SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) stack 안전성능 평가항목 및 평가절차 도출을 위하여 국내 외 연료전지 관련 규격들을 분석하였으며, 분석을 통해 도출된 시험항목으로 SOFC stack 안전성능 시험을 실시하였다. 시험에 사용된 SOFC stack은 (주)미코사(社)에서 제작된 음극 지지형 2 cell stack(활성면적: $110.25cm^2/cell$)이고, 평가장치는 자체 제작한 SOFC stack 안전성능 평가 장치를 사용하였다. 기밀성능 시험, 전류전압특성 시험, 정격출력 시험 및 부하변동 시험을 실시하였으며, 그 결과 해당 stack의 최대출력은 65.6 W(1.41 V, 46.5 A, $422mA/cm^2$), 정격출력은 62.3 W(1.57 V, 40 A, $363mA/cm^2$)로 나타났으며 가스누출이 없음을 확인하였다. 또한, 부하변동에 대하여 2초 이내에 안정적으로 출력이 유지되는 것을 확인하였다. 이때 운전 온도 $750^{\circ}C$에서 최대부하(40 A) 및 최소부하(8 A)에서의 출력은 각 62 W와 16 W로 측정되었다. 본 연구를 통하여 고체산화물연료전지의 보급화와 안전한 사용 환경을 제공하는데 기여하고자 한다.

본 연구에서는 위상최적화에 기초한 발전설비용 버터플라이 밸브 디스크 부품의 경량설계가 수행되었다. 이때 상용 유한요소해석 소프트웨어가 사용되었으며 기존 상용 밸브 디스크의 외형을 유지시키면서 내부의 불필요 공간을 제거하여 경량구조를 갖도록 하였다. 먼저 밸브 디스크의 원판과 브라켓을 분리하여 각각 최적설계 하였다. 최적의 형상이 선정되면 이들을 조립하여 3차원 경량 밸브 디스크 모델을 완성하였다. 이후 이 모델에 설계 압력을 적용하여 유한요소해석 후 구조적 안전성을 확인하였다.

지구온난화 현상이 세계적으로 점점 심각해지고 있으며 이에 대한 대책으로 에너지 원천의 다양화, 에너지 절감 기술 등이 필요하다. 본 연구에서는 태양열을 이용한 무동력 냉난방 겸용장치를 실현하기 위하여 태양열 집열기 흡수판의 재질변화, 무동력과 최소의 동력을 사용하였을 때의 특성을 비교하고자 하였다. 그 결과로서 하절기에 태양열 집열장치를 부착한 경우는 부착하지 않은 경우보다 실내온도가 약 $1^{\circ}C$ 낮았으며, 하절기에 냉원저장조가 없는 상태에서 태양열 집열장치에 의한 냉방효과는 적었다. 그러나 동절기에는 실내온도가 약 $3^{\circ}C$ 높았으며 무동력에 의한 난방효과의 가능성이 있었다. 간접적인 측정방법에 의해, Cu 재질의 태양열 집열장치의 성능은 Al 재질과 비교하여 약 2배 높았다.

피동원자로건물냉각계통(PCCS)은 사고 발생 시 원자로건물로 방출된 열을 제거하여 원전의 건전성을 보장하기 위해 설계되었다. PCCS의 열제거 성능은 증기-공기 혼합물의 응축열전달에 의해 결정된다. 본 연구에서는 응축열전달계수의 예측 정확도를 향상시키기 위해 새로운 상관식을 이식한 MARS-KS 코드를 사용하여 PCCS의 열제거 성능을 평가하였다. MARS-KS 코드에 사용된 새로운 상관식은 압력, 벽면과냉도, 비응축성 기체 질량분율 및 응축튜브의 종횡비와 같은 열전달계수에 영향을 미치는 변수들을 이용하여 개발하였고, 이는 MARS-KS코드의 기본 응축 모델인 Colburn-Hougen 모델을 대체하여 적용되었다. 대형파단 냉각재상실사고 발생 시 PCCS의 운전에 따른 다양한 열수력학적 변수들을 분석하였고, 열제거 성능 평가를 위해 새로운 상관식이 적용된 MARS-KS 코드의 원자로건물 압력거동 계산결과와 기존의 응축모델을 이용한 해석결과를 비교하였다.

