• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제58권3호
• /
• pp.381-389
• /
• 2020

본 연구에서는 다양한 신재생 에너지원 기반 전력 공급 시스템 구축하고, 각 시스템의 최적 전력 공급 비용을 비교 분석 하였다. 특히, 풍력 및 태양광 등 대표적인 신재생에너지 생산 기술과 더불어 대형 에너지 저장 시스템 및 바이오매스 기반 전력 생산 기술을 포함함으로써, 신재생에너지 자원의 간헐성 및 에너지 공급과 수요의 불균형의 한계를 극복하였다. 본 연구에서 제안한 6가지의 신재생 에너지원 기반 전력 공급 시스템을 실제 제주도 전력 공급 문제에 적용함으로써, 제주도 지역의 최적 에너지 시스템을 규명하였으며, 다양한 에너지 생산 기술의 조합의 효과를 분석하였다. 분석 결과, 태양광 및 풍력 기반 전력 공급 단가는 각각 0.18, 0.28 $/kWh로 개별 자원 기반의 에너지 생산 시스템의 기존 전력망을 통한 공급 단가에 비해 경쟁력이 낮았다. 또한 자원의 간헐성 및 공급과 수요의 불균형 등 단일자원 기반의 단점을 효과적으로 개선하기 위하여 3가지 신재생 자원 및 대형 에너지 저장 시스템을 포함한 하이브리드 공급 시스템의 경제적 효과를 분석하였다. 그 결과 기존 전통적 전력망 공급과 가격 경쟁력을 갖는 0.08 $/kWh 수준의 100% 신재생에너지 기반 전력 공급 시스템 구축이 가능함을 규명하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
• /
• pp.154-154
• /
• 2011

화석연료의 가격 및 공급의 불안정과 온실가스감축 국제 규제 강화 등에 대한 대안으로 여기는 신 재생에너지는 높은 초기 투자 부담으로 인하여 관련기술의 연구개발과 보급정책 등 전과정에 걸친 정책 지원체계가 필요하다. 본 연구에서는 지열에너지를 이용하는 지열냉난방기술에 중점을 두고 이에 대한 중장기 정책 포트폴리오 작성을 위한 기술 및 정책적 접근방안을 제시하고자한다. 지열에너지의 가장 큰 특징은 기후 등에 영향을 크게 부하가 변하는 태양광, 풍력 등과 달리 일정한 부하를 유지함으로써 안정적인 에너지공급이 가능하다는 것이다. 또, 품질 측면에서도 화석연료를 이용한 기존의 연료보다 쾌적한 환경을 조성하여 고급에너지로 평가받고 있다. 반면, 설비를 갖추기 위한 천공, 히트펌프 설치 등에 큰 비용이 든다는 단점을 가지고 있다. 현재 히트펌프 제작기술은 국산화를 완료한 상태로 사실상 기술개발에 의한 큰 폭의 원가절감은 기대하기 힘든 상황이다. 하지만, 유사분야인 시스템 에어컨이 표준화 및 대량생산을 통한 시장 보급 확대로 보급단가가 하락한 것을 고려해 볼 때 이를 통한 가격하락은 어느 정도 기대해 볼 수 있을 것으로 생각된다. 에너지 외적인 측면에서 볼 때도 지열에너지의 공급은 상당한 의미를 갖는다. 건물 냉 난방용 이외에 다양한 용도의 개발을 통해 비닐하우스나 온실 등에 지열에너지를 이용할 경우 정부차원에서 농어촌에 대한 지원이 가능하다. 또, 기존의 에너지원을 조달하는데 어려움이 있는 산간, 도서지방에서는 도시지역보다 투자대비 큰 효과를 볼 수 있어 지역간 에너지 불균형 해도에도 도움이 될 수 있다. 이와같은 지열에너지의 특성에 따라 향후 발전방향을 정리해 보았다. 핵심기술인 지열 히트펌프의 산업구조와 시장 보급 확대를 통한 가격하락을 기대한다. 지역개발 및 고립지역에서 타 신 재생에너지와 함께 독립적인 전력, 냉난방 등의 완전 에너지 공급시스템을 갖출 수 있다. 또한 특수 작물 등의 고급 농수산물 생산등의 용도개발을 통해 지열에너지 공급역량을 성장시킬 수 있을 것이다. 이와 함께 중장기 비젼을 제시하기 위해 추진되어야 할 연구과제로는 시장 보급 확대에 따른 가격경쟁력 도달 가능성에 대한 연구를 통해 산업육성 방안 마련, 타 신 재생에너지기술과 복합 설치에 의한 시너지 효과 및 이에따른 초기 투자비 증가에 대한 대책, 보급 잠재량 조사, 지열시스템의 자금 조달 및 관련 정책 검토 등이 있을 수 있다.

