Nothing, Everything _ Soli Deo Gloria

외삽법에 의한 인구 증가 추이 분석

1. 지역 선정 및 조사

   1) 선정 지역: 대구광역시

    2) 선정 배경

  대구광역시에서 초등학교 1학년 때부터 대학교 졸업할 때까지 약 20년을 살았다. 하지만 대구가 어떠한 역사적 배경을 가지고 있는지, 다른 도시들과 다른 특성들은 무엇인지 젼혀 모르고 있다. 대구를 선정하여 조사 및 분석함으로써, 대구에 대한 정보를 많이 습득하여 대구에 대한 이해를 높이기 위함이다.

     3) 대구광역시의 특성

        ➀ 위치

대한민국 동남부 내륙에 있는 광역시이다. 동쪽으로 경상북도 경산시,영천시, 서쪽으로 고령군, 성주군, 북쪽으로 군위군, 칠곡군, 남쪽으로 청도군, 경상남도 창녕군이 인접한다.

        <그림-1> 대구 위치

   ➁ 지형 및 기후 
        - 대구는 북동부와 남부는 산지로 둘러싸여 있고, 서부가 상대적으로 개방되어 있는 분

          지형 지형이며, 겨울에는 춥고 여름은 무더운 내륙분지형 기후의 특성을 가짐.

                    - 2008년 연평균 기온은 15.0℃로, 월평균기온은 8월이 27.6℃로 가장 높고, 1월이

                    3.3℃로서 가장 낮음.

                     - 대구지역의 지난 30년 간((1973년~2002년) 강수량은 1,035.8㎜로 우리나라의 대표

                      적인 과우지역임. 1년 중 6~9월에 비가 가장 많이 내리며, 2008년 총 강수량은 973.9

                      ㎜이며, 월강수량은 가장 많은 달은 8월로 198㎜이다. 반면에 1월 강수량은 30㎜에 지

                      나지 않음.

                ➂도시 발전 특성

                    - 1769년 서문시장을 비롯한 물물교환기구가 1,604개처로서 활발한 물물교환으로 약

                       령시와 더불어 상업의 중심지를 형성함.

                    - 1941년 제1공업단지 면적 862,000㎡를 조성하여 방직공장을 건설함으로서 전국 제

                       1의 섬유공업도시로 발전되어 우리나라 근대공업의 선도적 역할을 담당함.

                    - 1981년 대구직할시로 승격되고, 1995년에 대구광역시로 확장됨

2. 인구 증가 추이 분석

    1) 참조연도 기간 : 1950~2000

     2) 인구 증가율 분석

표1

<표 1>을 보면 한국은 연평균 수자원 총량 1,240억㎥중 42%에 해당되는 517억 ㎥가 증발, 침투 등에 의하여 손실되며, 나머지 58% 697㎥는 하천을 통하여 유출됩니다. 하천유출량 697억㎥중 522억㎥는 홍수시 바다로 유출되고, 201억㎥ 평상시에 유출됩니다. 실제 우리가 사용하고 있는 물의 양은 337억㎥으로 총의 27%에 불과합니다.

 우리나라의 수자원 중 많은 부분이 손실되거나 바다로 유실되게 하는 물 관리에 문제가 있다. 그에 반해 물이용량은 1965년 51억㎥에서 2003년 337억㎥으로 약 30년 동안 6배 이상 증가(인구는 2,870만 명에서 4,780만 명으로 1.7배 증가)하였다. 증가하는 물 수요에 대한 수자원의 확충이 필요합니다. 그 대안이 빗물입니다. 빗물은 흘려보내지 말고 잘 모아서 관리한다면 현재 염려하는 미래의 물부족현상에 대처할 수 있을 것입니다.

 하지만 현재 정부측에서는 빗물을 수자원으로 인식하지 않고 있으며, 국가 정책 및 제도면에서 문제점이 많습니다. 따라서 이번 국회 정책토론회를 통해 그 문제점을 짚고, 새로운 물 정책 대안을 마련하고자 합니다.

 국회 정책 토록회에 관심이 있으시거나 참여하시길 원하시는 분은 아래의 연락처로 연락주시기 바랍니다. 전화는 연구실 전화번호로 해주시고, 문자는 개인번호를 통해 보내주시길 부탁드립니다. 메일을 사용하셔도 됩니다. 많은 시민들의 참여는 빗물 관리 정책이 올바른 방향으로 나아가는데 원동력이 될 것입니다. 생각만으로 변화는 일어나지 않습니다. 행동하고 참여할 때, 비로소 변화는 시작됩니다. 변화를 일으키는데 동참하시고자 하는 많은 분들의 연락 기다리겠습니다.

연락처

첨부파일

1.국회정책 토론회 초청장.pdf

2. 행사정보.pdf

많은 참여 부탁드립니다.

1. 조류의 정의

   1) 조류(藻類, algae) 정의

(1) 식물플랑크톤으로 알려져 있고, 수중에서 햇빛이 있는 상태에서 이산화탄소나 질소, 인과 같은 영양염류를 섭취하여 자라며, 물벼룩이나 물고기의 먹이원이 되는 생물이다.

(2) 대부분 100~1000배로 확대해야 보이는 현미경적 크기의 생물로 세균보다 크고, 원생동물보다 적은 크기를 가진다

(3) 엽록소(클로로필)를 가지고 있어 광합성을 통해 산소를 생산하므로 식물처럼 간주되기도 하며, 조류의 다수를 측정하기 위해 엽록소를 측정하기도 하기도 한다.

2. 조류(藻類)의 종류

1) 조류의 분류는 학자에 따라 4개의 그룹으로 분류하는 사람에서부터 13개 그룹으로 분류하는 사람까지 다양하며, 일반적으로 다음과 같은 특징에 따라서 분류한다.

•조류의 형태적 특징

•조류가 가지고 있는 색소(pigments)의 성질과 특성

•세포내의 저장물질의 특징

•편모(flagella)의 형태, 수, 부착 위치

•세포벽의 화학적 구성과 물리적 특징

•증식방법

2) 일반적으로 남조류, 규조류, 황색편모조류, 갈색편모조류, 녹조류, 와편모조류, 유글레나조류, 홍조류, 갈조류 등으로 구분한다.

