격한 변화가 이뤄지고 있는 상황이다. 새만금간척지 개발사업은 저탄소 녹색성장의 시범지역, 청정생태환경, 간척지 생태환경 복원 등 환경친화적인 개발을 계획하고 있어 이에 대한 적극적인 대응책 마련이 필요하다. 한편, 새만금간척지 개발은 혁신도시, 4대강사업, 기업도시 조성 등과 함께 대규모 국책사업이 동시에 이루어지고 있어 묘목수급의 불안정을 초래할 수 있으며, 수급불안정으로 인해 가격상승에 따른 수목식재에 과다한 예산이 투입될 수 있다. 따라서, 묘목에 대한 안정적 공급기지 확보가 필요하며, 적기에 나무를 공급할 수 있는 대규모 묘목장 확보가 요구되어진다. 이에 본 연구에서는 간척지에 적응력이 강한 내염 및 내조성 수종을 대상으로 새만금에 안정적인 묘목공급 위한 묘목장 300ha의 조성방안에 관한 내용을 기술하였다. 먼저, 국내외 수목공급여건을 파악하였고, 단지조성과 관련하여 새만금간척지 묘목장의 비젼, 조성방안, 도입가능시설, 식재토양의 관리방안 등을 제시하였으며, 다음으로 2009년부터 운영중인 새만금 묘목장 시험포장에서 실시한 식재수종의 선발, 생육상황 등에 관하여 분석한 내용을 기술하여 향후 새만금 내부개발에 기초자료로 제공하고자 한다.