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4차산업 기술을 활용한 태양광 패널 유지관리 기술 연구
곽진우 한국품질경영학회 2021 한국품질경영학회 학술대회 Vol.2021 No.-
세계 인류는 산업혁명 이후 정보통신 융합 기술 등 에너지 신산업을 포함한 4차 산업혁명의 변화를 겪고 있으며 이를 뒷받침하기 위해 에너지 사용량이 빠르게 증가하고 있다. 에너지 시장에서 태양광에너지발전은 ‘22년까지 전 세계적으로 900GW 용량에 이를 것으로 예측되며 미국의 경우, 연평균 O&M(Operation & Maintenance)성장률이 38%를 기록하는 등 기술력이 꾸준히 높아지고 있다. 반면 국내는 양적 보급위주의 정책 추진으로 유지관리 측면의 질적 수준 및 인력이 미흡한 상황이다. 통상 수명이 20년 이상 되고 내구수명이 길어 유지관리의 중요성이 주목받지 못하지만, 실제 설비운영 시 태양광 패널에서는 음영, 손상, 오염, 열화, 시공불량 등으로 설계성능에 못 미치게 운영되는 경우가 흔히 발생한다. 또한 태양광 발전은 고층 건물, 외벽, 수상 등 설치장소의 다변화로 점검 시 안전사고 위험도가 높아져 최근 들어 유지관리 시스템에 대한 연구개발의 필요성이 대두되고 있다. 이러한 태양광 발전소의 효율 저하 문제와 안전사고 예방을 위해 유지보수 관리 측면의 새로운 운영체계가 필요하다. 특히, 우리나라와 같이 국토가 좁고 에너지가 부족한 나라에서 에너지 효율을 높일 수 있는 유지관리 기술 개발은 기술 경쟁력을 강화하고 신성장 동력을 창출하는 방안이 될 수 있다. 이에 본 논문에서는 한국동서발전의 적용 사례를 중심으로 드론, 머신러닝, IoT 등 4차산업 기술융합을 통해 태양광 패널 점검을 자동화하여 작업자 안전사고를 예방 및 발전소 운영효율을 향상시킨 태양광 설비 유지관리 기술 연구내용을 소개하고자 한다.
곽진우(J. W. Kwag),백승문(S. M. Baek),정영권(Y. K. Jung),이곤재(G. J. Lee),윤정인(J. I. Yoon) 한국마린엔지니어링학회 2010 한국마린엔지니어링학회 학술대회 논문집 Vol.2010 No.10
This paper presents the prevention of frying oil rancidity by using a refrigerator. Fries in a hot frying process is done automatically by the reaction of oxygen in the air and heat degradation occurs by oxidation, heating, combined heat and oxidative polymerization occurs, and Fries will cause the loss of nutrition. This development technique using freezer on the bottom of the fryer, a couple of layers of water oxidation, won who is the main byproduct of the removal and allows the removal of trans fat. And frying oil for a long time to clean the aim is to enable. Frying oil frequent replacement due to oil rancidity, reducing the effective cost savings generated during and after use frying oil pollution of the environment is intended to reduce the problem.