      ① 남조류

가. 남조류는 단세포로서 세균처럼 핵막이 없고, 엽록소와 남조소를 가지고 있어 광합성을 하며 이분법으로 번식한다. 단세포인 남조류는 대부분 여러 세포들이 모여 실모양으로 군체를 이루고 있어 다세포 생물처럼 보인다.

나. 대부분의 남조류는 플랑크톤의 범주에 들어가며 어류의 먹이가 된다. 토양, 바위, 나무 위, 바다, 연못, 수영장, 또는 물이 새는 수도꼭지 등과 같은 수중 환경에 넓게 분포되어 있으며, 점액질의 껍질을 가지고 있어 건조한 환경에도 잘 견딘다.

다. 유기물을 많이 포함한 물이 호수나 강물에 유입되면 유기물 속의 인산이나 질산 등이 비료 역할을 하여 남조류가 폭발적으로 번식한다. 이는 강물이 녹색으로 변하는 녹조 현상의 원인이 된다.

    ②녹조류

가. 색소체(色素體)가 다량의 엽록소(葉綠素)를 가지고 있어 녹색을 띠는 조류(藻類)이며, 클로로필 a 및 b를 고등식물과 거의 같은 비율로 함유하고 있고 그 밖에 고등식물과 같은 카로티노이드 색소를 가진다. 색소체는 흔히 녹말형성체 피레노이드를 가지고 광합성(光合成)에 의해 녹말을 만든다.

나. 유성생식(有性生殖)은 서양배 모양의 노출된 원형질의 작은 덩어리로서 보통 선단에 두 개의 같은 길이로 된 섬모를 가진 배우자(配偶子)로 이루어지며, 같은 형끼리 접합하는 경우, 다른 형의 경우, 또는 알과 정자로 분화되어 있는 경우도 있다.

다. 무성생식(無性生殖)은 배우자를 닮은 유주자(遊走子)로 보통 행해지며, 그 밖에 부동포자(不動胞子)·휴면포자(休眼胞子) 등도 만든다.

라. 그 종류는 많은데, 클로렐라와 같이 단세포로서 섬모도 없고 운동력도 없지만, 무수히 번식하여 물을 녹색으로 만드는 것, 파래와 같이 사상(絲狀) 또는 지상(紙狀)으로 퍼져 나가는 다세포를 가진 것 등 여러 가지가 있다.

▲ 클로렐라

     마. 하천이나 도수로(導水路), 여과지 등에 번식하여 수로를 방해하고, 착색, 발취(發 臭), 막힘 등의 원인을 이룬다. 염소나 황산동 등의 살균제에 강한 종류가 많아 주의가  필요하다.

낙동강

      ③ 홍조류

     가. 대부분이 바다에 살며 적색 또는 적자색을 띠고, 엽록소 a와 d(일부) 외에 피코빌린계 색소로서 피코시아닌과 피코에리트린을 가진다. 대부분이 다세포체이고, 현 미경적인 크기를 가지는 것부터 1~2m에 이르는 큰 개체도 있다.

      나.  홍조류는 무성생식으로 사분포자 · 단포자 · 이분포자 등을 형성하는데, 이들은 복상인 포자체에서 감수분열로 형성되며, 특히 사분포자는 종류에 따라서 환형(環形) · 십자형(十字形) 또는 삼각추형(三角錐形)으로 갈라진다.

   라. 유성생식은 단상인 배우체가 정자와 조과기(造果器)를 각각 형성하고 이들의 수정 결과 만들어지는 과포자들에 의해 이루어지는데, 수정으로부터 과포자를 형성하는 과정은 홍조류의 분류군에 따라서 다른 독특한 형태를 나타내기 때문에 이것을 분류 군의 주요한 식별형질의 하나로 삼는다.

   마.홍조류는 크게 나누어 김 · 보라털 등이 속하는 원생홍조아강(Bangiophycidae ;

   Protoflorideophycidae)과 우뭇가사리 · 꼬시래기 등이 속하는 진정홍조아강

  (Florideophycidae)으로 갈리며, 전자에는 마디털목(Goniotrichales) · 보라털목

  (Bangiales) 등이, 후자에는 국수나물목(Nemaliales) · 우뭇가사리목(Gelidiales) · 지

  누 아리목(Cryptonemiales) · 돌가사리목 (Gigartinales) · 로디메니(Rhodymeniales) ·

  비단풀목(Ceramiales) 등이 있다.

                             ▲외흐늘풀

      ⑤ 황색편모조류(黃色鞭毛藻類)

규조류 ·황록조류(부등모조류)의 대부분과 편모조류의 일부를 포함한다. 함유색소가 엽록소에서는 a와 c가 있고 b가 없으며, 다시 카로티노이드류를 다량으로 함유하고, 체색은 황록색 또는 황갈색을 띤다. 또 동화산물과 저장물질은 유지(油脂) 또는 고급알코올류이다.

      ⑥와편모조류

가. 엽록소 a 와 c, β-카로틴, 크산토필계 페리디닌(peridinin) 색소를 갖는 조류로 두 개의 편모를 가진다.

나. 서로 다른 운동을 하는 두 개의 편모를 세포의 정단부 또는 복부에 가지고 독립영양, 혼합영양, 섭식영양, 기생, 공생 등의 다양한 영양 상태를 보이는 단세포 편모류. 독립영양체는 광합성 색소를 가지고 식물플랑크톤으로 출현하고 때로 적조를 일으키기도 한다. Noctiluca(야광충)는 광합성 색소 없이 다른 원생생물을 포식하는 동물플랑크톤으로 출현하고, 일부 종은 다른 원생동물에 기생하여 숙주를 사멸시키며, 또 다른 일부 종은 황록공생조류(Zooxanthellase)로 출현하여 유공충, 산호충 등의 내부에 공생한다.

       ⑦ 유글레나 조류

녹색을 띠는 단세포 편모조류로 엽록소 a와 b 및 카로틴과 크산토필계 색소를 가지고, 원형질막 안쪽에 pellicle이라는 단백질성 막을 가짐. 색소가 없는 동물성의 유글레나도 있다.

