• 제목/요약/키워드: 열 및 전기 효율

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초전도 플라이휠 에너지 저장장치용 전동발전시스템 개발 (Development of Motor/Generator System, for Superconductivity Flywheel Energy Storage System)

  • 최태식;서문석;서인영;류동완;성태현
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.3-5
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    • 2004
  • 본 연구에서는 고효율, 반영구적인 수명 및 환경친화성으로 인해 효과적인 전력저장장치로 대두되고 있는 플라이휠 에너지 저장(SFES : Super-conductivity Flywheel Energy Storage) 시스템의 구동원으로 적용되는 전동발전시스템에 대한 설계, 제작 및 시험을 수행하였다. 전동발전기는 슬롯리플에 의한 와전류 손실이나 열손실을 고려하여 슬롯리스 Ring-wound형으로 선정하였으며, 전력변환기는 PWM Boost 컨버터를 통해 역률 및 DC 전압 제어 그리고 Full Bridge 인버터를 통해 전동발전기 고속운전 제어를 실현할 수 있는 Topology를 채택하였다.

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암모니아수 처리에 따른 바나듐 레독스 흐름전지용 탄소펠트 전극의 전기화학적 특성 (Electrochemical Properties of Carbon Felt Electrode for Vanadium Redox Flow Batteries by Liquid Ammonia Treatment)

  • 김예솔;조세호;박세국;전재덕;이영석
    • 공업화학
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    • 제25권3호
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    • pp.292-299
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    • 2014
  • 본 연구에서는 바나듐 레독스 흐름전지의 효율을 향상시키고자 탄소펠트에 열산화 반응과 암모니아수 처리를 이용하여 질소가 도핑된 탄소펠트 전극을 제조하였다. 또한 제조된 탄소펠트 전극의 전기화학적 특성평가를 위하여 CV 실험 및 충/방전 실험을 실시하였다. 암모니아수 처리온도가 증가함에 따라 탄소펠트 표면의 질소 관능기가 증가함을 XPS를 통하여 확인하였으며, CV 측정 결과 암모니아수 처리된 탄소펠트는 열산화된 탄소펠트에 비하여 산화/환원의 반응성이 우수함을 확인하였다. 충/방전 실험결과 $300^{\circ}C$에서 암모니아수 처리한 탄소펠트 전극은 열산화된 탄소펠트 전극보다 에너지효율, 전압효율, 전류효율이 각각 약 6.93, 1.0, 4.5%씩 향상됨을 알 수 있었다. 이는 질소 관능기가 탄소펠트 전극과 전해질 사이의 전기화학적 성능 향상에 도움을 주었기 때문으로 사료된다.

탄소중립과 그린 수소에너지 전환을 위한 PEM 수전해 시스템에서 작동 전압 및 효율의 열역학적 이해 (Understanding Thermodynamics of Operating Voltage and Efficiency in PEM Water Electrolysis System for Carbon Neutrality and Green Hydrogen Energy Transition)

  • 주형국;봉성율;박승용;이창현
    • 전기화학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.56-63
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    • 2023
  • 태양, 파도, 바람 등 친환경 재생에너지원을 이용한 전력 생산 기술이 성숙함에 따라 재생에너지 전력의 경제성과 규모 측면에서 빠르게 발전하고 있다. 특히, 전기화학적인 방법으로 수소를 생산하는 기술은 이러한 재생에너지와 효율적으로 연계될 수 있는 방법 중 하나로 주목받고 있다. 수전해 기술은 작동 온도에 따라서 저온(100 ℃ 이하), 중온(300-700 ℃), 고온(700 ℃ 이상) 수전해로 나눌 수 있으며, 에너지 소비량 및 전압 효율 평가는 열역학 법칙에 따라 계산한다. 그러나 수전해 평가에서 열역학적 전압(thermodynamic voltage)과 열중성 전압(thermo-neutral voltage)의 개념이 혼용되어 사용되고 있다. 본 총설에서는 저온 PEM (proton exchange membrane) 수전해 기술을 바탕으로 작동 전압과 효율 평가에 대한 이해를 높이고, 열역학적 전압과 열중성 전압의 차이점을 명확히 하고자 한다.

