• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권2호
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• pp.156-163
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• 2015

전기자동차 또는 수소를 이용한 연료전지 자동차 등 미래 도로운송부문에서의 주요 에너지 수요는 전기에너지이며, 따라서 풍력 등 신재생에너지 자원을 이용한 에너지 생산 및 공급 전략은 미래의 지속가능한 에너지 시스템 구축에 필수적 고려 요소이다. 신재생에너지 자원 기반의 에너지 생산 시스템은 비단 관련 요소 기술의 개발 및 효율 향상뿐만 아니라 자원 잠재성의 지역적 특성 및 관련 기술들의 최적 설계를 포함한 새로운 공급 전략이 반드시 수반되어야 한다. 본 연구에서는 미래 도로운송부문에서의 주요 에너지 수요 만족을 위한 풍력기반 전력생산 공정 설계 및 최적화를 수행하였으며, 다양한 설계 대안들의 경제성을 평가 및 분석하였다. 최소비용을 목적함수로 설정하고, 수요만족, 에너지 흐름, 최대기술 용량 및 부지사용 제한 등 다양한 제약조건을 포함한 혼합정수선형계획(MILP)모델을 개발하였다. 특히 육상 풍력단지 조성 시 사용 가능한 부지 제한성 및 해상 풍력단지의 높은 자원 잠재성 등 실제 풍력 단지 조성 시 고려되어야 할 다양한 실제적 요소를 제약 조건으로 포함하였다. 제안된 최적화 모델의 효용성을 검증하기 위하여 육/해상 풍력발전단지를 포함한 제주도 전력생산 시스템 설계 문제에 적용하였다. 본 연구에서 개발한 모델을 통하여, 해상 및 육상 풍력단지 간의 비용 효율성 등 제주도에 적합한 최적 공급 시스템을 설계하였으며 경제성을 평가하였다. 또한 사용가능 부지면적에 관한 정책, 필요 부지면적 및 기술의 생산비용 변화 등 주요 비용 관련 변수에 관하여 최종 전력 생산 비용의 민감도 분석을 수행 하였다.

• Journal of the Korean Data and Information Science Society
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• 제24권3호
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• pp.585-592
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• 2013

최근 신재생에너지와 대체에너지의 필요성이 증가함에 따라 환경오염과 온실효과를 초래하지 않는 풍력에너지 개발에 많은 연구와 투자가 이루어지고 있다. 풍력에너지는 무공해 에너지이며 자원양이 무한대이고 바람이 부는 곳이라면 어디에서든지 전력생산이 가능하다. 그러나 풍력에너지는 바람에 크게 의존하며 불규칙적인 특성이 있어 효율적인 풍력발전이 어렵다는 단점이 있다. 이러한 이유로 풍력발전에 있어서 정확한 풍력발전량 예측은 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 이러한 풍력발전량의 효율적인 예측을 위해 군산 풍력단지의 자료를 이용해 시계열모형인 ARMA모형과 데이터 마이닝 기법 중 신경망모형을 사용하여 풍력발전량을 예측하고 비교분석 하였다. 그 결과 신경망모형 적합결과가 ARMA모형 적합결과 보다 더 좋은 예측력을 나타내었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.176-177
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• 2010

현재 학계에서는 신재생 에너지에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 그 중 태양광과 풍력이 큰 비중을 차지하고 있다. 본 논문에서는 Push-Pull 컨버터를 기초한 전류형 PWM 인버터를 제안하고 계통 연계가 가능한 회로로의 타당성을 검증하였다. 스위칭 소자 중 Push-Pull컨버터부의 두 개의 스위치만 PWM(Pulse Width Modulation)을 행하고 계통과 연결된 Full-Bridge의 스위치는 계통의 극성을 판단하여 Auto-ZCS (Zero Current Switching)가 가능하도록 설계하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.111-112
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• 2010