  ▲Lepocinclis fusiformis

참고 사이트

네이버 지식백과

http://ihe.busan.go.kr/05result/02_10_04.jsp

http://psf.co.kr/sub/sub4-3.htm

http://blog.naver.com/PostList.nhn?blogId=solus43

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 신 재생에저지는 재생에너지와 신에너지로 분류된다. 재생에너지는 8개로 태양열, 태양광, 바이오, 풍력, 수력, 해양, 지열, 폐기물 에너지이다. 신 에너지는 3개로 수소에너지, 연료전지, 석탄액화가스이다. 재생에너지 중 몇 개는 신 재생에너지 카테고리에 포스팅 되어 있으니 참고하기 바란다.

 신 에너지 중 연료전지에 대해 소개하고자 한다. 연료전지의 최종생성물은 물이다. 가장 무공해적 재생에너지라 할 수 있다.

1. 기본원리

 연료전의 기본원리는 수소와 산소가 가지고 있는 화학에너지를 전기화학반을 통하여 직접전기에너지로 변화시키는 고효율 무공해 발전장치다. 연료전지는 연료극과 공기극으로 나뉘어진다. 나중에 그림을 통해 자세히 설명하겠다. 연료극(anode)에 수소, 공기극(cathode)에 산소가 공급되고 물의 전기분해 역반응을 통해 산소이온과 수소이온이 결합하여 전기, 물, 빛을 생성한다.

  연료전지 반응과정에 대해 좀 더 자세히 알아보면,

1. 연료극에 공급된 수소가 수소이온과 전자로 분리된다. 연료전지는 산화반응을 통해 전자를 내어놓고, 환원반응을 통해 전자를 받아들이는 전기화학적 기초를 바탕으로 진행된다.

2. 수소이온은 전해질을 통해 공기극으로 이동하고, 전자는 외부회로를 통해 공기극으로 이동한다.

3. 공기극에서 수소이온과 산소이온이 만나 최종산물인 전기, 물, 빛을 생성한다.

참고로, 전류는 (+)에서 (-)으로 흐르고, 전자는 그 반대로 흐른다.  

2. 연료전지 발전 시스템

연료전지 발전 시스템은 개질기, 연료 단위전지, 전력변환기(Inverter) 등으로 구성된다. 각각의 역할에 대해 알아보면, 개질기는 천연가스, 메탄올 등을 수소가 많은 연료로 변화시킨다. 연료 단위전지는 전해질을 포함한 판, 연료극, 공기등으로 구성되면 통상 0.6~0.8V의 낮은 전압이 발생된다. 전력변환기 연료전지에서 나오는 DC전류를 가정에서는 사용하는 AC전류로 변화시키는 장치이다.

      *아래는 연료전지의 종류와 특성에 대한 표이니 참고하기 바란다.

 현재 연료전지는 전기자동차의 배터리를 대체하는 수송용 동력원을 비롯하여 이동 및 비상용 전원, 군사용 전원등으로 활발히 개발중이다. 하지만 연료전지는 재료의 물리적 한계와 동작에 따른 고열발생 등으로 인해 상용화되지 못하고 있다. 따라서 기존 구성재료의 한계를 극복하기 위한 새로운 소재기술 개발이 절실히 필요하다.

참고 사이트

1. energynatura.org

2. howeng.co.kr

3. amenews.kr

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 합격자 발표 예정일은 2012년 11월 30일(금) 19:00 이후였다. 그 주 월요일부터 합격자 발표가 기다려지기 시작했다. 하루 하루가 더디게 흘러갔다. 다행인것은, 전공 프로젝트 과제가 만만치 않아, 며칠 밤을 꼬박 프로젝트만 붙잡고 있느라 생각보다 시간은 빨리 흘러갔다.

 11월 30일 아침, 함께 지원한 분으로 부터, 카카오 톡 메시지가 왔다.

"합격 하셨나요?"

발표시간이 아직 안 되었기에 되 물었다. "발표 오늘 저녁 아닌가요?"

그 분 왈

"벌써 뜬 것 같아요!" 

 듣고 있던 인터넷 강의를 일시정지 해놓고 빛의 속도로 서울대학교 대학원 합격자 발표홈페이지로 이동했다. 주민등록번호를 통해 합격여부를 확인가능했다. 13자리의 숫자만 입력하면, 고대하던 대학원 합격여부를 알 수 있다. 시험을 준비할 때는 많이 떨리고 걱정되지만, 막상 시험지를 받아 시험을 칠 때면 무덤덤해지는 그런 기분이랄까. 어차피 결과는 서울대에서 결정했으니, 떨어졌다 한들 내가 할 수 있는 일은 아무것도 없다. 결과에 수긍하는 것 밖엔. 침착하게 주민등록번호 13자리를 입력했다. '조회' 버튼을 조심스럽게 클릭했다.

결과는 '합격'

 처음엔 무덤덤 했으나, 계속 보고 있으니 합격했다는 실감이 나길 시작했다. 그래 붙었구나. 그간 대학원 진학을 위해 준비한 과정들이 하나씩 떠올랐다. 만만치 않았던 텝스, 601점을 넘지 못하면 지원조차 못할거라는 두려움이 텝스 준비기간동안 늘 나를 괴롭혔다. 또한 처음 써 본 자기소개서를 읽고 또 읽으며 몇 십번 수정해나갔던 번거로움, 중간고사와 면접을 같이 준비해야 했던 부담감, 그간 어려움들이 추억으로 넘어가고 있었다.

 그런데 여기서 대학원 진학에 대해 한 번 살펴볼 것은, 나와 같은 랩에 지원한 사람은 나를 포함 두명이었다. 그 중 한 분은 불합격했다. 나는 지원자가 두명이니, 당연히 두명 다 합격시킬거라 생각했다. 하지만 결과는 달랐다. 그 분은 교수님과 사전에 접촉 하지 않았다. 한번 지원에 대해 문의메일을 보냈으나, 교수님이 답장이 없어서 그 다음에 다시 보내지 않았다 이야기 했다. 사전 컨택이 어느정도 합격에 비중을 차지 할지 모르나, 분명 합격에 긍정적인 요인으로 작용한다는 것은 부인할 수 없는 법이다.

그리하여 난, 이렇게 말하고 싶다.

대학원 지원자에게 꼭 필요한 것은,

대학원 지원전에 교수님과 컨택하는 것이라고. 