• ESCO지
• /
• 통권42호
• /
• pp.30-31
• /
• 2006

경기도 안산시 사동 푸른마을 3단지 주민들은 남들이 쓰는 에어컨 비용의 3분의 1만 내고도 원하는 시간에 에어컨을 사용하고 쾌적함까지 맛보고 있다. 바로 지역냉장시스템 덕분이다. 이 시스템은 공동주택으로서는 전국 최초로 시범설치된 것으로 하절기 소각열 등 버려지는 열을 이용해 에너지비용을 절감하면서도 프레온가스를 사용하지 않아 친환경적이다. 이 사업은 지난 2001년부터 안산지역에 지역난방을 공급하고 있는 안산도시개발(주)이 시행되고 있다.

• 전력전자학회지
• /
• 제15권2호
• /
• pp.25-29
• /
• 2010

마이크로그리드(MIcro Grid)는 현재의 집중적인 전력공급 시스템의 대안으로 부각되고 있는 지역적 에너지공급체계로서 신재생에너지 (Renewable Energy)와 분산전원 (Distributed Generation) 및 정보통신기술의 발전에 따라 전력공급에서의 에너지손실 최소화, 분산자원의 효율적이고 효과적인 이용, 전력품질의 제고, 분산자원의 전력망 수용성 제고 등 다양한 목적으로 실증적인 연구가 진행되고 있는 기술이다. 본고에서는 마이크로그리드의 핵심기술인 운영기술을 그 목적별로 자세히 소개하고 국내에서의 마이크로그리드에 관련된 연구 동향을 살펴보고자 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제54권4호
• /
• pp.470-478
• /
• 2016

화석연료 사용으로 인한 환경오염과 기후변화는 전 지구적인 환경 문제로 대두되고 있다. 또한 화석연료 고갈 및 경제적 취약성을 극복하기 위하여 태양광, 풍력 등 신재생에너지 자원 기반 에너지공급 시스템 구축이 많은 관심을 받고 있다. 이러한 신재생에너지 시스템은 자원의 낮은 공급안정성을 극복하기 위하여 다양한 자원을 이용한 독립 통합 에너지공급 시스템 설계 및 운전 전략이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 PV, Wind turbine, 화석연료 기반 발전 및 저장장치 등으로 구성된 독립 에너지공급 시스템을 설계하였다. 또한 최적화 모델을 이용하여 각 지역별 최적 전력생산 시스템의 구성요소를 규명하고 소요비용을 분석하였다. 제시된 모델 검증을 위하여 한국의 주거, 농업, 상업부문 등 주요 에너지수요 만족을 위한 설계문제를 해결하였다. 그 결과 주거부문의 경우 $0.37~$0.44/kWh, 농업부문의 경우 $0.15~$0.61/kWh, 상업부문의 경우 $0.12~$0.28/kWh의 단위전력 비용을 보였다.

