• 공업화학
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• 제20권2호
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• pp.213-217
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• 2009

폐수처리와 동시에 전기를 생산할 수 있는 새로운 대체 에너지 기술로 주목받고 있는 미생물 연료전지(microbial fuel cell, MFC)는 혐기성 조건의 산화전극(anode)에서 미생물에 의한 촉매작용을 통해 유기물질을 분해하면서 화학에너지를 전기에너지로 전환시키는 장치이다. 본 연구에서는 MFC의 성능을 파악하기 위하여 도시하수를 사용하여 폐수처리 효율과 전기생산 특성을 평가하였다. 도시하수에 탄소원으로서 acetate를 주입하였을 때 COD 제거율은 75.7%에서 88.2%로 증가하였으며 전압은 0.22 V에서 0.4 V까지 급격하게 상승하였다. 다양한 외부저항 하에서 전기생산에 미치는 산화전극과 환원전극(cathode) 사이의 전극 거리에 대한 영향 및 산화전극의 표면적에 대한 영향을 조사하였다. 최고 전력밀도는 $610mW/m^2$이었으며, 전극간 거리가 가깝고 산화전극의 표면적이 작을수록 전기발생에 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.5067-5073
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• 2015

최근 물 순환의 급격한 변동을 수반하는 기후변화, 지속적인 인구증가, 인구집중화에 따른 문제들로 물관리에 관한 내용들이 연구되고 있다. 인구집중화가 된 곳에는 물관리 시스템에 관한 연구가 많이 이루어지고 있으나, 극지, 오지등 사람들의 왕래가 어려운 곳에서는 물관리가 힘든 실정이다. 특히 이러한 곳에서 수자원 관리를 하려면 전기가 필요하지만 이러한 곳에 전력공급 시스템 인프라를 구축하는데에는 많은 비용이 들기 때문에 오지에는 물관리가 어렵다. 따라서 본 연구에서는 이러한 오지에서 신재생에너지를 이용하여 전기를 공급하는 방안을 제안하고자 한다. 신재생에너지 중 최근 가장 이슈가 되고 있는 태양을 이용한 방식을 연구할 예정이며, 태양열을 이용하여 전기를 발전해 오지에서도 전기를 사용하여 물 관리 시스템을 사용할 수 있는 태양열 발전 시스템을 이용하여 ESS의 원료로 사용하는 시스템의 기초 구현 방안을 제시하였다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제31권2호
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• pp.141-163
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• 2022

이 논문은 우리나라의 재생에너지 발전이 전력계통한계가격(System Marginal Price: SMP)에 미치는 영향을 실증적으로 분석한다. 2016~2020년 시간별 데이터를 사용하여 일일 평균, 피크 시간대, 피크 외 시간대의 SMP에 대해 ARX-GARCHX 모형으로 추정한 결과 총부하, 가스도입가격과 태양광 및 풍력 발전이 중요 결정요인으로 작용하고 있고, 특히 태양광 및 풍력 발전이 증가함에 따라 SMP는 하락하는 급전순위효과(merit order effect)가 존재하는 것을 확인하였다. 특히, 태양광 발전량의 1% 증가는 SMP 수준을 0.005%가량 하락시킬 뿐만 아니라 변동성을 증가시키는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 재생에너지 발전이 증가함에 따라 SMP가 하락하여 기존 발전소의 수익성 감소와 재생에너지 투자 감소로 이어질 수 있음을 시사하고, 신재생에너지 보조금이 소매 부분 전기요금에 부담을 가중하더라도 계통한계가격이 낮아져서 이를 상쇄할 수 있음을 의미한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권6호
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• pp.796-806
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• 2014

