• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1830-1831
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• 2011

최근 스마트폰 등의 산업에서와 같이 발전플랜트에서도 가치창출의 중심이 하드웨어 제조 관리 기술에서 최적 제어 운용의 소프트웨어로 급속히 이동하고 있다. 국내외 발전사 및 관련 연구기관들은 발전플랜트 운용최적화를 위한 다양한 제어, 감시, 분석, 설계, 시뮬레이션, 자원관리 등의 다양한 분야에서 독립적인 소프트웨어 개발을 활발히 수행하고 있으나, 이들 간의 데이터, 이벤트 통신 및 서비스 연동은 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 발전플랜트 관련 소프트웨어의 서비스 통합 기반을 마련하고, 안정성 재사용성 이식성 등의 품질을 제고하며 개발자가 쉽고 빠르게 소프트웨어를 구현할 수 있는 발전플랜트 소프트웨어 플랫폼을 제안한다. 이는 화력, 원자력 등의 중대형 발전플랜트 뿐만 아니라 점점 확대되고 있는 태양광, 태양열, 풍력 등 크고 작은 다양한 신재생에너지 발전기에 적용가능하며 발전 효율 및 안정성 향상과 발전플랜트 소프트웨어 산업의 활발한 생태계 조성에 기여할 것으로 기대된다.

• The Science & Technology
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• v.11 no.1 s.104
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• pp.41-43
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• 1978

태양에너지 이용이 크게 역설된지도 벌써 상당한 년월이 흘렀으나 대규모 이용은 아직 실용화되지 못하고 있다. 다수의 반사경을 사용하여 태양 광선을 탑 위에 올려놓은 보일러에 집중시켜 여기에서 발생하는 수증기를 이용하여 터어빈을 회전, 발전하는 태양열발전 방식의 10MW의 파이롯드 플랜트가 금년중에 미국에 건설될 예정으로 있다. 이것은 앞으로 100MW의 발전소를 현실시키기 위한 것으로 기술적으로는 큰 어려움이 없고 대량생산이 되면 경제적으로도 원자력발전보다 오히려 유리하다고 한다. 기상조건과 지리적조건이 다른우리나라에서는 실현이 어렵겠지만 이러한 류의 구상은 우리나라에서도 가능할 것이다. 이 헬리오스타트(시계장치로 회전하는 반사경에 의하여 태양의 반사광선을 일정한 방향으로 보내는 장치)를 사용하는 발전에 대하여 휴우스톤대학의 물리학 교수이며 태양 에너지 연구소장인 힐데프란드박사와 같은 물리학교수이며 동연구소의 부소장인 밴드할박사가 상세한 논문을 발표하고 있다. 다음에 그 논문의 요약을 소개한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.816-819
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• 2007

국내에서 IGCC 플랜트의 복합발전시스템의 평가는 여러 분야별로 진행되어 왔다. 크게 살펴보면 다음과 같다. 첫 번째는 가스터빈 쪽의 기술이다. 즉, 기존 천연가스를 이용하는 가스터빈을 어떻게 하면 석탄가스를 사용하는 IGCC 플랜트에 적합하게 맞출 것인가 하는 문제이다. 두 번째는 효율을 어떻게 하면 높일 수 있는가의 문제로서 석탄의 종류, 가스화 방법을 효율적으로 선택, HRSG(heat recovery steam generator)를 효율적으로 설계, 그리고 정제공정에서의 에너지 소비를 줄이는 분야였다. 세 번째는 어떻게 하면 오염을 줄일까의 문제로서 질소나 스팀 분사를 연계하여 NOx를 감소시키고 정제 공정에 사용되는 촉매를 개발한다던지 공정을 발달시키는 분야였다. 이 외에도 여러 종류의 연구가 이 분야에서 있었으나 주로 설계 분야의 연구가 주되였다. 이것은 발전소의 건설을 위한 초기 단계로서 당연한 결과일 수 있다. 그러나, 지금 IGCC 플랜트가 건설되는 과정에 있으므로 우리나라 전력계통 연계와의 문제도 생각해보아야 한다고 생각한다. 따라서 이번 연구에서는 IGCC 플랜트 운영의 불확실성이 약간이라도 존재하기에 이 플랜트가 기저발전 보다는 첨두발전 쪽이나 태양열/광발전, 풍력발전 등 다른 신재생에너지 자원처럼 독립된 전력 시스템으로 운영될 것이라 생각하고 이렇게 운영될 때는 발전소의 부하률의 변화가 심할 수 있다는 가정하에 플랜트의 부하률에 따른 석탄의 합성가스, 연료가스 전환량 및 전환효율 및 발전량 및 발전효율을 전산모사를 통해 예측해보았다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.672-675
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• 2007

Experimental data are presented which describe heat losses of cavity type receiver in wind tunnel. Experiments are conducted at various conditions such as the heater temperature in cavity changes from 300, 400, and 500 oC, wind speed in tunnel from 2 to 8 m/s, and four different tilt angle of 30, 50, 70, 90o. The power consumption including temperature, voltage and current for each experimental conditions are measured and stored in data logger at everyone second interval. The experimental results show that heat losses increase with increasing wind speed and with tilt angle. However, heat losses for the tilt angle of 70 and 90o is almost same at each heater temperature. In addition, the effects of natural convection in combined convection heat losses vary in according to the tilt angle.