본 연구에서는 일반인을 대상으로 일반 설문과 선택형 컨조인트 분석(Choice Based Conjoint Analysis: CBC Analysis)을 통해 태양광 발전을 중심으로 신재생에너지와 신재생에너지 사업 전반에 대한 인식을 파악하고, 계층적 베이지안 모형(Hierarchical Bayesian Model)을 이용하여 신재생에너지 사업에 대한 일반 국민의 선호를 정량적으로 분석하였다. 그 결과, 응답자들은 신재생에너지 사업에 참여하게 될 경우 누가 사업을 주도 하는가, 즉 사업을 주도하는 주체에 대해 가장 중요하게 생각하며, 그 뒤를 이어 발전소의 위치와 국민들의 참여 방식과 이익배분에 대해서 중요하게 생각하였고, 상대적으로 사업에 대한 국민들의 의사결정 참여는 중요하지 않은 것으로 나타났다. 또한 응답자들은 신재생에너지 사업에 참여할 경우, 정보 공유나 의사 개진, 협조, 조율과 같은 사업에 대한 지원 활동(volunteering) 보다는 대출이나 지분 소유를 통한 투자 참여를 선호하였고, 따라서 의사 결정 참여와 같은 사업의 절차적(procedural justice) 측면 보다는 이익의 배분과 같은 분배적(distributional justice) 측면에 관심이 더 높았다. 각 사업의 속성 수준별 부분 효용의 크기에 따른 분석에서는, 지방자치단체 주도 하에 국민들이 신재생에너지 사업에 대해 주식을 소유하고 사업의 수익률에 연동하여 배당을 받는 방식으로 참여하고 산지나 해변보다는 지붕에 발전 시설을 설치하는 것을 선호하였고, 반대로 전문 개발회사와 투자회사 주도로 정보공유, 협의, 조율과 모니터링에 참여하고 이익의 일부를 마을 복지나 발전 기금으로 받으며, 발전소를 산지나 임야에 짓는 경우를 선호하지 않았다. 본 연구는 직접적인 설문과 면담 등의 질적 연구만으로는 밝혀내기 어려웠던 국민 참여를 전제한 신재생에너지 사업 속성의 영향력을 계량화된 모형을 통해 입증하였다는 점에서 의의를 가지며, 따라서 본 연구에서 나타난 신재생에너지 사업에 대한 일반인의 인식과 선호 분석의 결과는 향후 국민 참여형 신재생에너지 사업의 방향 수립 시 주민 수용성을 높이는 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.

화석연료의 무분별한 사용으로 인해 지구 온난화 및 환경오염 문제가 대두되고 있으며, 이에 따라 효율적인 에너지 활용을 위해 기존에 버려지는 폐열을 회수하는 기술에 대한 필요성이 커지고 있다. 산업폐열 발전 시장은 발전효율을 높일 수 있다는 장점으로 인해 연평균 5% 성장하고 있다. 고효율 폐열발전시스템 설계를 위해 열원별 조건에 따른 발전 기술별 경제성을 평가할 수 있는 프로그램 개발이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 산업폐열 발전시스템에 최적화된 경제성분석 모듈 개발을 위해 균등화 전력원가를 산출하는 모듈을 개발하고 NETL의 경제성분석 사례를 바탕으로 시스템의 신뢰도를 검증하였다. 검증 결과, 오차율은 약 6~7%로 사업 타당성 평가를 위한 정확도를 만족하였으나, 신뢰성 향상을 위해 NETL에서 사용하는 균등화 방법론을 적용하여 알고리즘을 개선하였고 이에 따라 오차율은 1% 미만으로 신뢰도가 향상되었다.

산업부산물인 화력발전소 석탄재와 제강슬래그의 활용방안을 확대하고, 폐광산의 지반침하를 방지하기 위해 저강도 고유동 채움재를 제조하였다. 중금속 용출 억제 등의 환경적 안정성을 확보하기 위해 화력발전소 바닥재(bottom ash)와 KR슬래그는 7:3으로 혼합하여 탄산화반응($CO_2$고정화)을 실시하였다. 효율적인 폐광산 충진을 위해 유동성에 따른 작업성 평가와 물성평가를 실시하였다. 유해성 분석결과 탄산화 반응을 실시할 경우 중금속 용출이 억제되는 것을 확인하였다. 비표면적 차이에 의해 각 배합별 물 비율을 확인하였다. flow 차이에 따른 작업 효율성을 평가한 결과 flow 300mm의 경우 flow 260mm 대비 효과적으로 충진이 가능한 것을 확인하였다. 압축강도 측정결과 flow 300mm 대비 flow 260mm의 경우 단위수량 감소로 인한 공극수가 적어 압축강도가 상대적으로 높은 것을 확인하였다.

한국중부발전 제주화력본부에서 방류되는 온배수로부터 열원을 회수하여 약 3 km의 원거리에 위치하고 있는 신촌백합영농조합법인의 시설온실에 냉온수를 공급하기 위한 300 RT 용량의 열펌프 시스템을 구축하였다. 원거리 시설로 온배수열을 공급하기 위한 최적화 방안을 도출하였고, 수송관로의 온도와 누수여부를 모니터링하기 위한 설비들이 설치되었다. 본 논문에서는 제주 시설온실 냉난방을 위한 발전소 온배수 활용 열펌프 시스템의 구성과 주요기기에 대해 기술하였다. 2018년 하절기에 열펌프 시스템의 냉방성능을 평가하기 위한 실증운전을 수행하였다. 냉방운전 시 열펌프 시스템의 주요 위치에서 측정된 유체의 온도와 유량, 그리고 냉방 성능계수를 분석하여, 구축된 열펌프 시스템의 안정성과 냉방성능을 검증하였다.

