• 에너지공학
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• 제27권2호
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• pp.32-48
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• 2018

건물의 에너지사용량을 효율적으로 관리하기 위해서는 에너지의 사용에 대한 모니터링이 우선시 되어야 한다. 건물에서의 에너지사용량은 크게 에너지원별, 용도별, 구역별로 구분하여 관리할 수 있다. 에너지원별이란 건물의 설비를 가동하기 위해 공급되는 전기, 가스, 연료, 지역난방 등을 의미한다. 용도별이란 크게 냉방, 난방, 조명, 급탕, 환기와 같이 5대 용도로 구분할 수 있지만, 5대 용도 안에 포함시키기 어려운 엘리베이터나 전열기기 등은 별로도 분류하는 것을 의미한다. 이 외 구역별은 건물의 사용목적이나 사용용도가 비슷하거나 구분되는 지역을 묶어서 비교 관리 하거나 별도 관리 하는 것을 말한다. 이 밖에 에너지의 효율관리에서는 건물의 에너지사용량에 영향을 주는 온도, 습도와 재실자에 대한 관리가 필요하며, 최근 문제가 되는 미세먼지는 건물의 환기에 직접적인 영향을 주기 때문에 이에 대한 관리도 병행되어야 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.127.2-127.2
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• 2010

우리나라는 기후변화 대응을 준비하기위해 2008년도에 수립한'국가에너지기본계획(2008-2030)'에 따라 2030년까지 신재생에너지 비중을 2.4%에서 11%까지 달성을 목표로 정하고 신재생에너지 분야를 성장시키기 위해 국가기술개발 및 산업화 전략을 수립해 추진하고 있다. 이에 발맞추어 건물용 연료전지시스템의 경우, 2006년도부터 1kW급 가정용 연료전지시스템 모니터링 사업의 일환으로 3년간 210대가 도시가스사 및 지자체 등을 중심으로 설치되어 운전되어지고 있다. 특히, 2010년부터 시범보급사업이 추진되어 올해 200대를 시작으로 2011년에 300대, 2012년에 500대가 일반가정에 보급되어질 예정이다. 하지만 현재 6천만원인 연료전지시스템 가격을 실제 보급가능한 가격인 5백만원 이하로 저감시키는 것이 현 시점에서 가장 시급한 문제로 대두되어지고 있는 실정이다. 본 연구에서는 그린홈 보급확대를 위한 건물용 연료전지의 보조기기인 블로워의 가격저감을 위한 연구의 일환으로 블로워의 안전성능 평가방법을 개발하여 보조기기의 가격저감 및 안전성을 확보하고자 한다. 1kW급 건물용 연료전지시스템의 여러 블로워 중 도시가스용 연료승압 블로워, 선택산화 공기 블로워, 버너 공기 블로워 및 캐소드 공기 블로워의 안전성능 평가방법을 제시함으로서, 국내 블로워 제조사의 설계방향을 제시하고 연료전지시스템의 안전성을 확인하고자 한다. 특히, 내구성, 기밀, 가혹조건시험 및 소음, 진동, 습도, 온도와 같은 내주위환경시험 등의 평가결과를 제조사에 feedback하여 안전성능 개선에 이바지하고자 한다.

• 에너지공학
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• 제26권4호
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• pp.92-99
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• 2017

국내에서는 국토부 7대 신산업, 산업부 8대 신산업으로 제로에너지빌딩이 지정되었으며, 건물외피의 단열성능 극대화와 건물 기기 효율향상 및 신재생 보급 확대를 위해 부처간 융합을 통해 제로에너지빌딩 보급 활성화 달성을 목표로 하고 있다. 국내에서 시행 중인 제로에너지빌딩 인증제에 해당되는 건물에너지효율등급 1++이상이 되는 건축물들의 부하(냉방, 난방, 급탕, 조명, 환기)들의 에너지소요량을 분석하여 대략적인 부하들의 수준을 파악하고 제로에너지빌딩 인증제 고도화를 위한 기초 자료로 활용될 수 있도록 하는 목적이 있다. 제로에너지빌딩 인증에 해당되는 건축물은 2017년 기준 61개 가량 되는 것으로 파악되고 있으며, 패시브 측면과 액티브 측면을 고려하여 5대 부하별 대략적인 기준 값과 1차 에너지소요량을 산정하였다. 부하기준 산정을 위한 데이터의 표본이 적어 명확한 기준이 된다고 보기는 어려우나 앞으로 제로에너지빌딩 인증 기준을 고도화하기 위해 다양한 방법들을 적용하여 해석할 필요성이 있다고 판단된다.