• 전기의세계
• /
• 제35권11호
• /
• pp.694-698
• /
• 1986

최근 전자설비를 바탕으로 한 고도 정밀산업의 발달과 국민 생활수준 향상은 전력의 고품질화와 고신뢰성을 절실히 요구하고 있다. 즉, 전력이라는 에너지를 수용가에게 공급하는 것으로 그치지 않고 전력의 품질(주파수와 전압을 규정값 이내로 유지)에 엄격한 제한을 두어야 함은 물론 공급의 신뢰성, 즉 중단없는 전력 공급이 요구되고 있다. 이러한 미래의 전력 경영상의 어려운 과제를 해결하기 위하여 지금까지 이용되어 왔던 자동 급전시스템(ALD:Automatic Load Dispatching)을 최신 기술이 집약된 급전종합자동화시스템(EMS:Energy Management System)으로 교체운용할 계획이다. 지금까지의 분산 설차 운용되어 왔던 지역급전 시스템(SCADA)과 한강수계제어시스템을 EMS시스템과 연계하여 운용함으로써 전력계통을 종합 감시 제어하게 될 것이다.

• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제23권8호
• /
• pp.93-98
• /
• 2009

열병합발전은 전기와 열을 동시에 발생시켜 에너지 이용률을 높이는 고효율에너지 발전 체계를 말하며, 시스템에 전기에너지를 공급하는 과정에서 배출되는 에너지를 회수하여 산업용 공정, 지역난방, 온수 공급 등에 이용함으로써 종합효율 향상에 많은 영향을 끼친다. 본 논문에서는 LabVIEW를 이용하여 열병합 발전의 흐름을 화면으로 보이고, TCP/IP 통신을 이용하여 지역에너지 시스템을 원거리에서도 제어가 가능한 열 전기 제어 시스템을 보이고자 한다. 열 전기 제어 시스템이 원거리에서 제어가 가능함을 보이기 위해 4대의 컴퓨터로 시뮬레이션을 보였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
• /
• pp.120-120
• /
• 2017

인천지역의 상수도공급은 팔당댐을 취수원으로 하여 도수, 송수관을 거쳐 인천지역 내 정수장을 통하여 각 급수지역까지 일원화된 관로시스템으로 공급되고 있다. 관망에서의 적절한 수압관리, 노후관로 교체사업 등은 급수관망 내 관로 사고위험을 줄일 수 있고, 누수량을 저감하여 무수율의 감소로 이어질 수 있다. 상수관망 내 누수에 영향을 주는 물리적, 운영적 요소를 파악하고, 이를 이용하여 누수해결을 위한 방법론을 제시하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 인천시 배수관망 데이터를 활용하여 통계분석 및 인공신경망을 통하여 무수율에 영향을 미치는 인자를 선별하고, 무수율과의 연관성을 분석하고자 하였다. 이를 위해 대상지역에 대한 시설현황 및 운영자료를 취득하고, 무수율 분석에 활용하였다. 인천시의 소블럭을 대상으로 관로노후도, 배수관연장, 평균관경, 급수전당 공급량, 누수발생 횟수, 용도지역, 관망구성 형태 등을 고려하여 무수율과의 관계분석을 위한 통계분석을 수행하였다. 특히 급수에 필요한 최소에너지와 관망에서 공급되는 에너지를 비교하기 위하여 관망해석 프로그램인 EPANET을 이용하여 관망내 절점에서의 수압과 수요량이 적용된 최소공급에너지를 활용하였고, 이를 통하여 블록 내 과잉공급에너지와 무수율의 영향성을 비교하였다. 최종적으로 산출된 주요인자에 대한 주성분분석, 분산분석, 다중회귀분석 등의 통계분석과 인공신경망에 의해 학습된 알고리즘을 통하여 산정된 무수율을 실측 무수율과 비교, 분석하였다. 인공신경망에 의해 산정된 무수율과 실측 무수율의 정확도를 평가하기 위하여 MAE, MSE, PBIAS 등의 정확도 평가와 산점도 분석을 수행하고, 상관계수를 도출하여 가장 정확한 방법을 결정하였다. 분석 결과 통계분석에 의한 다중회귀식으로 산출된 무수율 보다 인공신경망에 의한 무수율이 실측값에 더욱 근접한 것으로 나타났으며 이용된 뉴런의 수의 따라 산출결과가 상이하기 때문에 최적 뉴런의 수를 산정해야 할 필요가 있음을 확인하였다. 특히 사용된 상수관망 주요인자 중 주성분분석을 통하여 선정된 각 성분을 인공신경망에 적용시 더욱 정확한 무수율 예측이 가능한 것으로 나타났다.