'사용 가능한 흡착량(usable capacity)'은 (굴뚝의)배가스로부터 나오는 $CO_2$를 포집하기 위해 사용되는 흡착제의 성능 평가에 가장 중요하게 여겨지는 매개 변수 중 하나이다. 특히, PSA(압력차 흡착법) 공정에서 '사용 가능한 흡착량'은 고압 (약 20 bar) 배가스에 흡착 양과 낮은 퍼지(purge) 압력 (약 2 bar) 흡착양 사이의 차이로 계산된다. 최근 PSA 공정에 활용 가능한 흡착제로 비표면적이 매우 높은 금속-유기 골격체(MOF)에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 따라서 본 논문에서는 대표적인 두 가지 성질(유연 구조화 MOF (MIL-53) 및 강한 결합 부위를 갖는 MOF (MOF-74))을 포함하고 있는 금속-유기 골격체(MOF)를 활용하여 $CO_2$ 포집 성능을 평가 하였다. 20 bar에서의 최대 흡착량은 MOF-74이 MIL-53보다 약 65%이상 높았으나, '사용 가능한 흡착량(usable capacity)'을 계산해 보면, MIL-53이 약 50% 이상 높음을 보여주었다.

이 논문은 블록체인[1] 기술을 활용한 소규모 분산전력자원 거래 플랫폼에서의 정산소요시간에 대한 고찰이다. 먼저 연구에 적용한 "AMI 인프라를 활용한 국민 VPP 에너지 관리 시스템 (AI 기반의 에너지 거래 플랫폼)"을 소개한 후, 테스트베드 환경 내 IoT 전력 빅데이터[2] 분석으로 인증된 프로슈머의 발전(감축)량에 근거하여 지급되는 블록체인 암호화폐 코인의 정산과정 그리고 소요시간에 대하여 알아본다. 더불어 기존 람다 아키텍처에 MapD[3]를 적용한 GPU Fast 빅데이터 전력 빅데이터 분석 시스템 구성을 제시 한다.

본 연구는 자동차 엔진룸 내부에서 엔진과 연계된 부품의 냉각효과를 높이기 위해 후드 개발을 위한 수치해석을 다루고 있다. 급격한 온도편차에서 유발되는 엔진룸내 부품 온도를 저감시키면 부품에 대한 내구성 저하를 최소화 할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 차량 엔진룸 주요 부품 중에서도 온도제어가 비교적 용이한 발전기, 배터리, ECU 및 파워스틸 오일 등 4가지 부품을 목표로 엔진룸 냉각용 후드 개발을 위한 수치해석을 수행하였다. 그리고 수치해석을 검증하기 위하여 수치해석에서 가정하였던 동일한 조건으로 실험을 수행하여 비교하였다.

자동차 엔진룸내 부품의 내구성 향상을 위하여 냉각 가능성을 판단하고자 발전기, 배터리, ECU 및 파워스틸 오일 등 4가지 부품을 목표로 흡입공기를 사용한 냉각용 덕트를 설치하여 부품에 대한 공랭효과를 향상시키기 위한 실험을 수행하였다. 실험 결과, 전반적으로 부품 온도가 저감되었으며 감소된 온도 차이는 발전기, ECU, 파워스틸 오일 및 배터리 순으로 크게 나타났다. 이러한 부품에 따른 온도 차이를 개선하기 위해서는 차후에 덕트 내부에 대한 유동해석을 통한 최적화 설계가 필요하다고 판단된다.

본 논문에서는 Mean Absolute Percentage Error (이하 MAPE)와 Symmetric Mean Absolute Percentage (이하 sMAPE)의 새로운 접근법을 이용한 시계열 예측 모델의 평가 방법을 소개한다. MAPE, sMAPE에는 다음과 같은 문제점이 있다. 데이터 집합에서 관측 값이 0일 경우 평가할 수 없고, 관측 값이 0에 매우 가깝다면 과도한 평가 값을 측정한다. 관측 값과 예측 값 간에 동일한 오차를 가지더라도 다른 값으로 평가하는 문제도 가지고 있다. 동일한 오류 값이 과대 예측되었는지 아니면 과소 예측되었는지에 따라 다른 평가 값을 측정하거나 관측 값의 부호와 예측 값의 부호가 서로 다르면 그 오차는 평가 값에 반영되지 않는다. 이러한 문제는 Maximum Mean Absolute Percentage Error (이하 mMAPE)에 의해 해결하였다. 우리는 MAPE 평가 방법의 분모에서 관측 값을 사용하는 대신 최대 절대 값을 사용했다. 최대 절대 값이 1보다 작으면 분모를 제거하여 0 값이 정의되지 않은 문제와 미세한 값일 경우 과대 측정되는 문제를 해결하였다. Beijing PM2.5의 온도 데이터와 시뮬레이션 데이터를 통해 mMAPE와 다른 평가 방법들의 결과 값을 비교하였으며, 위의 문제들을 해결할 수 있음을 검증하였다.