• ESCO지
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• 통권71호
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• pp.72-75
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• 2011

대만 타이페이의 랜드마크 Taipei 101 빌딩은 지상 101층 지하 5층의 508m 높이의 건물로 두바이의 버즈 두바이가 완공되기 전까지 명실상부 전세계에서 제일 높은 빌딩으로 위용을 뽐냈다. 게다가 Taipei 101은 LEED 그린 빌딩 순위에서 최상위 레벨인 LEED-EBOM 플라티늄을 획득하기도 하였다. 대나무 모양의 건물이 독특한 외관을 자랑하는 TAIPEI 101에 대해 좀 더 구체적으로 알아보기로 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.82.1-82.1
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• 2011

최근 국내에서 발생된 대규모 정전사태로 인해 안정적인 전력공급에 대한 국민들의 요구가 커져, 지난 3월 일본 후쿠시마 원전사고 이후 다시 한번 분산전원에 대한 필요성이 대두되어지고 있다. 여러 분산전원 중 연료전지는 다른 에너지원에 비해 에너지의 지속성이 우수하여 가장 안정적인 분산전원 형태의 하나이다. 이에 따라 국내의 경우 우수한 도시가스 인프라로 인해 건물용 연료전지라는 신기술에 대한 국민의 수용성은 점점 높아질 것으로 기대된다. 현재 건물용 연료전지의 경우, 주로 1kW급 연료전지가 시범보급되어 각 가정에 설치되어지고 있으나, 상가, 주유소 및 편의점 등의 상업시설과 생활관 및 소형빌라 등의 집단 주거시설 같은 1kW급 보다 용량을 더 필요로 하는 응용처에 국내에서 개발된 5kW급 연료전지시스템이 적용되어지기를 기대한다. 본 연구에서는 국내 제작된 5kW급 고분자전해질 연료전지시스템의 보급이전에 안전성능 평가를 통해 시스템의 성능 및 안전성 평가결과를 제조사에 피드백 하여 5kW급 건물용 연료전지시스템의 조기 상업화에 앞장서고자 한다. 5kW급 연료전지시스템의 기술개발은 핵심부품인 연료변환기, 스택 및 BOP 기술의 경우 1kW급 연료전지시스템에 적용된 것과는 다른 기술이 필요하고, 단순한 scale-up 과정이 아닌 새로운 기술개발로 제품에 적용시켜야 하는 난점을 가지고 있다. 특히, 연료변환기의 경우 연료 유량의 증가로 인하여 reformer, CO shift 및 Prox 반응기의 유체역학, 열교환 흐름 및 촉매반응 공학적으로 이론을 응용한 새로운 반응기 설계와 제작기술 확립이 선행되어 전체적인 시스템 제작 설계에 반영되어져야 한다. 그러므로 본 연구에서는 연료전지시스템 안전성능 평가를 위해 용량증대에 따른 안전성평가 항목을 검토하고, 5kW급 연료전지시스템평가를 수행하여 시스템의 제품성능, 작동성능 및 계통연계성능에서의 안전성을 확인하였고, 정전 유풍과 같은 이상조건 및 실외 환경에 대한 시스템의 안전성도 확인하였다. 또한 부하운전 조건을 75% 및 50%로 변화시켰을 때 빠른 응답시간과 안정적인 부하변동운전을 확인하였다.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제36권5호
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• pp.177-185
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• 2020

The building energy performance indicator, called Energy Performance Index (EPI), has been used for the past decades in South Korea. It has a list of design variables assigned with weighting factors (a, b). Unfortunately, the current EPI method is not performance-based but very close to a prescriptive rating. With this in mind, this study aims to propose a new performance-based EPI method. For this purpose, a global sensitivity analysis method, Sobol, is employed. The Sobol method is suitable for complex nonlinear models and can decompose all the output variance due to every input. The Sobol sensitivity index of each variable is defined as 0 to 1 (0 to 100%), and the sum of all sensitivity indices is equal to 1 (100%). In this study, an office building was modeled using EnergyPlus and then the Latin Hypercube Sampling (LHS) was conducted to generate a surrogate model to EnergyPlus. The sensitivity index was suggested to replace weight (a) in the existing EPI. In addition, the discrete weight (b) in the existing EPI was replaced by a set of continuous regression functions. Due to the introduction of the sensitivity index and the continuous regression functions, the new proposed approach can provide far more accurate outcome than the existing EPI (R²: 0.83 vs. R²: 0.01 for cooling, R²: 0.66 vs. R²: 0.01 for total energy). The new proposed approach proves to be more rational, objective and performance-based than the existing EPI method.

• 한국가스학회지
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• 제22권5호
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• pp.124-132
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• 2018

파리협정의 체결로 신 재생에너지 보급이 활발해지고 있다. 국내의 경우 공공건물 중심으로 신 재재생에너지 보급 정책이 진행되고 있으며, 건물 내에 설치가 비교적 수월한 연료전지 시스템의 보급이 확대될 전망이여서 계통연계형 연료전지 전력변환장치의 단독운전방지 평가 연구가 중요하다. 본 연구에서는 연료전지 전력변환장치의 국내 인증기준 KGS AB934 PC53이 해외 규격과 부합하는지 검토해보고 계통연계 시 중요한 안전성능인 단독운전방지 평가에 대해 분석하였다. 또한, 병렬로 연결된 두 대의 전력변환장치의 단독운전방지 평가를 위한 시작품을 제작하고 실증 평가를 통해 여러 대의 연료전지 시스템이 설치되고 있는 상황에 맞는 안전성능 확보 방안을 연구하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제21권1호
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• pp.15-19
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• 1988