• 대한설비공학회지:설비저널
• /
• 제33권3호
• /
• pp.11-18
• /
• 2004

흡수식 사이클을 이용한 에너지의 장거리수송 기술을 소개하고 경제성평가 결과를 제시한다. 현재 에너지수요 측면에서 가장 높은 증가율을 보이고 있는 것이 바로 대도시 및 산업단지의 냉$.$난방 및 급탕용 에너지이다. 냉$.$난방에 사용되는 에너지는 10$0^{\circ}C$미만의 저온으로서 고열원 에너지인 화석연료의 사용은 에너지사용 면에서 비효율적이다. 따라서 산업지 역에서 버려지는 폐열원등의 각종 미활용에너지를 이용하여 냉$.$난방부하를 충족시킬 수 있는 에너지 절약형 시스템의 개발이 매우 중요한 과제로 대두되고 있다. 일반적으로 미활용에너지 및 폐열에너지 공급지역은 소비지역으로부터 멀리 떨어져 있다. 지금까지 흡수식시스템은 냉동 및 냉방의 개념에서 기술개발 및 실용적운전이 이루어져 왔으나, 본 논문에서는 흡수식시스템을 이용한 에너지의 장거리수송 및 변환 기술을 소개하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.1885-1889
• /
• 2006

제주지역은 대륙과 해양을 연결하는 요충지로서 한라산을 중심으로 동서사면은 $3{\sim}5^{\circ}$의 완만한 경사를 이루고 있다. 연평균 강우량은 1,975mm로서 국내 최다우 지역이나 제주도의 지질 특성상 도내 대부분의 지역이 투수성이 높은 다공질 현무암으로 구성되어 있는 관계로 지표수의 발달이 미약한 반면 지하수가 풍부하게 부존되어 있으며 기저지하수, 준 기저지하수, 상위지하수, 기반암지하수로 이루어져 있다. 최근 우리나라의 교토의정서 비준으로 인한 온실가스 감축이 불가피함에 따라 대체 재생가능한 에너지를 이용한 풍력발전시대가 도래하고 있으며, 제주 행원풍력발전단지에 설치된 총 15기 발전장치의 현실성과 경제성 입증을 통해 제주지역의 풍력에너지를 이용한 지하수 취수시스템을 제안하였다. 본 연구는 제주, 고산, 서귀포, 성산포지역에 대한 제주지방기상청 연평균 풍속자료$(2004{\sim}2005)$를 통하여 대상지역내 적용 가능한 로터(Roter), 나셀(Nacelle), 타워(Tower), 발전기를 포함한 발전장치를 선정하였으며, 공기역학적(Aerodynamic)특성에서 전기에너지로 변환한 풍력에너지를 지하수 취수시스템으로 적용하기까지의 전력공급절차를 도출하였다. 또한 생산되어진 풍력에너지 용량에 적용 가능한 수중.육상모터펌프를 산정하여 '제주도 지하수개발.이용시설 설치 및 관리기준(2004)'에서 제시한 구조도를 바탕으로 대상지역내 지하수위를 고려한 지하수 취수시스템을 도시하였다. 제주도는 지형 및 지질적인 특성상 수자원을 지하수에 의존할 수밖에 없는 특수한 지역이므로 2002년말 통계를 살펴보면 생활용, 공업용, 농업용으로 각각 57만$m^2$, 11만$m^2$, 56만$m^2$를 포함한 1일 최대 124만$m^2$의 지하수를 사용하고 있다. 따라서 풍력에너지를 이용한 지하수 취수시스템을 도입하여 재생가능한 에너지이용 효과와 세계인이 공감하는 청정한 관광자원으로 활용 가능할 것이라 판단된다.