아무튼, 대학원 지원에 도움을 주신 모든 분들께 감사의 인사 올려드린다.

Soli Deo Gloria

Soli Deo Gloria

 면접날짜가 중간고사 시험기간이랑 겹쳐버렸다. 면접일에 전공과목 시험이 있었다. 교수님께 찾아가 상의한 결과,  기말시험을 100%으로 환산해 주시기로 했다. 다행이다. '면접가는건 니 사정이고!'라고 교수님께서 말했으면, 아마 심히 따졌으리라. 편의를 봐주셔서 감사하다.

 면접시간은 오후 3시였다. KTX 시간만 고려한다면, 오후 12시나 1시에 올라가도 된다. 하지만 서울지리에 익숙하지 않을 뿐더러, 가는 길에 예측못한 일이 발생할 수 도 있을 거란 생각에 11시 서울행 KTX 표를 끊었다. KTX가격은 무려 39,500원이다. 왕복하면 대략 80,000 원인데, 출혈이 커도 너무 크다.

 싼 가격에 서울에 갈 수 있는 길을 검색하다, 'KTX 동반석 카페'을 발견했다. 온라인에서 출발날짜, 시간, 장소가 같은 사람들 4명이 모여 동반석 1set을 끊으면, 한 명은 25,000만 내면 된다. KTX원 가격을 생각하면, 아주 괜찮은 방법이다.  

 서두른 까닭에, 면접장소인 서울대 공대 건물에 20분정도 일찍 도착했다. 면접 대기실에 들어가니 서울대학교 재학생으로 보이는 학생들이 여럿이 앉아 있었다. 의외로 서울대 학부 재학생들이 대학원에 많이 지원했다. 정확히 수를 헤아리지 못했으나 어림잡아 15명은 넘었다.

그렇다면, 경쟁률은 얼마인가.

서울대학교 건설환경공학부 대학원 TO 27명에 지원자가 67명이라고 했으니, 경쟁률은  2.5:1 정도다. 지원자 수를 행정실 직원으로 부터 들었다. 실제 집계된 지원자 수는 다를 수도 있다.   

잠깐, 면접 복장에 대해서 이야기하면,

 나는 대학생으로 깔끔한 모습을 보여주는 것이 좋을 거란 생각에 청색 니트티에 짙은 베이지색 면바지를 입고 갔었다. 그런데 이게 웬일! 면접 대기실에 앉아 있는 지원자중 90%가 정장을 입고 있었다. 허걱! 그렇구나. 공식적인 면접에는 정장을 입는 것이구나.

#면접대기실

 면접대기실 화이트보드에 면접순서표가 붙어 있었다. 3장으로 분류되어 있었는데, 전공을 크게 세 분야 나누어 놓은 것 같았다. 지원순서는 박사 지원자가 면접 순서가 빨랐고, 그 다음 석박사 통합 지원자, 마지막으로 석사 지원자 였다.

 3시가 되자 행정실 직원이 와서, 지원자 출석여부를 확인했다. 그리고서 수험표를 배부해줬다. 실제 수험표를 받으니, 조금 떨리기 시작했다.

 잠깐의 대기 시간이 있었다. 전공을 3개로 분류 해 놓았듯이, 면접장소도 세 군데 였다. 각 면접실에는 3분의 교수님이 계신다고 했다. 내가 지원한 교수님의 전공은 상하수도이나, 현재 빗물관리시스템에 대한 연구를 하고 계신다. 

#면접

 실제 면접이 시작된 후 40분 정도 흐른 뒤, 내 이름과 다른 지원자 이름이 함께 호명됐다. 그 지원자와 나는 면접실 앞 대기의자에 앉아서 기다렸다. 먼저 그 지원자가 면접실로 들어갔고, 면접시간은 약 10분 정도 걸렸다. 교수님들이 앞 지원자의 면접결과를 정리하신다 하여 잠깐 기다렸고, 약 5분 후 안으로 들어오라는 면접도우미의 안내를 따라 면접실로 들어갔다.

두둥!

이제 진짜구나!

 면접실 내 지원자 의자와 세 분에 교수님과의 거리는 약 4m 되는 것 같았다. 자리에 앉으니, 교수님이 자기 소개를 하라 했다. 간략한 신상소개를 하고, 바로 지원동기를 이야기 했다. 내가 왜 지원했으며, 어떤 것을 공부하고 싶은지.

그리고서 두 가지 질문을 더 하셨다.

1. 휴학을 2년 했는데, 그 때 무엇을 했는가?

2. 만약 지원한 과에서 떨어지면, 희망하는 분야는 어디인가?

 두개 다 별 의미 없다고 생각되지만, 면접관들의 의도는 알 수 없는 법. 1번 질문에 대한 대답은 별 의미가 없을 것 같고, 2번을 질문 하셨을 때, 난 단호하게 말했다.

"전 '빗물'밖에 모릅니다"

세 분의 교수님은 나의 근거없는 단호함에 기가 차신 듯, 허허 웃으셨다.

그리고서, 끝났다고 나가도 좋다고 하셨다. 면접실 분위기를 화기애애 했으며, 면접시간은 5분 남짓 걸렸던 것 같다.

결론적으로 면접실 분위기는 생각했던 것과는 많이 달랐다. 다른 지원자들은 어떻게 면접을 치뤘는지 잘 모르겠으나, 나는 편안히 즐겼다 하겠다. 그리고 면접을 치르고 나서, '면접은 의례적인 하나의 과정인가.' 라고 계속 되물었다.  

Soli Deo Gloria

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  태양전지는 태양에너지를 전기에너지로 변화시키는 반도체 소자다. 한국은 반도체 강국으로써, 충분히 발전된 반도체산업을 기반으로 태양전지 사업을 확장시켜 나갈 수 있다. 그러나 현재 태양전지 사업에 박차를 가하고 있는 곳은 현대중공업 뿐이다. 반도체 산업의 대표주자라 할 수 있는 삼성과 LG는 태양전지 사업에 뛰어들지 않고 있다. 왜냐면 사업이라는 것이 일단 경제성이 보장되어야 한다. 투입되는 시간과 돈만큼의 수익이 창출되어야 한다. 삼성과 LG는 태양전지를 개발하지 않더라도 현재 개발한 반도체분야만으로도 막대한 수익을 거둘수 있으며, 거두고 있다. 굳이 태양전지 사업에 뛰어들 필요가 없다는 것이다. 그렇다 하더라도 태양전지는 정부가 추진 중인 4대 신성장 동력 에너지의 하나기 때문에 태양전지발전 산업에 대한 투자는 계속 증가될 것으로 생각된다.

