지속가능 에너지원인 원자력은 또한 글로벌 에너지원의 특성을 갖추고 있다 핵연료는 원자로에 장전되는 신규 핵연료를 구성하고 있는 우라늄 채광 단계에서부터 연소 후에 발생하는 사용후 핵연료 (SNF 또는 SF) 관리 단계에 이르는 전과정에 걸쳐 핵연료 사이클로 파악되고 있다. 이러한 전과정 관점에서 볼 때, 핵연료 사이클에 관여하는 이해관계자는 자국뿐만 아니라 다국가 (multination)를 포함하고 있다. 특히, 후행 핵연료 사이클인 사용후 핵연료의 저장, 처리, 처분 단계에서는 다국가 시나리오를 배제하지 않는 사용후 핵연료 관리 전략의 도입이 고려될 수 있다. 여기서 다국가는 접경 국가, 인접 국가, 핵연료 공급 국가, 재처리 제공 국가, 재처리 위탁 국가, SNF 통과 허용 국가, SNF 저장 부지 제공 국가, SNF 향후 이용 국가 등이 될 수 있다 [김성호 2006]. 현재 우리나라에서는 여러 국가로부터 수입되고 있는 신규 핵연료 물질을 연소시켜 나온 사용후 핵연료를 부지내에 임시 저장하고 있다. 사용후 핵연료 발생량의 추산에 따르면, 2016년쯤에 현재 임시저장 용량이 포화될 예정이다 이러한 상황에서 다국가 시나리오를 포함한 관리 전략은 다국가 시나리오를 배제한 관리 전략과 다각적인 측면 에서 비교 검토될 필요성이 있다. 사용후 핵연료의 영구 처분장 부지 확보를 해결하기 위한 선행 단계로 공론화 단계가 지금 준비되고 있다. 예컨대, 단기 공론화 관리 방안의 하나로 비록 소극적인 입장이지만 타국 위탁 재처리 방식이 고려되고 있다 [KRS 2009] 이 연구에서는 단기적인 사용후 핵연료 관리 전략으로 여러 가지 다국가 수준의 저장, 처리, 처분 방식으로 바탕으로 다국가 시나리오들을 제안하려고 한다. 이들 다국가 시나리오를 포함한 관리 전략은 현재 다국가 시나리오를 배제한 국내 사용후 핵연료 처분장 부지 선정이 정치적/사회적 수용성 문제로 어려운 상황에 처할 경우에 해결책을 찾는 데에 기여하리라 본다. 또한, 부지 선정 단계에서 바라지 않는 난항이 나타나는 경우에 국가 차원의 한 대비책으로 다음을 제안한다: 한편으로는 자국 저장 시설이 추진되면서, 다른 편으로는 타국 저장 부지를 확보하는 전략이 검토되어야 한다. 이러한 이중 노선 (dual track) 전략은 여러 유럽 국가에서 이미 고려되고 있는 방안이다 [Greenpeace 2005] 다양한 다국성 정도 (a degree of multinationality) 의 저장, 처리, 처분 방식을 연결하는 가능한 다국가 시나리오 구조가 Fig.1에 제시되어 있다. 다국가 시나리오를 구성하는 기본 요소는 다음과 같다’ 1) 자국 임시 저장; 2) 자국 재처리; 3) 자국 중간 저장; 4) 자국 영구 처분; 5) 다국가 중간 저장; 6) 다국가 재처리; 7 ) 다국가 영구 처분. 이들 기본 요소들을 다국성 정도에 따라 결합하면 다양한 다국가 시나리오들이 얻어진다. 이들을 포함한 SNF 관리 전략은 크게는 1) 다국가 재처리 전략, 2) 다국가 저장 및 재처리 전략, 또는 3) 다국가 처분 전략 등으로 분류될 수 있다.