환기시스템의 굴절 및 평판형 열교환기 형상에 따른 성능비교 (A Comparison of Performance on the Orthogonal and Refraction Heat Exchanger Shape in Air Ventilation System)

  • 현형호;정병호;김지원;이강연
    • 한국융합학회논문지
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    • 제10권7호
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    • pp.281-287
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    • 2019
  • 최적의 환기시스템 활용과 에너지 절약을 위한 급 배기공기 간의 열교환을 적용시킨 열회수시스템의 활용과 보급은 에너지관리시스템에서 필수적이다. 이러한 기술은 특히, 겨울철과 여름철의 냉난방에너지를 절약할 수 있어 고효율에너지 빌딩의 기반기술의 주요 요소이다. 본 논문에서는 균일한 형상과 동일한 유동조건에서 열교환기 성능을 비교하기 위해 종이, 플라스틱, 알루미늄을 재질로 시뮬레이션을 통한 열전달효율을 검토하였다. 또한 평판형과 굴절형 구조를 갖는 열교환기의 형상에 따른 열전달 효율을 시험하였고, 그 결과를 토대로 열전달 성능과 압력손실에 대해 고성능의 열교환기를 제작하는데 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

Temporal Fusion Transformers와 심층 학습 방법을 사용한 다층 수평 시계열 데이터 분석 (Temporal Fusion Transformers and Deep Learning Methods for Multi-Horizon Time Series Forecasting)

  • 김인경;김대희;이재구
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제11권2호
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    • pp.81-86
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    • 2022
  • 시계열 데이터는 주식, IoT, 공장 자동화와 같은 다양한 실생활에서 수집되고 활용되고 있으며, 정확한 시계열 예측은 해당 분야에서 운영 효율성을 높일 수 있어서 전통적으로 중요한 연구 주제이다. 전반적인 시계열 데이터의 향상된 특징을 추출할 수 있는 대표적인 시계열 데이터 분석 방법인 다층 수평 예측은 최근 부가적 정보를 포함하는 시계열 데이터에 내재한 이질성(heterogeneity)까지 포괄적으로 분석에 활용하여 향상된 시계열 예측한다. 하지만 대부분의 심층 학습 기반 시계열 분석 모델들은 시계열 데이터의 이질성을 반영하지 못했다. 따라서 우리는 잘 알려진 temporal fusion transformers 방법을 사용하여 실생활과 밀접한 실제 데이터를 이질성을 고려한 다층 수평 예측에 적용하였다. 결과적으로 주식, 미세먼지, 전기 소비량과 같은 실생활 시계열 데이터에 적용한 방법이 기존 예측 모델보다 향상된 정확도를 가짐을 확인할 수 있었다.

새로운 조명기기 점등제어 시스템 (New Lighting Control System for Light Devices)

  • 인치국;윤달환;인치호
    • 전기전자학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.261-266
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    • 2011
  • 본 논문에서는 LED 가로등의 소비 전력을 줄이고 수명 및 LED 모듈의 열효율을 높이기 위한 효율적인 새로운 조명기기 LED 점등제어 시스템을 제안한다. 제안된 새로운 조명기기 점등제어 시스템은 조도를 측정하여 주변 조도에 따라 4단계로 구분하고 자동 패턴 조명 알고리즘을 적용한다. 그리고 단계검사를 통해 완전대칭을 형성하는 마방진 패턴에 교차점등 알고리즘을 적용하여 설정된 시간동안 점등을 하게 된다. 실험분석 결과, 기존의 조명 시스템과 비교하여 발열량과 소비전력이 최대 30%이상 감소되었고 LED의 수명이 최대 60%이상 향상되었기 때문에 LED 가로등에 적용할 경우 안정적이고 높은 에너지 효율성을 얻을 수 있다.

탄소중립 항만 구현을 위한 지능형 제로에너지 건물 관리시스템 (Implementation of Intelligent Zero-Energy Building Management System For Carbon Neutral Port)

  • 이진규;강동재;정형진;김인수
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2022년도 추계학술발표대회
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    • pp.1038-1040
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    • 2022
  • 지속적인 지구 평균 기온 상승으로 인해 우리나라를 포함한 전 세계적으로 탄소중립을 위한 혁신이 이루어지고 있다. 본 연구는 해양수산부 '해양수산분야 2050 탄소중립 로드맵'의 기준에 따라 에너지 자립률을 극대화하고 효율을 최적화시킨 제로에너지 탄소중립 건축물을 제시한다. 태양광 발전 시스템에서, 패널의 태양 일주추적 기능을 통해 에너지 발전률을 극대화하고, 패널 하향정렬 및 딥러닝 모델을 통해 유지 보수를 용이하게 하여 성능 저하를 예방한다. 폐열을 이용한 열 회수/바이패스 환기 시스템을 통해 에너지 효율을 최적화하고, 온/습도에 가중치를 부여하여 모호했던 환기 시스템 결정 기준을 에너지 효율화에 맞게 최적화해 제시한다. 탄소중립 BEMS 기능이 내재된 앱 개발로 위의 건축물 시스템을 제어·관리한다. 본 연구를 통해 제로 에너지 건축물으로서 항만 건물의 가능성을 제고하고, 탄소중립 항만의 구현을 기대한다.