21C 정보화 사회를 맞이하여 디지털 부하의 사용이 급격히 증가하고 있다. 뿐만 아니라 친환경 녹색성장의 일환으로 풍력, 연료전지, 태양광과 같은 신재생 에너지원을 이용한 발전 시스템도 증가 하고 있다. 이에 따라 교류에 비하여 신뢰도가 높고, 저손실의 전원 시스템을 구축할 수 있는 직류급전시스템의 필요성이 부각되고 있다. 직류급전시스템에 있어 효율성, 신뢰성, 전송능력 등이 고려되어야 하지만 직류 배전의 상용화를 위해서는 직류 전용 보호차단기 등을 개발하여 보급하여야 한다. 미국의 통계에 따르면 아크사고는 전기화재의 큰 요인으로 꼽히고 있다. 이미 교류 아크의 검출 알고리즘이 다방면으로 연구되어 아크차단기(AFCI)가 개발되었으며 미국의 경우 AFCI 사용을 법제화 하고 있다. 따라서 직류급전시스템에서의 아크 검출을 위해 직류 아크의 특성을 분석한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.236-238
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• 2020

신재생에너지의 보급 확대와 함께 전 세계적으로 ESS에 대한 수요가 빠르게 증가하는 추세이며 최근 태양광 발전을 기반으로 하는 ESS 제품이 다양하게 출시 되고 있다. 해당 제품들은 가정에서 전기 공사 후 제품이 고정되어 운용된다. 본 논문에서는 야외용 전원 및 UPS기능을 가진 portable ESS에 대해 언급하고 있으며 그중에서도 DC_LINK제어 방식을 논하고 있다. 기존에 사용한 고정 DC LINK 방식의 문제점을 살펴보고 가변 DC LINK에 대한 시뮬레이션 및 1.5kW급 PCB 제작을 통해 실제 성능 및 동작을 검증한다.

• 한국진공학회지
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• 제16권3호
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• pp.161-166
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• 2007

태양광발전이란 태양에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 것이다. 지난 5년 동안 태양광발전은 세계적으로 높은 성장률을 보여 왔다. 특히 2006년에는 30%, 이상의 성장을 가져왔으며 앞으로 20년 동안 평균 생산 성장률은 매년 27%-34%가 될 것으로 예상하고 있다. 현재까지는 태양광발전을 이용해 생산된 전력의 가격은 기존 전력발전의 가격보다 높지만 태양광 기술의 발전과 효율의 향상으로 점점 그 가격이 떨어지고 있다. 뿐만 아니라 태양전지용의 실리콘 기판의 대량생산은 점점 더 태양전지의 가격 저하를 가져오고 있다. 태양전지의 변화효율의 한계는 30%이다. 현재에는 결정질 실리콘 태양전지가 주를 이루고 있지만 미래에는 박막 실리콘 태양전지가 주도를 이룰 것이다. 2030년에는 박막 태양전지가 90%이상을 이루고 결정질 태양전지는 10% 이하로 떨어질 것을 예상하고 있다. 성균관대학교에서는 결정질 실리콘 태양전지의 저가화와 고효율화를 주 연구로 수행하고 있다. 현재 성균관대학교에서는 스크린 프린트를 이용해서 16% 이상의 다결정 실리콘 태양전지와 17% 이상의 단결정 실리콘 태양전지를 성공적으로 제작하였다. 제 1세대에서 다음 세대의 태양전지 발전의 과정은 새로운 접근법으로 확대되지만 여전히 실리콘이 지금까지 주된 재료로 쓰이고 있다. 2010년까지 이러한 기술들에 대한 격차는 여전히 있지만 태양광발전을 통한 전력생산의 가격은 60 cent/watt 정도로 예상하고 있다. 태양광발전은 청정에너지로서 재생불가능 하고 고갈되어가고 환경오염을 일으키는 다른 에너지와 비교하여 점점 대체에너지로서의 자리를 확립해 가고 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권7호
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• pp.936-942
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• 2014