열분해 온도가 NaOH로 전처리된 소나무 톱밥 바이오차에 의한 Carbamazepine과 Ibuprofen 흡착에 미치는 영향
곽진우(Jinwoo Kwak),박상우(Sangwoo Park),신재관(Jaegwan Shin),전강민(Kangmin Chon) 대한환경공학회 2020 대한환경공학회지 Vol.42 No.2
목적 : 본 연구에서는 열분해 온도가 소나무 톱밥을 NaOH로 전처리하여 제조한 Biochar를 이용한 의약품(i.e., ibuprofen (IBF) and carbamazepine (CBZ)) 제거에 끼치는 영향에 대해서 평가하였다. 방법 : 본 연구에서는 600℃와 800℃에서 열분해한 Biochar들(PB-600, PB-800)에 의한 의약품의 제거 기작을 조사하기 위해 2가지 동역학 모델과 2가지 흡착 등온식 모델을 이용하였다. 또한, 다양한 조건들을 조절하면서(adsorbent doses: 5 - 40 mg/L; 20 - 160 mg/L; temperature: 15 - 45℃; ionic strength: 0 - 0.5 M) 변수들이 의약품 제거에 미치는 영향을 알아보았다. 결과 및 토의 : PB-800은 PB-600에 비해 더 넓은 비표면적(PB-600 = 408.70 m²/g; PB-800 = 472.92 m²/g)과 공극부피(PB-600 = 0.336 cm³/g; PB-800 = 0.658 cm³/g), 공극크기(PB-600 = 4.63 nm; PB-800 = 6.25 nm)를 가졌기 때문에 CBZ과 IBF에 대해 더 높은 제거효율을 가지는 것으로 판단된다. 이를 통해, PB-600과 PB-800의 물리적 특성이 CBZ과 IBF의 제거에 대하여 크게 기여하는 것을 알 수 있었다. 등온흡착 실험의 결과, PB-600에 의한 IBF의 흡착은 단층 흡착의 특성을 가진 Langmuir 등온식이 더 적합하였고, PB-600에 의한 CBZ의 흡착과 PB-800에 의한 IBF과 CBZ의 흡착은 다층 흡착의 특성을 가진 Freundlich 등온식이 더 적합하였다. PB-600과 PB-800에 의한 CBZ 의 흡착은 온도의 영향을 크게 받지 않는 것으로 나타났으나, IBF의 흡착은 온도가 증가하면 약한 상호 작용력이 발생하여 제거효율이 감소하였다. 이온강도가 PB-600과 PB-800에 의한 CBZ과 IBF의 제거에 끼치는 영향에 대하여, IBF의 흡착은 이온강도가 증가할수록 제거효율이 증가하는 것으로 나타났으나, CBZ의 흡착에는 영향을 상대적으로 적게 끼치는 것으로 나타났다. 결론 : 본 연구는 높은 열분해 온도가 Biochar에 의한 대상 의약품의 제거효율을 향상시킬 수 있다는 것을 입증하였다. 또한, 대상 의약품에 대한 Biochar들의 흡착 메커니즘은 비표면적, 공극부피와 공극크기에 의존하는 것으로 사료된다. Objective : The main purpose of this study was to examine the impacts of the pyrolysis temperature on the removal of pharmaceuticals (i.e., ibuprofen (IBF) and carbamazepine (CBZ)) using NaOH pre-treated biochars produced from pine sawdusts. Methods : Two different types of kinetic and isotherm models were applied to investigate the adsorption mechanisms of IBF and CBZ by the NaOH pre-treated biochars produced at 600℃ (PB-600) and 800℃ (PB-800). In addition, the removal efficiencies of IBF and CBZ by PB-600 and PB-800 were compared under various conditions (adsorbent doses: 5 - 40 mg/L; 20 - 160 mg/L; temperature: 15 - 45℃; ionic strength: 0 - 0.5 M) to assess their feasibility as an alternative adsorbent for the removal of pharmaceuticals. Results and Discussion : PB-800 could more effectively remove CBZ and IBF than PB-600 because of its larger specific surface area (PB-600 = 408.70 m²/g; PB-800 = 472.92 m²/g), pore volume (PB-600 = 0.336 cm³/g; PB-800 = 0.658 cm³/g), and pore size (PB-600 = 4.63 nm; PB-800 = 6.25 nm). The Langmuir isotherm was more suitable for adsorption of IBF by PB-600 and the Freundlich isotherm was well fitted to the adsorption of CBZ by PB-600 and adsorption of CBZ and IBF by PB-800. The adsorption of CBZ by PB-600 and PB-800 was not affected by temperature while the removal efficiency of IBF was decreased with increasing the temperature due to the increased repulsive interaction between IBF and the biochars. Furthermore, the effects of the ionic strength on the adsorption of IBF were more pronounced than that of CBZ due to the differences in the surface charge properties. Conclusions : The higher pyrolysis temperature can improve the physicochemical properties of the NaOH pre-treated pine sawdust biochars associated with the removal of the pharmaceuticals (i.e., CBZ and IBF). Moreover, the adsorption mechanisms of CBZ and IBF by the biochars were strongly influenced by their specific surface area, pore volume and pore size.