• NEWSLETTER 전기공업
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• no.91-15 s.28
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• pp.1-17
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• 1991

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2008.05a
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• pp.161-164
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• 2008

For the development of solar thermal power tower plant from the early 80' to today, various kinds of receiver have been tested and evaluated. Most of 1st generation receiver used water/steam as a working fluid to operate steam turbine and now the first commercial solar power tower PS-10 also makes saturated steam. However, to increase thermal efficiency of storage system and to obtain practical use of solar energy, molten salt system have been used from THEMIS project in France at 1984. The Solar Tres plant of 17 MWe power generation will be constructed in Spain and have plan to operate 24 hours in summer. The air volumetric receiver system can be integrated with combined cycle of gas turbine and HRSG and also with steam turbine easily. Therefore, related researches to develop higher efficient solar power tower plant and to operate with stable are widely performed in the world.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.69-69
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• 2011

태양열 발전 플랜트에 사용되는 중고온 범위의 축열조에 고체-액체간 상변화를 수행하는 용융염을 축열물질로 사용하면 액체상 또는 고체상만으로 된 열저장 매체에 비해 축열조의 규모를 축소함과 동시에 축열온도의 균일성 향상에 기여할 수 있다. 중온인 $250{\sim}400^{\circ}C$ 범위에서 이용 가능한 용융염으로는 질산칼륨($KNO_3$), 질산리튬($LiNO_3$)등이 있다. 그러나 이러한 용융염의 가장 큰 단점은 열전도율이 매우 낮다는 것이며, 이로 인해 요구되는 열전달률을 성취하기 위해서는 많은 열접촉면적이 필요하다는 것이다. 이러한 단점을 극복하는 방법을 도입하지 않고서는 축열시스템의 소규화를 성취하는데 큰 효과를 가져올 수 없다. 한편 열수송 성능이 탁월한 히트파이프를 사용하면 열원 및 열침과 축열물질 사이의 열전달 효율을 증가시켜 시스템의 성능 향상과 동시에 소규모화에 기여할 수 있다. 중온 범위 히트파이프의 작동유체로서 다우섬-A(Dowtherm-A)는 $150^{\circ}C$이상 $400^{\circ}C$까지의 범위에서 소수에 불과한 선택적 대안 중 하나이다. 따라서 본 연구에서는 용융염을 사용하는 중온 태양열축열조에 적용 가능한 다우섬-A 히트파이프의 성능을 파악하여 기술적 자료를 제시하고자 하였다. 열원으로는 고온 고압의 과열증기, 그리고 열침으로는 중온의 포화증기를 고려하였다. 용융염 축열조를 수직으로 관통하는 히트파이프는 하단부에서 열원 증기와 열교환 가능하며, 중앙부에서 축열물질과 열교환하고, 상단부에서는 중온 증기와 접촉할 수 있도록 배치하였다. 축열모드에서는 히트파이프의 하단부가 증발부로 작동하고, 중앙부가 응축부로 작동하여 용융염으로 열을 방출하면 용융염의 온도가 상승하고 용융점에 도달하면 액상으로의 상변화가 진행되면서 축열이 활성화된다. 축열모드에서 히트파이프의 상단부는 단열부로 작동한다. 방열과정에서는 히트파이프의 하단부가 단열된 상태이고, 중앙부는 용융염으로부터 열을 받아 증발부로 작동하며, 상단부는 중온 증기로 열을 방출하므로 응축부로 작동한다. 즉, 축열시스템의 작동모드에 따라 하나의 히트파이프에서 증발부, 응축부, 단열부의 위치가 변하게 된다. 특히, 히트파이프의 중앙 부분이 응축부에서 증발부로 전환될 때에도 작동이 보장되려면 내부 작동유체의 연속적인 재순환이 가능해야 하므로, 일반 히트파이프에서와는 달리 초기 작동액체의 충전량을 증발부 전체의 체적보다 더 많이 과충전해야 한다. 이러한 히트파이프의 성능 파악을 위한 실험에서 고려한 변수들은 열부하, 작동액체의 충전률, 작동온도 등이며, 열수송 성능의 지표로서는 유효열전도율과 열저항을 이용하였다. 중온범위에서 적정한 작동온도를 성취하기 위해 실험에서는 전압 조절기로 열부하를 조절하는 동시에 항온조로 응축부의 냉각수 입구 온도를 제어하였다. 하나의 히트파이프에 대해서 최대 1 kW까지의 열부하에서 냉각수 입구 온도를 $40^{\circ}C$에서 $80^{\circ}C$ 범위로 변화시키면 히트파이프 작동온도를 약 $250^{\circ}C$ 내외로 조절 가능하였다. 히트파이프 작동액체 충전률은 윅구조물의 공극 체적을 기준으로 372%에서 420%까지 변화 시켰다. 실험 결과를 토대로 열저항과 유효 열전도율을 각각 입력 열유속, 작동온도, 작동액체 충전률 등의 함수로 제시했다. 동일한 냉각수 온도에서는 충전률이 높을수록 히트파이프의 작동온도가 감소하였다. 열저항 값의 범위는 최소 $0.12^{\circ}C/W$에서 최대 $0.15^{\circ}C/W$까지로 나타났으며 유효 열전도율의 값은 최소 $7,703W/m{\cdot}K$에서 최대 $8,890W/m{\cdot}K$까지 변화했다. 최소 열저항은 충전률 420%인 경우에 나타났는데 이때의 작동온도는 약 $262^{\circ}C$이었다. 히트파이프의 작동한계로서 드라이아웃(dry-out)은 충전률 372%의 경우에 열부하 950 W에서 발생하였으나, 그 이상의 충전률에서는 열부하 1060 W까지 작동한계 발생이 관찰되지 않았다. 실험 결과 본 연구에서의 히트파이프는 중온 태양열 축열조에 적용되어 개당 약 1 kW의 열부하를 이송하면서 축열물질 및 축방열 대상 유동매체와 열교환을 하는데 사용하는데 충분할 것이라 판단된다.