화석 연료의 고갈로 인해 신재생 에너지에 관한 관심이 날로 증가하고 있다. 그 중에서도 예측가능성이 높고 이용 가능한 양이 풍부한 파력에너지에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 부유체-균형추식 파력발전장치는 진동 타입과 비교해 구조 강도가 증진된 장치이며, 부유체의 포면에 웨이브 캠버라 불리우는 격벽을 설치하여 파도가 오직 상하운동만을 하도록 만들었다. 본 논문은 주로 병렬 연결된 파력 발전장치의 발전량에 중점을 두고, 그 발전량을 계산하였다. 그 결과, nl/L의 값이 증가할수록, 더 많은 전력량이 발생하고, nl/L=0.40 이상이 되었을 때, 상시 연속적인 발전량이 얻어진다는 것을 알 수 있었다. 이 연구를 통해서, 실제 해역 조건에 유리한 유수실을 설계하는데 기본 자료로 활용할 수 있다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제28권1호
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• pp.147-176
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• 2019

본 연구에서는 국내의 균등화 발전비용에 대한 연구결과를 기초로 하여 전원 구성에 있어서 원자력의 비중이나 이용률이 발전의 사회적 비용에 어느 정도 영향을 주는지를 시뮬레이션을 통해 도출한다. 원전이 상대적으로 증가되도록 설계되었던 제7차 전력수급기본계획과 원전의 비중을 축소하고 신재생에너지 발전의 비중을 증가시킨 제8차 전력수급기본계획을 비교하여 전원 믹스에 따른 발전의 사회적 비용, 발전단가, 전기요금의 변화 정도를 추정한다. 8차 수급계획의 환경급전 관련 변수를 고려하고, 국내 두 기관의 균등화 발전비용 연구결과를 이용한 시뮬레이션 결과, 사회적 비용은 향후 10년 내에 22%까지 증가할 수 있고, 직접적인 전력생산비용에 기초하고 있는 발전단가 역시 22% 증가하고, 전기요금은 최대 18%까지 증가할 수 있음을 도출하였다. 따라서 제8차 전력수급기본계획에 따른 전원믹스는 발전에 따른 외부 비용까지 고려한 사회적 비용차원에서 검토할 경우 7차 수급계획의 전원믹스와 비교할 때 사회적 비용을 증가시킨다.

• 플랜트 저널
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• 제18권4호
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• pp.66-72
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• 2023

신재생에너지 비중 증가에 따른 전력계통 불안정성과 탈원전, 노후 석탄화력 폐쇄로 인한 안정적인 발전자원 감소에 대한 대응 방안으로 터빈제어밸브 4개중 2~3개를 교축하여 발전기 출력 증·감발과 주파수를 추종하는 복합 변압 운전 방식을 터빈제어밸브를 전개하여 교축손실을 줄임으로서 발전 효율을 극대화하는 순 변압운전 방식으로 대체하고, 계통 주파수 변동에 신속하게 대응하기 위해 ESS를 연계하여 주파수 추종 및 자동발전운전을 하는 제어로직을 500MW 석탄화력인 태안 5호기를 대상으로 개발하였다. ESS 운전(신속한 응답, 용량 한계)과 발전소 터빈제어밸브 교축 운전(느린 응답, 지속적인 운전)의 장·단점을 보완하는 협조제어 알고리즘이 실제 발전소에 적용시 발전 효율 향상은 물론 전력 수요에 신속하고 유연하여 대응하여 계통 안정성에 기여할 것으로 확신한다.

• 신재생에너지
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• 제19권2호
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• pp.31-39
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• 2023

Salinity gradient energy can be generated from a mixture of water streams with different salt concentrations by using reverse electrodialysis (RED). In this study, we evaluated the effect of stack size and number of cell pairs on the energy efficiency and specific energy of the RED process. Additionally, we studied the prementioned parameters to maximize the power density of RED. The performance of the RED stack which used a patterned ion exchange membrane, was evaluated as a function of stack size and feed flow rate. Moreover, it was noted that an increase in stack size increased the ion movement through the ion exchange membrane. Furthermore, an increase in feed flow rate led to a reduction in the concentration variation, resulting in an increase in OCV and power density. The energy efficiency and specific energy for 100 cells in the 10 × 10 cm² stack were the highest at 12% and 0.05 kWh/m³, respectively, while the power density from 0.33 cm/s to 5 × 5 cm² stack was the highest at 0.53 W/m². The study showed that the RED performance can be improved by altering the size of the stack and the number of cell pairs, thereby positively affecting energy efficiency and specific energy.