본 논문은 디젤발전기, 태양광, 에너지 저장장치로 구성 된 마이크로 그리드 시스템에서의 효율적인 운전 제어 전략을 제안한다. BSFC(Brake Specific Fuel Consumption)맵을 기반으로 디젤발전기의 운전을 최적지점에서 일정하게 운전을 하고 부하의 변화는 에너지 저장장치의 충/방전으로 보상한다. 또한 에너지 저장장치의 안정적인 운전을 위해 에너지 저장장치의 SOC(State Of Charge)를 고려한 제어전략을 사용한다. SOC가 일정 범위를 벗어나게 되면 에너지 저장장치가 부하의 변동에 충분히 보상해주지 못하는 경우가 발생하기 때문에 이를 고려해 운전함으로써 부하에 신뢰성 있는 안정적인 전원을 공급할 수 있게 한다. 제안된 마이크로 그리드 운전 제어 전략은 PSiM 시뮬레이션을 통해 검증되었다.
최근 신재생 에너지원을 이용한 분산전원에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 논문에서는 신재생 에너지원과 에너지 저장장치로 이루어진 마이크로 그리드에서 안정적인 운전전략을 제안한다. 신재생 에너지원은 기상에 따라 출력이 달라지기 때문에 부하에 안정적인 전력을 공급하기 위해 에너지 저장장치를 사용한다. 에너지 저장장치의 안정적인 운전을 위해 SOC를 고려하여 제어한다. 배터리 충전/방전 시 외부조건에 의해 각 배터리 셀마다 충전량이 달라져 에너지 저장장치가 충분히 전력을 공급해주지 못하는 경우가 발생한다. 그러므로 각 셀마다 SOC를 측정하여 운전함으로써 부하에 안정적인 전력을 공급하는 제어전략은 제안한다. 제안된 마이크로 그리드 운전 제어 전략은 PSiM 시뮬레이션으로 검증하였다.
생명정보 대량 획득기술의 하나인 마이크로어레이(microarray)는 DNA와 각종 유적자 연구에 사용되는 도구로서 확립되면서, 생명정보학(bioinformatics)분야의 발전에 크게 기여하였다. 그러나 마이크로어레이는 생명정보학분야의 핵심기술 중 하나로 발전하였음에도 불구하고 마이크로어레이 실험으로 생성되는 데이터는 형태가 다양하고 매우 복잡한 형태를 갖기 때문에 데이터의 공유나 저장에서 많은 어려움을 겪는 것이 사실이다. 따라서 마이크로어레이 실험결과 분석을 위한 최소한의 컨텐츠가 정의되고 표준화 되었다. MIAME 데이터, MAGE-OM/ML과 같은 표준화된 공개 저장소는 전문 생물학 연구단체에게 과거부터 지금까지 주요 관심사가 되어왔다. 하지만 많은 공개저장소의 설립되었지만 마이크로어레이 데이터의 구조적 특징을 고려하여 효과적인 설계를 하지 않은 것이 사실이다. 본 논문은 표준을 따르는 동시에 마이크로어레이 데이터의 구조적 빈발 패턴이 반복되는 계층적 특징을 반영하는 전략을 제안한다. 이를 통하여 복잡한 데이터의 구조를 객체들의 빈발 패턴을 파악하여 그 계층을 줄임으로서 복잡도를 줄일 수 있었다. 이 과정에서 관계형 데이터베이스 기반의 공개저장소의 성능에 영향을 주는 관계 테이블(join-table)의 숫자는 줄어든다. 이에 따라, 성능은 개선된다. 이 전략을 통하여 생성된 테이블의 숫자는 원본 데이터를 단순 매핑시켜 저장하는 방법에 비하여 약 31%줄어든다. 결국 MAGE-ML 데이터의 저장과 로딩 시간은 이 논문에서 제시하는 전략을 적용하지 않은 방법에 비해 60%에서 65%를 줄일 수 있었다.
1987년말 현재 전세계에서 운전중인 원자력발전소는 400기, 30,276.8만kW에 이르고 있다. 따라서 이들 발전소에서 나오는 사용후핵연료의 안전한 관리 역시 중요한 문제로 인식되고 있다. 다음은 Nuclear News지 3월호에 게재된 세계각국에서의 사용후핵연료 저장관리전략을 요약한 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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