• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.455-458
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• 2006

본 연구는 자연에너지를 이용하는 모든 냉 난방기술 중에서 에너지효율이 가장 높은 것으로 알려져 있으며 에너지 자원이 부족하고 에너지비용이 높은 상황에서 반드시 필요한 기술인 지하수를 이용한 건물의 냉 난방을 수행하는 스탠딩컬럼웰 지열히트펌프 기술을 운영함에 따른 지하수에 미치는 환경영향을 평가하기 위해 수행되었다. 즉 스탠딩컬럼웰을 적용한 지열히트펌프 시설이 가동되고 있는 주변지역의 지하수질 및 지하수위의 변화를 평가하기 위하여 지하수 환경영향평가를 실시하였다. 연구결과, 히트펌프의 유입수 및 유출수, 그리고 주변 지역의 수질은 지하수 수질기준 및 공업용수, 생활용수 수질기준에 적합한 안정적인 수질을 나타내었으며, 시설 운영에 따른 지하수 오염은 거의 없는 것으로 판단된다. 또한 지열히트펌프에 이용되는 4개의 양수정에 의한 주변 지역의 지하수위 변화등의 영향을 예측하기 위하여 취수가 없는 상태와 양수정당 취수량을 $50m^3/day$로 증가시켰을 경우를 가정하여 지하수두를 분석한 결과 취수량을 증가시켰을 경우 지하수두가 약2,.2m 감소하는 것으로 나타나 조사지역내의 지하수 거동은 양수정 가동조건과 주변지역에 분포되어 있는 정천의 취수량 변화에 따라 민감하게 반응하는 것으로 나타났다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2006년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.1238-1243
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• 2006

최근 열펌프 시스템 설치가 해마다 평균 10-30% 정도 꾸준히 증가하고 있다. IEA HP Annex 28, 29('열펌프 성능평가 기술', '열펌프 시장 현황 현안')등 국제공동연구를 통한 꾸준한 지열원 열펌프 시스템 응용분야의 발전은 기존의 지열원 시스템에 비해 비용과 더불어 보다 많은 에너지 절감효과를 가져왔다. 지열기술의 성공적 사용여부는 기술의 견실함, 설계기술의 개발, 기반시설설치, 히트펌프와 부품제조업자의 반응에 기인한다. 최근 주요 연구동향은 토양열전도 측정, 지열히트펌프 시스템 전주기 성능평가, 하이브리드 시스템의 초기비용 절감과 이러한 열펌프 시스템 설계방법분야 개발에 대해 초점이 맞춰지고 있다. 본 기술현안 보고서는 최근 국내외 연구동향을 정리하여 본다.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.1-8
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• 2012

The G-class cement is usually used for geothermal well grouting to protect a steel casing which is equipped in a geothermal well to transfer geothermal water from deep subsurface to ground surface. In geothermal grouting process, obtaining appropriate fluidity is extremely important in order to fill cement grout flawlessly. In this paper, a series of the V-funnel and Slump Flow test was performed on both of the Portland cement and the G-class cement in order to compare fluidity and filling ability of those kind of cements. In the result of V-funnel test, the fluidity of G-class cement was evaluated much better than the Portland cement at the water/cement ratio of 0.8. In the case of Slump Flow test, the fluidity of G- class cement was estimated slightly better than the Portland cement at both the water/cement ratio of 0.55 and 0.8. Even though the initial fluidity and filling ability of G-class cement were relatively higher than the Portland cement, the results could be considerably changed with time. The results show that the fluidity and filling ability for geothermal well cementation can be properly controlled with water content and additives for adverse geothermal well environment.

• 지구물리와물리탐사
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• 제18권4호
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• pp.223-231
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• 2015

자연 전위(SP, self-potential)의 발생에는 여러 요인이 있으나 이 연구에서는 지하수의 유동에 의해 자연적으로 발생하는 유동 전위(streaming potential) 또는 전기역학적 전위(electrokinetic potential)에 대해 주로 논의한다. 유동 전위는 다공질 매질에서의 물의 흐름에 의해 인공적인 전류원 없이 전류가 발생하여 야기된 전위이다. 기존의 유동 전위를 이용한 지열 저류층 해석에서는 지표면 전위 분포 계산을 위해 일반적으로 시추공에서 주입되거나 생산되는 지하수로부터 발생하는 SP 이상만을 고려하였고, 온도 차이가 나는 지열 저류층에서의 지열수 순환에 따라 발생할 수 있는 SP에 대한 수치 모델링에는 한계가 있었다. 이에 따라 사면체 요소를 바탕으로 한 3차원 전기비저항 유한요소법에 기초하여 지열 저류층 내에서의 주입정, 생산정에 의한 SP 이상뿐만 아니라 지열 저류층에서의 지열수 순환에 따른 SP 이상까지 고려할 수 있는 알고리듬을 개발하였다. 본 논문에서는 개발한 알고리듬을 검증 한 후, 간단한 지열 저류층 모델에 지열수 주입과 양수의 효과에 의한 SP 이상대의 SP 반응을 분석하였다. 향후 개발한 알고리듬을 이용하여 지층의 물성을 고려한 지열수 유동 속도 등도 고려함으로써 보다 심도 있게 지열 저류층 SP 반응을 분석하고자 한다.