탄소배출량에 따른 복합배전계통 분산전원의 최적 운영에 관한 연구 (An Optimal Operation of Distributed Generation in Distribution Network Considering Carbon Emission)

  • 김성열;김욱원;심헌;김진오;배인수
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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    • pp.490_491
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    • 2009
  • 전력시장의 규제완화와 고효율, 신재생 에너지 관련 기술의 발전으로 분산전원의 가격경쟁력이 높아지면서 최근 배전계통 내에 분산전원의 보급이 급속히 확대되고 있다. 또한, 탄소배출에 대한 국제적 환경규제의 본격화는 분산전원 보급을 더욱 가속화 시키고 있다. 탄소배출량이 손실금액으로 환산될 경우 현재의 분산전원 운영방식과는 전혀 다른 시간별 분산전원의 발전전략이 재정립되어야 한다. 본 논문에서는 배전계통 내 관할 구역의 수용가에 유 무효전력 및 열을 공급하는 구역전기사업자의 분산전원별 탄소배출량을 고려한 최적 운영에 대해서 소개할 것이다.

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지중배전선로의 동적 허용용량 평가기술

  • 이남우
    • 전기의세계
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    • 제42권4호
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    • pp.45-52
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    • 1993
  • 일반적으로 케이블 계통은 최고허용온도 부근에서 상시운전하는 경우는 거의 없다. 즉, 허용전류 계산시에도 충분한 여유가 있는 가정들을 근거로 계산하므로 허용전류 자체에 충분한 여유가 있을 뿐만 아니라 설계단계에서도 향후 부하의 증가를 고려하여 설계하므로 설계용량 부근에서 상시운전하는 경우는 거의 없다. 동태용량 산정기법은 가상부하에 따른 도체 및 유도의 예측, 열특성 파라메타의 변화에 따른 허용전류의 예측이 가능하며 특히 케이블의 과도특성을 이용하여 단시간의 허용전류를 상당히 증대(외국의 경우 정태용랴의 약2배)시킬 수 있는 장점이 있다. 따라서 정태용량 산정에 의한 설계 여유 및 운전중에 조건의 변화에 따른 허용전류의 여유를 예측 할 수 있는 동태용량 산정법은 케이블 부하조정의 융통성 뿐 만 아니라 케이블계통 사고시에도 적절히 대처할 수 있는 많은 융통성을 제공해 주게 된다. 아울러 동태용량 프로그램이 절연체의 수명손시평가법과 함께 해석된다면 케이블계통의 플렉시빌리티와 효율의 비약적인 증가를 가져올 뿐만 아니라 전체 계통의 신뢰도를 증가시킬 수 있는 장점등으로 인해 복잡한 도시에서 새로운 케이블 경과지 확보가 점점 어려워지는 추세에 따라 앞으로 동태용량 프로그램에 관한 연구개발이 활발해질 것으로 예견된다.

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전력시장에서의 제약문제 연구 (Uplift 최소화) (Empirical Study on treating Various Constraints in Electricity Market)

  • 박수열;김용완
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.630-631
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    • 2011
  • 현재 우리나라 전력시장에서 시장가격(SMP) 결정시에는 전력계통 운영 및 발전기 자기제약에 기인한 Must Run 등의 제약요소들을 고려하지 않고 실제 전력계통 운영시에만 반영하고 있다. 그러나 전력을 안정적으로 공급하기 위해서는 다양한 제약조건을 충족시켜야 하므로 시장가격은 원칙적으로 이러한 기술적인 제약을 충족시키는 조건에서 결정되어야 한다. 따라서 각종 제약요소 처리 관련 효율적인 전력의 생산 및 소비, 신규투자 등에 대한 시장신호를 제공하기 위해 필요한 개선방향 검토, 시장에 미치는 영향을 분석하고 가능한 개선대안을 모색하여 보았다. 현실적으로 가능한 전력계통 예비력 확보 조건, 발전기 자기제약의 반영 등은 단기적으로 시행하되, 계통제약을 반영한 지역별가격제는 송전이용요금의 개선과 병행하여 점진적으로 개선하는 것이 바람직할 것이다.

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