옥수수 군락형성과정(群落形成過程)에서 순폭사를 구성(構成)하는 열(熱)에너지의 배분(配分)을 보우엔비(比)-에너지수지방법(收支方法)으로 조사(調査)하여 다음과 같은 결론(結論)을 얻었다. 1. 옥수수 전생육기간(全生育期間)동안 군락초관부(群落草冠部)에 도달(到達)된 전천일사량(全天日射量)은 $1,559MJm^{-2}$이었으며 증발잠열(蒸發潛熱)로 쓰여진 열량(熱量)은 $960MJm^{-2}$로 전천일사량(全天日射量)의 61.6%가 군락증발산(群落蒸發散)의 열원(熱源)으로 사용(使用)되었다. 2. 계절별(季節別) 일평균(日平均) 증발산량(蒸發散量)은 2.7mm-5.6mm 범위(範圍)이었다. 3. 증발산(蒸發散)으로 소비(消費)된 물량(量)은 394mm, 전체건물생산량(全體乾物生産量)은 $2,214gm^{-2}$로 전체(全體)옥수수 군락증발산량(群落蒸發散量)에 대(對)한 전건물중(全乾物重)의 비율(比率)인 물이용효율(利用效率)은 $5.6gm^{-2}mm^{-1}$이었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.1-8
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• 2005

대규모 사무소 건물에서 에너지 절약의 방안으로 조광제어시스템이 사용되고 있다. 광센서 조광제어시스템의 효율적인 구축을 위해 광센서의 형상에 관한 고려가 필요하다. 효율적인 광센서의 형상은 사무소 건물 재실의 다양한 변화에 대응하여 초기 설치위치의 변화 없이 유동적으로 작업면의 조도를 측정할 수 있어야 한다. 이 때 광센서 최적의 방향성과 위치를 고려하여 효율적인 광센서 형상이 디자인되어야 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.27-27
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• 2010

최근에 고유가와 지구온난화로 인하여 에너지가 향후 인류의 50년을 좌우할 가장 큰 문제로 대두되고 있어서 지구의 모든 에너지의 근원인 태양광을 이용하는 태양광 발전은 무한한 청정 에너지로 각광받고 있다. 빛을 흡수하여 전기에너지로 변환하는 태양전지는 풍력, 수소연료전지, 조력, 바이오에탄올 등의 신재생에너지 기술 중에서 상품성은 가장 뛰어나지만 발전단가가 가장 높은 것이 단점이다. 태양광 발전단가를 줄여서 기존의 화석에너지를 이용한 발전단가와 견줄 수 있는 그리드 패러티(grid parity)를 달성하려면 태양전지 모듈의 고효율화와 동시에 저가화가 반드시 이루어져야 한다. 현재 태양광 모듈 시장의 90%는 효율이 12-16% 정도로 높은 단결정(single crystalline or monocrystalline) 실리콘이나 다결정(polycrystalline or multicrystalline) 실리콘 등의 벌크(bulk)형 결정질 실리콘 모듈이 차지하고 있으나 원재료인 실리콘 웨이퍼의 제조단가의 50%를 차지하고 있어서 저가화가 어렵다. 반면, 원료가스를 분해하여 대면적 기판에 증착하는 박막(thin-film) 실리콘 태양전지의 경우는 차세대 태양전지로 각광받고 있다. 박막 실리콘 모듈은 매우 적은 실리콘 원재료를 소비한다. 단결정이나 다결정 실리콘 웨이퍼의 두께가 $180-250\;{\mu}m$ 정도인 것에 비해서 박막 실리콘의 두께는 $0.3-3\;{\mu}m$ 수준이다. 더불어, 유리, 플라스틱 등의 저가 기판에 저온 대면적 증착이 가능하여 저가양산화에 유리하다. 박막 실리콘 모듈은 벌크형 실리콘 모듈(-0.5%/K) 대비 낮은 온도계수[비정질 실리콘(amorphous silicon; a-Si:H)의 경우 -0.2%/K]와 빛의 세기가 약한 산란광에서도 동작하여 평균발전시간이 증가하므로 외부환경에서 우수한 발전성능을 보이고 있다. 태양전지 모듈은 상온에서의 안정화 효율을 기준으로 가격이 책정되어($/$W_p$) 판매되기 때문에 벌크형 실리콘 모듈에 비해서 박막 실리콘 모듈은 가격대 성능비가 우수하다. 따라서 박막 실리콘 모듈은 벌크형 결정 실리콘 모듈의 대안으로 떠오르고 있으며, 레이저 기술을 이용하여 수려한 투광형 건물일체형(building integrated photovoltaic; BIPV) 모듈을 제작할 수 있는 장점도 있다. 이러한 장점에도 불구하고 기존의 양산화된 단일접합 비정질 실리콘 태양광 모듈은 효율이 6-7%로 낮아서 설치면적 및 설치 모듈의 증가가 성장의 걸림돌이 되고 있다. 박막 실리콘 태양전지의 고효율화를 도모하기 위해서 적층형 탄뎀셀로 양산 트렌드가 변화하고 있다. 이에 적층형 박막 실리콘 태양전지 효율의 한계 및 돌파구에 대해서 논의한다.