그러면 태양전지에 대해 간단하게 알아보자

 태양전지는 크게 실리콘 태양전지와 화합물 태양전지로 나누어진다. 현재 상용화되어 널리 쓰이고 있는 것은 실리콘 태양전지다. 아래의 산업별 태양전지 분류표다. 목록중에 CIGS계 화합물 박막형 태양전지는 광흡수계수가 가장 높아 얇은 층으로도 고효율의 성능을 낼 수 있다. 이러한 이유때문에 요즘 각광받고 있다. 참고하기 바란다.

 실리콘 태양전지는 태양에너지를 전자에너지로 변화시키는 반도체로써 P층과 N층으로 나누어진다. P-N 결합에서 P층은 정공, 즉 전자가 빠져간  빈자리에 전공이 생성되어 있는 것이 특징이며 N층은 전자를 많이 가지고 있다. 여기서 하나 알아둘 것은, 전자가 흐르기 위해서는 두가지 조건이 필요하다. 첫째, 자유전자가 많아야 한다. 두번째, 정공이 존재해야 한다. 전자가 들어갈 자리가 있어야 전자의 이동이 쉽게 이루어진다는 것이다. 

 실리콘(Si)에 자유전자를 많이 가진 5족 원소 인, 비소, 안티몬 등을 N층에 첨가시키고, 전공을 보유한 3족 원소 붕소, 칼륨등을 P층에 첨가시킨다. 참고로, 전자의 이동은 음극(-)에서 양극(+)으로 이루어지지만 전류는 그 반대 방향으로 흘러간다. 태양에너지를 의해 P층에 전자가 발생되고, 발생된 전자는 빈자리를 채우면서 전자-정공 쌍을 만들어 N층으로 넘어가게 된다. 이때, 전류가 발생된다.  

 태양전지 제조 기술은 신뢰성 및 에너지변환 효율 향상, 저가화에 초점을 두고 진행되고 있다. 태양광 발전 시스템 설비비의 40%를 태양전지가 차지하고 있어, 태양전지의 저가화는 시급히 해결되어야 할 문제다.

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해양 에너지

1.해양 에너지

   1)정의

  해양에너지는 해양의 조수·파도·해류·온도차 등을 변환시켜 전기 또는 열을 생산하는 기술로써 전기를 생산하는 방식은 조력·파력·조류·온도차 발전 등이 있다.

   2) 분류 

      (1) 에너지원별 분류 : 조력발전, 조류발전, 파력발전, 해양 온도차발전, 해수 염도차발전 등

     - 종류별 입지조건

(2) 기술적 분류

   가) 후보지 해양특성 평가 및 예측 기술

   나) 에너지 직접, 추출, 변환 기술

   다) 발전 시스템 기술

   라) 해양 구조물 설계 및 시공기술

   마)　발전기 및 전력 변환 기술

   사) 환경영향분석 및 피해저감기술

논문에서도 언급한 사항이지만, 세계는 기후변화로 인한 각종 자연재해가 빈번하게 발생하고 있다. 이로 인해 물의 공급, 각종 용수확보에 어려움을 겪고 있다. 세계 국제기구들은 물 부족의 위기를 인식하고 이를 해결하기 위한 방안으로 빗물이용 및 관리에 관심을 증대시키고 있다. 따라서 먼저 빗물의 수자원으로서 가치 및 수질에 대해 조사한 다음, 빗물을 이용할 수 있는 시설에 대해 구체적으로 조사한다. 마지막으로, 빗물이용시설을 활성화 할 수 있는 방안을 모색한다.

Ⅰ. 논문의 개요

1. 논문작성의 배경 및 필요성

 세계 곳곳에서는 기후변화로 인한 가뭄, 홍수, 태풍 등 자연재해가 속출하고 있다. 이로 인해 물의 공급, 각종 용수확보에 어려움을 겪고 있다. 이에 따라 세계 국제기구들은 물 부족의 위기를 인식하고 이를 해결하기 위한 방안으로 빗물이용 및 관리에 관심을 증대시키고 있다. 따라서 먼저 빗물의 수자원으로서 가치 및 수질에 대해 조사한 다음, 빗물을 이용할 수 있는 시설에 대해 구체적으로 조사한다. 마지막으로, 빗물이용시설을 활성화 할 수 있는 방안을 모색한다.

2. 기대 효과

본 논문을 통해 첫째, 빗물에 대한 오해를 해소시키고 부정적인 인식을 바로 잡는다. 둘째, 빗물이용시설에 대한 이해를 도움으로써 각 가정에서도 설치 이용할 수 있게 한다.

Ⅱ. 서론

1. 세계 물 부족 현상

 지구상에 있는 물은 <그림 1>과 같이 약 13.51억㎦에 달하는 97.47%가 염수이다. 실제 인간이 사용할 수 있는 물은 지하수와 호수하천들을 합쳐도 약 0.76% 지나지 않는다.

            <그림 1> 세계 물 부존량

 세계 인구의 1/3은 생활에 필요한 물을 구하지 못해 어려움을 겪고 있다. 세계 인구 중 300만 명 이상이 오염된 물로 사망하고 있으며, 그 중에 어린이는 200만 명에 달하는 실정이다. 특히 개발도상국의 경우, 5명중 1명이 안전한 음용수(Safe Drinking Water)부족현상을 겪고 있으며, 3명중 1명이 하수도 시설과정을 거치지 않은 물을 마시고 있다.

  전 세계 물 사용현황을 살펴보면, 평균적으로 인간이 사용하는 전체 물의 양 중, 69%는 농업용수로 사용되며, 공업용수 23%, 음용수나 위생을 위해 사용되는 생활용수로 8% 정도 사용되고 있다. 이러한 세계 평균 수치는 지역별로 큰 편차를 보이는데, 예를 들어 아프리카에서는 농업용수 88%, 생활용수 5%, 공업용수 7%를 사용하고 있는 반면 유럽에서는 공업용수 54%, 농업용수 33%, 생활용수로 13%를 사용하고 있다.