석탄가스화를 기반으로 한 발전(IGCC 발전) 및 화학원료 제조공정의 상업화 관건은 화석연료인 원유 또는 천연가스를 기반으로 생산되는 경우와 비교하여 경제성을 확보할 수 있는지 여부이다. 경제성 확보를 위한 가장 현실적인 방법으로는 석탄 가스화를 통해 얻어진 합성가스로부터 2개 이상의 생산물(예: 발전과 화학원료를 동시 생산)을 병산(coproduction 또는 poly-generation)하는 것이다. 본 연구에서는 석탄 가스화를 기반으로 하여 발전과 수송용, 발전용 및 가정용 연료로 사용이 가능한 DME(dimethyl ether)를 병산하는 공정에 대한 경제성 분석을 실시하였다. 경제성 분석을 위한 병산 공정에서는 250 MW 전력생산 연간 30만 톤의 DMZ 생산을 기준으로 하였다. 병산 공정에서 DME 판매가격이 50만원/ton인 경우, 전기 생산원가는 34.8~58.4원/kWh으로 SMP(계통한계가격) 가중평균인 150.69원/kwh(2013년 1월~12월까지의 평균값)의 33~58% 수준으로 산정되었다. 따라서, DME 판매가격이 적정하게 유지될 경우 석탄 IGCC+DME 병산공정은 IGCC 단독 발전과 비교하여 경제성을 확보할 수 있을 것으로 판단된다. 현재 중국에서 DME 판매가격이 900,000원/톤 내외이므로, 전력과 DME를 병산할 경우, IGCC 단독으로 전력을 생산할 경우와 비교하여 전력 생산 원가를 월등하게 낮출 수 있음을 알 수 있다. 이와 같이 석탄 가스화를 기반으로 한 병산 공정을 통해 전력과 DME를 병산하는 시스템에서, 시장 여건에 따라 전력과 DME 생산비율 제어가 가능하고, 석탄 가스화기 및 정제 시스템을 공통 설비로 활용함으로써, 개별적으로 생산하는 것보다 생산 원가를 낮출 수 있다는 결과를 얻었다.

• 지능정보연구
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• 제29권4호
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• pp.229-256
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• 2023

팬데믹으로 인한 재택근무와 가정용 전력수요의 증가는 전력수요 패턴에 상당한 변화를 불러왔다. 이로 인해 한전 PPA(전력구매계약) 및 자가용 태양광 발전량 파악이 어려워지고, 전력거래소의 전력수요예측과 계통운영에 어려움이 가중되고 있다. 전기에너지는 다른 에너지 자원과 달리 저장이 어려워, 생산된 에너지와 소비 사이의 균형을 유지하는 것이 매우 중요하다. 전기에너지의 부족이나 과잉 생산은 에너지 시스템에 큰 불안정성을 초래할 수 있으므로, 전력 수급을 효과적으로 관리하는 것이 필수적이다. 특히, 4차 산업혁명 시대에는 데이터의 중요성이 더욱 커져 대규모 화재나 정전과 같은 문제가 심각한 영향을 미칠 수 있다. 이에 따라, 전기에너지 분야에서 정확한 전력수요와 함께 재생에너지와 같은 발전량을 정확하게 예측하여 적절한 발전 관리를 하는 것이 중요하며, 이는 불필요한 전력 생산을 줄이고 에너지 자원을 효율적으로 활용하는데 도움이 된다. 이에, 본 연구에서는 산업통상자원부에서 제공한 169개 발전소의 데이터를 활용하여 최적의 집합전력자원을 구성하기 위해 (1) 재생에너지 발전량 예측제도와 목표, 그리고 실제 적용에 대해 검토하고, (2) 예측제도 정산을 고려한 집합구성 알고리즘을 개발한 후, (3) 분석 로직에 이를 적용하여 결과를 종합하고 해석하였다. 본 연구는 최적의 집합구성 알고리즘을 개발하여, 최대 정산금 대비 80.66%에 달하는 집합구성(Result_Number 546)을 도출하였으며, 발전소 집합을 구성하였을 때 정산금을 증가시키는 발전소(B1783, B1729, N6002, S5044, B1782, N6006)와 정산금을 감소시키는 발전소(S5034, S5023, S5031)를 확인하였다. 집합전력자원을 연구단위로 설정하여 최적의 집합구성 알고리즘을 개발한 최초의 연구로서 의의가 있으며, 본 연구결과의 활용으로 전력시스템의 안정성을 향상시키고 에너지 자원이 효율적으로 활용될 수 있기를 기대한다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2003년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.331-336
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• 2003