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

• 지열에너지저널
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• 제2권1호
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• pp.11-19
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• 2006

• 지열에너지저널
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• 제3권1호
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• pp.13-23
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• 2007

• 자원환경지질
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• 제34권5호
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• pp.447-460
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• 2001

부산지역의 지열수는 Na-Cl형으로서 한국의 타지역에서 산출되는 지열수에 비해 전기전도도(921~6,520 ${\mu}$S/cm)와 총용존고체함량(608~3,390 mg/L)이 비교적 높다. 부산지역 지열수는 Mg를 제외한 주요 이온들이 온도가 증가함에 따라 농도가 대체로 증가하는 약한 정의 상관관계를 나타낸다. 주요 양이온의 함량은 Na>Ca>K>Mg의 순으로 나타나며, 해수에 비해 Ca가 부화되어 있고, Mg가 결핍되어 있다. 이 지열수의 Br 함량은 모두 해수보다 낮으며, 온도가 증가함에 따라 증가하는 정의 상관관계를 보인다. 이를 종합하면, 부산지역 지열수는 심부로 순환하는 해수가 주변 모암과의 상호반응에 의해 해수에 비해 상대적으로 증가된 Ca와 Sr의 함량과 상대적으로 결핍된 Mg, Na와 K의 함량을 갖는 지열수를 형성한 것으로 여겨진다. 또한 주요 이온들과 온도와의 상관관계로 볼 때, 높은 염도의 지열수가 상승하는 동안 저온의 주변 지하수와 혼합되어 냉각과 함께 희석작용이 있었던 것으로 보인다. 이 지열수의 기원과 진화를 정확히 규명하기 위해서는 안정동위원소 연구와 함께 전체 지구화학계에 대한 물-암석 반응 모델링이 수행되어야 할 것이다.

• 지질공학
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• 제24권4호
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• pp.487-499
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• 2014

최근 지열에너지 활용 증가 추세와 더불어 지하수 부존량이 풍부한 지역에서 수직개방형의 효율이 더 높다는 연구결과가 제시됨에도 불구하고, 국내 지열냉난방시스템의 열교환 방식은 수직밀폐형 방식이 주를 이루고 있다. 따라서, 본 연구에서는 지하수 부존량이 풍부한 지역에서 수직개방형 방식의 효율성을 검증하기 위하여, 수리지질 및 열적 특성을 반영한 최적의 지열에너지 활용 방식을 수치 모의하였다. 1차 모의 결과, 지하수 부존량이 풍부한 지역에서 지열냉난방시스템을 활용하는 경우 수직밀폐형보다 지하수를 직접 이용하는 수직개방형이 더욱 효과적인 것으로 분석되었으며, 수직개방형 중에서는 SCW (standing column well)형 보다는 주입정과 추출정이 분리된 복수관정형에서 지반과 열교환을 통해 얻을 수 있는 주입수와 추출수의 온도차 (${\Delta}$)가 커 더욱 효율적인 것으로 나타났다. 2차 모의에서는 수직개방형 지열에너지 공급방식인 단일관정형, SCW형, 복수관정형을 대상으로 열 이송, 이격거리 및 유량, 지하수 수리경사 등을 고려한 최적의 활용 방식을 검토하였으며, 이를 바탕으로 지열냉난방시스템의 지중 열교환 방식 선정 시 활용할 수 있는 흐름도를 제시하였다. 본 연구결과 제시된 다양한 선정 기준을 기초로 실제 선정 시에는 전체 지열냉난방 시스템에 대한 COP (coefficient of performance) 계산 및 세부적인 타당성 검토가 필요할 것으로 판단된다.

• 에너지공학
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• 제15권3호
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• pp.194-201
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• 2006

온실은 작물의 성장조건을 맞추기 위해서 야간 및 추운 날에는 난방을 해야 한다. 지열원 히트펌프 시스템은 냉난방 시스템에서 두드러진 관심을 보이고 있다. 축열조를 채용한 수평형 지열원 히트펌프 시스템을 온실에 적용하여 성능특성을 조사하였다. 그리고 축열조를 채용한 이유를 자세하게 설명하였다. 축열조는 지열원 히트펌프 시스템의 난방능력보다 큰 난방부하를 대응할 수 있다. 연구 결과, 시스템전체의 성능계수는 2.69로 나타났다.