  농업에서의 지하수 과다 사용은 지하수 고갈의 주범이다. 세계 주요 곡물 생산지의 대부분은 지속적 사용이 불가능할 정도의 비율로 지하수를 소모하고 있다. 특히 인도, 중국, 미국, 북아프리카 및 아라비안 반도의 연간 물 소비는 나일 강 두 개 정도의 연간 총 유출량에 맞먹는 1,600억㎥ 규모에 달하고 있다.

 산업발달과 인구증가는 지구의 물 소비를 지속적으로 증가시켜, 현재 세계 60 억 인구는 이미 강, 호수, 지하수 등 모든 접근 가능한 담수자원의 약 54%를 사용하고 있으며, 인구 성장률을 감안하면 2025년에는 약 70%까지 증가할 것으로 예상하고 있다. 여기에 지금과 같은 비율로 물 소비 증가 추세가 지속된다면, 인류는 25년 내에 모든 사용가능한 담수의 90% 이상을 사용할 것으로 전망된다. 대체 수자원 마련과 수요관리를 통한 수자원의 절약이 절실하다.

2. 우리나라 수자원 현황

<표 1>을 보면 연평균 수자원 총량 1,240억㎥중 42%에 해당되는 517억 ㎥가 증발, 침투 등에 의하여 손실되며, 나머지 58% 697㎥는 하천을 통하여 유출된다. 하천유출량 697억㎥중 522억㎥는 홍수시 바다로 유출되고, 201억㎥ 평상시에 유출된다. 실제 우리가 사용하고 있는 물의 양은 337억㎥으로 총의 27%에 불과하다.

▲<표 1> 수자원이용현황(수자원 장기계획, 2006)

 우리나라는 수자원 중 많은 부분이 손실되거나 바다로 유실되게 하는 물 관리에 문제가 있다. 물이용량은 1965년 51억㎥에서 2003년 337억㎥으로 약 30년 동안 6배 이상 증가(인구는 2,870만 명에서 4,780만 명으로 1.7배 증가)하였다. 인구증가 및 경제성장 등 수요의 증가와 함께 댐 및 광역상수도 건설 등 용수공급시설의 확충이 그 원인으로 판단된다. 그러나 90년대 후반 이후 물 수요관리 강화, 인구 및 경제성장 둔화 등의 영향으로 물이용 증가추세가 크게 둔화되고 있다.

물의 사용용도는 2003년을 기준으로 생활용수가 76억㎥(23%), 공업용수가 26억㎥(8%), 농업용수가 160억㎥(47%),하천유지용수가 75억㎥(22%) 이며, 물의 공급은 댐에서 177억㎥(53%), 하천에서 123억㎥(36%), 지하수에서 37억㎥(11%)을 분담하고 있다.

우리나라는 물 공급의 안정성이 취약한 지역이 많아 90년대 이후 62개 시․군이 가뭄으로 인해 2회 이상의 제한급수를 경험하였으며, 도시와 농․어촌간 물 공급의 형평성도 취약하여 특․광역시와 시지역의 상수도보급률은 99% 및 97%이지만 읍과 면지역은 81% 및 33% 수준에 불과한 실정이다. 기상이변으로 인해 하천설계기준을 초과하는 홍수발생 가능성이 커지고 있으나, 제방건설 만으로는 치수대책에 한계가 있다.

▲<표 2> 수자원 이용현황 변화

-------------------<중략>----------------------

참고 문헌

1. 한무영 외, ≪빗물과 당신≫, 알마 출판사, 2011

2. 한무영, ≪지구를 살리는 빗물의 비밀≫, 그믈코 출판사, 2009

3. 빗방물연구회(Group Raindrops), ≪빗물을 모아쓰는 방법을 알려드립니다≫, 그믈코 출판사, 2009

4. 국토해양부, <도시 빗물관리시설의 빗물활용 효율성 제고를 위한 연구>, 2008

5. 국토해양부, <빗물관리 및 활용계획 수립과 저변 확대방안 조사연구>, 2008

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바이오 에너지

1. 바이오 에너지 정의

▹ 태양광을 이용하여 광합성 되는 유기물(주로 식물체) 및 동 유기물을 소비하여 생성되는 모든 생물 유기체(바이오매스)의 에너지를 바이오에너지라 한다.

▹ 바이오에너지 생산기술이란 동 생물 유기체를 각종 가스, 액체 혹은 고형연료로 변환하거나 이를 연소하여 열, 증기 혹은 전기를 생산하는데 응용되는 화학, 생물, 연소공학 등을 일컫는다.

참고) 바이오매스(Bio-mass)란?

태양에너지를 받은 식물과 미생물의 광합성에 의해 생성되는 식물체,균체와 이를 먹고 살아가는 동물체를 포함하는 생물 유기체를 일컬는다. 따라서 바이오매스자원은 곡물, 감자류를 포함한 전분질계의 자원과 초본, 임목과 볏짚, 왕겨와 같은 농수산물을 포함하는 셀룰로오스계의 자원과 사탕수수, 사탕무와 같은 당질계의 자원은 물론 가축의 분뇨, 사체와 미생물의 균체를 포함하는 단백질계의 자원까지를 포함하는 다양한 성상을 지님 이들 자원에서 파생되는 종이, 음식 찌꺼기 등의 유기성폐기물도 포함한다.

2. 바이오 에너지 종류

1) 바이오 디젤

(1)개요

콩기름 등의 식물성 기름을 원료로 해서 만든 바이오연료로 바이오에탄올과 함께 가장 널리 사용된다. 보통 메탄올을 이용해 3가의 지방산에 글리세롤이 결합한 트라이글리세리드로부터 글리세롤을 분리한 다음, 지방산에스터를 만들어 내는 에스테르 교환방법을 통하여 만든다. 이때 만든 바이오디젤이 바로 지방산 메틸에스테르(FAME)이다.

(2)생산 공정

① 바이오디젤의 생산과정은 트랜스에스테르화 공정(Transesterification Process)과 바이오디젤 정제공정(Biodiesel Refining Process)으로 구분할 수 있다.② 트랜스에스테르화 단계에서는 원료인 식물성 오일과 메탄올을 촉매와 함께 적정한 온도와 압력에서 반응을 시키고 이 과정을 통하여 생성된 메틸에스테르와 글리세린은 분리시켜 각각 정제공정을 거쳐 바이오디젤과 글리세린 제품으로 생산된다.