• 에너지공학
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• 제24권3호
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• pp.67-73
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• 2015

유연탄 및 원자력과 같은 기저 발전원은 대부분 수요지와 떨어진 곳에 위치해 있어 대규모 송전시설을 필요로 하는데, 이러한 송전시설은 다양한 사회적 비용을 야기하고 있다. 반면에 집단에너지사업 열병합발전과 같은 분산형 전원은 주로 수요지 인근에 설치되어 대규모 송전시설을 필요로 하지 않기에 송전시설로 인한 피해를 회피하는 편익을 창출한다. 이에 본 논문에서는 분산형 전원의 송전망 피해 회피편익을 추정하고자 한다. 이를 위해 무작위로 추출된 전국 1,000 가구를 대상으로 조건부 가치측정법을 적용한다. 보다 구체적으로는, 현재 발전량 비중이 가장 큰 유연탄 화력발전을 통해 생산된 전력을 분산형 전원인 집단에너지사업 열병합발전을 통해 생산된 전력으로 교체하여 사용하는 것에 대한 일반 국민의 지불의사액을 추정한다. 분석결과 유연탄 화력발전 대비 집단에너지사업 열병합발전의 송전망 피해 회피편익은 41.4(원/kWh)로 추정되었으며 유의수준 1%에서 통계적으로 유의하였다. 이 값은 2014년 기준 주택용 전력 평균가격의 33%에 해당하는 값으로 분산형 전원으로서의 집단에너지사업 열병합발전의 외부편익이 작지 않음을 시사한다.

• 대한전기학회논문지
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• 제41권9호
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• pp.994-1002
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• 1992

With regard to price elasticity and cross elasticity of electricity, optimal generation expansion planning method including load management effect is suggested. In addition, optimal peak time price can be determined simultaneously, and we adopt peak time tariff as load management strategy. Instead of using hourly marginal demand curves where we can get customer surplus, we used chronological load curve with constraints to preserve social welfare. This method is proved useful in short-term generation expansion planning.

• 전기학회논문지
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• 제61권2호
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• pp.187-193
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• 2012

Nash Equilibrium (NE) is as useful tool for investigating a participant's strategic generation quantity in a competitive electricity market. Cournot model may give a mixed strategy NE instead of a pure strategy when transmission constraints are considered. A mixed strategy is difficult to compute, complicated to understand conceptually, and hard to implement in an electricity market practically. This paper presents that a mixed strategy does not appear in Stackelberg leader-follower model even under a transmission congestion. A solution method is proposed for the leader-follower model under a nondifferentiable space of a strategy variable. Based on the pure strategy NE with a transmission line congested, the merit of leader-follower model is shown from a social welfare point of view.

• 전기학회논문지
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• 제59권4호
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• pp.700-706
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• 2010

Carbon costs, either in the form of a carbon tax or through permit prices in an emissions trading scheme, would ultimately be reflected in higher electricity prices. This price "pass-through" is very critical to the effective design of new policies to curb the amount of carbon emissions. This paper sets out in a structured way the factors that determine price pass-through and how carbon costs would impact on the electricity market and the existing coal-fired power plants. It is shown that pass-through can vary drastically if the underlying dispatch potential of generators varies significantly across alternative emissions reduction scenarios. It can also vary depending on the availability of competing cleaner forms of generation. Pass-through as a measure of business performance is therefore hard to generalize across different circumstances and should be interpreted carefully.