(3) 장 ‧ 단점

1) 장점

① 국내 자급이 가능하고,재생가능한 식물자원(바이오매스)에서 생산되므로 에너지자원의 고갈 문제가 없고,폐식용유 등 폐자원을 유효 활용할 수도 있다.

② 공정의 전 주기(Life cycle)에서 볼 때, 연료 사용에 의해 배출된 CO2는 바이오매스의 생산과정(식물의 광합성)에서 회수되므로 CO2의 순 배출량이 대단히 적다.

③ 산성비의 주범인 SOx를 전혀 배출하지 않고, 함산소연료(산소 10% 이상)이므로발암물질인 입자상물질 등을 크게 저감할 수 있다.

④ 세탄가가 경유보다 높아 압축착화엔진에 그대로 적용이 가능하며, 경유와 20%정도 혼합 사용하는 경우에는 기존 엔진이나 연료 인프라를 그대로 사용할 수 있고 출력이나 연비 변화도 거의 문제시되지 않는다.

⑤ 윤활성이 좋기 때문에, 경유의 저황화에 따른 윤활성 저하 대책으로 사용할 수 있다.(1%첨가에 30%의 윤활성 향상)

⑥ 벤젠 등을 배출하지 않아서 독성이 적고, 생분해도가 높아서(3주 이내에 90% 이상 분해), 유출시 환경오염이 적은 등 여러 장점이 있다.

2) 단점

①경유보다 점성이 높아서 연료분사 인젝터의 막힘이나 실린더 내 카본퇴적이 증가한다.

②한냉 시 유동성 저하에 따른 냉시동성의 악화 등을 유발할 수 있다.

(4)산업 현황 및 전망

① 해외

② 국내

가.바이오 보급 실적 및 전망

(5) 문제점

- 자동차 배출가스의 유해물질 저감을 위해서는 바이오디젤의 배합비율이 높아져야 하는데 바이오디젤은 엔진을 부식 시키는 특성이 있어서 엔진의 고장을 유발할 가능성이 있다.

- 오래 저장하는 경우 변질될 위험이 있다.

- 바이오디젤을 생산하기 위해서는 많은 양의 식물자원이 필요한데, 이를 재배하기 위한 토지를 확보하기 어렵고, 기후 변화에 따라 생산량의 변동이 있어 가격의 안정성을 확보하기 어렵다는 등 사용량을 늘리는데 한계가 있다.

2) 바이오 에탄올

(1) 개요

사탕수수·밀·옥수수·감자·보리 등 주로 녹말작물을 발효시켜 차량 등의 연료 첨가제로 사용하는 바이오연료이다.

(2) 제조 과정

 대표적인 원료는 사탕수수·밀·옥수수·감자·보리·고구마 따위의 녹말 작물이다. 바이오매스 안에 있는 탄수화물을 글루코스(포도당)로 전환시킨 뒤, 다시 포도주나 양조 맥주를 발효시키는 것과 비슷한 발효과정을 거쳐 만든다.

(3) 장·단점

(4) 현황 및 사업전망

① 해외

3) 바이오 가스

(1)개요

미생물의 작용에 의하여 유기질 폐기물에서 생성되는 메탄가스. 이것을 이용하여 발전이나 열 에너지원으로 사용한다. 바이오가스 생성 시스템으로는, 소규모의 것으로 축산물 쓰레기용 메탄 발효 장치 등이 이용되고 있고, 대규모의 것으로 전력 소비량이 많은 제지·펄프 공장 등에서 이용되고 있다.

(2) 생산 원리

바이오가스 생산 공정으로 투입된 유기물은 공정운전에 손상을 줄 수 있는 이물질을 제거, 분쇄, 혼합하여 혐기성 소화조로 유입하며, 혐기성 소화조 내에서의 메탄생산 단계는 기능적으로 서로 다른 미생물에 의해 세단계로 구분된다.

첫 번째 단계 :복합 고분자 유기물이 가수분해 미생물에 의해 단순 단위화합물로 쪼개지는 가수분해(hydrolysis) 단계이고, 두 번째는 단순 단위화합물이 메탄생성의 원료로 사용되는 각종 휘발성지방산, CO2, H2를 생산하는 산생성(acetogenesis) 단계, 마지막으로 전 단계에서 생산된 산물을 이용하여 CH4를 생산하는 메탄생성(methanogenesis) 단계로 구분한다.

4)BTL 디젤

3. 바이오 에너지 기술

  1) 분류

2) 최근 바이오 기술

(1) 지금까지 바이오매스자원을 이용하여 주로 연료(eg. bio-ehyanol, hydrogen etc.)나 화학원료(eg. organic acid, other platform chemical) 생산기술은 석유자원(protrochemical feedstocks)를 이용한 화학적 합성공정에 의존하였으나 이로 인한 환경문제 및 자원고갈등의 문제가 대두되었다. 따라서 이러한 공해 유발형 및 고에너지 소비형 화학원료 생산공정을 재생가능한 자원(renewable feedstocks)인 바이오매스(biomass)를 이용한 생물공학적 발효공정으로 대체하여 탈공해 및 저공해의 청정생물공학기술(green- biotechnology)을 이룩하려는 연구가 활발히 진행되고 있다.

(2) 생물유기체(바이오매스)를 구성하는 탄수화물은 석유를 구성하는 탄화수소와 마찬가지로 이론적으로는 화학, 생물공학기술을 응용하여 우리 일상생활에 쓰이는 거의 모든 화학제품을 만들 수 있다.

예) 미국의 카킬사(Cargill corp.)는 네바라스카 주에 건설된 Biorefinery에서 옥수수를 원료로 Lactic acid(젖산)를 포함한 수개의 화학제품과 생분해성 플라스틱인 Polylactic Acid를 생산하기 시작 이와 같은 바이오 매스를 이용한 범용 화학제품의 생산은 비 연료유용 석유(나프타)의 소비를 절약할 뿐만 아니라 공정자체의 에너지소비를 줄일 수 있어 석유소비를 절감하며, 유화계 플라스틱 등을 대체하여 환경오염을 저감시킨다.

참고) Biorefinery 기술이란?

(목질계 바이오연료/ 및 화학원료 생산기술)

- 식물체 등 바이오매스를 원료로 BT(Bio-Technology)를 이용하여 바이오 연료류(에탄올,부탄올,아세톤 등)와 화학원료(젖산,숙신산)를 만드는 기술과 이를 실현한 플랜트를 말한다.

4. 국내 바이오 에너지 산업의 발전 방향

1) 바이오 에너지 도입에 따른 사회적 편익에 대한 가치 인식 필요

바이오 에너지를 도입하면서 화석연료 에너지 소비감소라는 직접적인 이익 이외의 사회적 편익에 대한 가치를 인식할 필요가 있다. 추가적으로 얻게 되는 사회적 편익은 농가소득증대, 온실가스 저감, 대기오염 감소, 에너지 안보 강화 등을 들 수 있다. 시장가격만을 고려하지 않고 사회적 편익까지 고려한 경제성 판단이 되어야 할 것으로 판단된다.

2) 인프라 구축과 기술 개발의 고도화

바이오 에너지를 보급하기 위해서는 바이오 연료와 화석연료를 혼합하는 혼합시설과 저장 시설설비를 위한 투자와 준비기간이 필요하다. 결국, 생산과 유통채널까지의 인프라 구축이 선행되어야 하며 경제성평가부분에서 효익이 발생 할 수 있도록 효율을 높일 수 있는 고도의 기술개발까지 필요하다. 바이오 에너지의 확대는 생산비용 낮추는 것이 관건이다.

3) 시장 메커니즘을 보완할 수 있는 인센티브 제공

상용화가 시작된 바이오 디젤의 경우 제조와 판매가 이원화됨으로써 혼합 및 판매를 담당한 정유업체에 대한 인센티브가 불충분하다. 바이오 디젤의 제조는 3개 중소기업(BDK, 에코에너텍, 3M안전개발)에서, 혼합 및 판매는 4곳 정유회사(SK, SK인천정유,GS 칼텍스, S-Oil)에서 담당하고 있는 실정이다. 소비자와 생산자는 시장가격에 따라 행동하므로 시장에 개입하여 보조금 지급이나 면세혜택을 통해서 사회적 편익에 대한 국가의 인센티브 제공이 필요하다.

4) 정부의 적극적인 바이오 에너지 활성화 대책 필요

에너지 문제와 환경문제의 해결책으로 대두되고 있는 신재생 에너지 활성화를 위한 정부의 조치가 더욱 더 강화 되어야 한다. 해외자원 개발 및 석유비축 2007년 예산은 1조 1773억원 인데 비해서 신재생 에너지 관련예산은 전력산업기반기금까지 더해서 4300억원 대에 불과하다. 2011년까지 1차 에너지 중에서 재생가능 에너지가 차지하는 비중을 5%로 확대하겠다는 정부 목표를 달성하기 위해서는 재원마련과 공공기관에 재생가능 시설 의무화 제도 등이 필요하다.

참고 사이트

1. 조선 일보, www.chosun.com

2. 중앙일보, joongang.joinsmsn.com

3. http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=codms0611&logNo=110121354921

4. http://knowhow-textcube.blogspot.kr/

5. http://blog.daum.net/8902ksh/95

6. http://racer.kemco.or.kr/html/main5_1_5.jsp

7. http://blog.naver.com/energyplanet?Redirect=Log&logNo=10138284938

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1.  소수력 발전

  (1) 정의 및 현황

- 소수력발전은 물의 유동을 이용한 시설용량 10,000㎾이하의 수력발전을 말한다.

(대체에너지개발 및 이용보급촉진법시행규칙 개정 2003. 1. 3)

주) 시행규칙 개정전에는 시설용량 3,000kW이하('82. 3 소수력개발 기본 방침)

미국 : 시설용량 15,000㎾이하

중국 : 시설용량 25,000㎾이하

- 국내 소수력발전은 '82년 이후 정부 및 에너지관리공단의 지원으로 현재까지 30여개 지역에(용량 약 43,000kW) 설치되었으며, 연간전력생산량은 약 1억 kWh에 달한다.

- 소수력발전은 전력생산 외에 농업용 저수지, 농업용 보, 하수처리장, 정수장, 다목적댐의 용수로 등에도 적용할 수 있는 점을 감안할 때 국내의 개발 잠재량은 풍부하며, 또한 청정자원으로서 개발할 가치가 큰 부존자원으로 평가받고 있다.

  (2)시스템 구성도

1) 소수력 발전 시스템

 2) 수차

  - 소수력의 가장 중요한 설비이며, 설비별 특징은 아래과 같다.

- 종류별 특징

① 펠톤 수차

- 펠턴 수차는 물의 양이 적으나 고낙차(200∼2,000m)를 얻을 수 있는 곳에 적합하다. - 작동 원리는 수압관으로 도입된 물의 유량을 제어하여 노즐을 통해 고속으로 분출시키고, 이 분류를 버킷에 부딪히게 하여 날개차를 돌려 동력을 얻는다.

②타고(Turgo) 수차

- 펠톤 수차와 같은 충동 수차이지만 버킷의 형상이 펠톤 형과 달리 분사 물 반사각도가 작다.

         - 낙차가 작고 수량이 적은 경우에 사용가능하다.

③프란시스 수차

- 수차는 50∼530m의 낙차에서 주로 쓰이는 반며, 프로펠러 수차는 3∼90m의 비교적 낙차가 작은 곳에 쓰이는데, 구조는 프란시스 수차와 같으나 날개차의 모양이 프로펠러 형태로 되어 있다.

④프로펠러(카플란) 수차

- 날개 설치 축을 회전할 수 있도록 하고, 날개의 각도가 변화하는 특징이 있다.

      - 낙차가 작고 수량이 많은 경우에 사용 가능하다.

⑤벌브(bulb) 수차

- 수차의 내부에 발전기를 내장하고 있는 것이 특징이며, 이 수차는 프랑스의 랑스(La Rance) 발전소에서 채택된 이후현재까지 30년 이상 가동되고 있어 그 실용성이 입증되고 있다.

3) 소수력 발전 분류