본 연구는 1995년부터 2010년까지 국가 에너지통계의 에너지소비, 생산, 수출 입 등 실적자료를 바탕으로 우리나라의 에너지경제효율을 분석하였다. 에너지 수출 입과 에너지 생산 자료를 통해 에너지원단위, 에너지순수입의존도, 에너지자립도 I, II 를 산출하고 국가경제규모와 비교분석을 통해 우리날 에너지경제 수준을 살펴보고 시사점을 제시하는데 목적이 있다. 에너지원단위 지표를 통한 에너지효율수준 분석이 주로 이루어졌다면, 본 연구는 에너지순수입의존도와 에너지자립도를 통해 국가 에너지 수출 입구조와 에너지생산수준을 추가적으로 살펴볼 수 있는 장점이 있다고 하겠다. 연구 결론으로 우리나라는 에너지경제효율 수준이 상당히 낮은 수준으로 국가적 정책 차원의 에너지효율개선의 필요성을 제기한다.
It is generally known that a wastewater treatment plant (WWTP) consumes immense energy even if it can produce energy. With an aim to increase the energy independence rate of WWTP from 3.5% in 2010 to 50% in 2030, the Korean government has invested enormous research funds. In this study, cost-effective operating alternatives were investigated by analyzing the energy efficiency and economic feasibility for biogas and power generation using new and renewable energy. Based on the US EPA Energy Conservation Measures and Korea ESCO projects, energy production and independence rate were also analyzed. The main energy consumption equipment in WWTP is the blower for aeration, discharge pump for effluent, and pump for influent. Considering the processes of WWTP, the specific energy consumption rate of the process using media and MBR was the lowest (0.549 kWh/㎥) and the highest (1.427 kWh/㎥), respectively. Energy-saving by enhancing anaerobic digester efficiency was turned out to be efficient when in conjunction with stable wastewater treatment. The result of economic analysis (B/C ratio) was 2.5 for digestive gas power generation, 0.86 for small hydropower, 0.49 for solar energy, and 0.15 for wind energy, respectively. Furthermore, it was observed that the energy independence rate could be enhanced by installing energy production facilities such as solar and small hydropower and reducing energy consumption via the replacement of high-efficiency operating.
제로에너지 건축물(ZEB)은 건축물 자체의 에너지 자립도를 높인 건축물로서 에너지를 생산할 수 있는 신재생 요소가 필수적이며, 건물형 태양광(BIPV)이 가장 주목받고 있는 기술이다. ZEB의 설계에서 BIPV은 설계 초기에 계획되어야 하나, 초기 단계에서 BIPV 계획은 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 설계 초기 BIPV의 계획과 ZEB 자립률 검토를 위해, 3차원 설계와 빅데이터의 융·복합 설계기술인 건축물 정보통합 모델링(BIM)을 기반으로, BIM과 ZEB에 대한 이론적 고찰 및 ZEB 자립률 분석을 위한 요소를 도출하고, BIPV 에너지 생산량과 건물 에너지 소비량 산출 방법을 분석하였다. 최종적으로, 프로젝트 모델에서 에너지 자립률을 산정하고, 등급 기준을 검토함으로써, 설계 초기 ZEB의 에너지 자립률 산정에 대한 기초적인 연구 방법을 제시하였다. 이를 통해, ZEB 주체자의 의사결정을 지원함으로써 설계 생산성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.
Leading developed countries have studied energy self-sufficient houses such as zero or low energy buildings to reduce energy consumption for buildings since the early 1990s. Moreover, some developed countries have actually constructed self-sufficient houses and operated them for demonstration, expanding use of such houses. Korea has also established Zero Energy Solar House(ZeSH) and studied energy independence. Therefore, this study analyzed research result regarding ZeSH, self-sufficient energy house hold of Korea, found out technologies used for heating energy independence, used building interpretation program(ESP_r) to evaluate performance of each factors and analyzed energy reduction quantitatively. Results from the research are as follows: Reduction rate of actual detached house's heating load was also analyzed quantitatively depending on application of each technology. When each factor was applied step-by-step, annual reduction rate of heating load depending on increase in insulation thickness reached 6.6~22.2 %. Annual reduction rate of heating load depending on increase insulation thickness, and change in window heating performance and area ratio reached 31.5 %. Annual reduction rate of heating load through high-sealing and high-insulation depending on change in leakage rate reached 40.0~88.9 %. Annual reduction of heating load, when Mass Wall and attached sun space was applied were applied reached 28.5~39.2 %, respectively.
Ha, Ju-wan;Park, Kyung-soon;Kim, Hwan-yong;Song, Young-hak
Architectural research
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제20권3호
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pp.93-102
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2018
With the change in Earth's ecosystems due to climate change, a number of studies on zero energy buildings have been conducted globally, due to the depletion of energy and resources. However, most studies have concentrated on residential and office buildings and the performance predictions were made only in the design phase. This study verifies the zero-energy performance in the operational phase by acquiring and analyzing data after the completion of an exhibition building. This building was a retention building, in which a renewable energy system using a passive house building envelope, solar photovoltaic power generation panels, as well as fuel cells were adopted to minimize the maintenance cost for future energy-zero operations. In addition, the energy performance of the building was predicted through prior simulations, and this was compared with actual measured values to evaluate the energy performance of the actual operational records quantitatively. The energy independence rate during the measurement period of the target building was 123% and the carbon reduction due to the energy production on the site was 408.07 tons. The carbon reduction exceeded the carbon emission (331.5 tons), which verified the carbon zero and zero-energy performances.
Purpose: In this study, we evaluate the annual energy performance of the detached house which was designed with the aim of zero energy. Method: The experimental house which was constructed in Gonju Chungnam in 2013, is the single family detached house of light weight wood frame with $100m^2$ of heating area. Thermal transmittance of roof (by ISO 10211) and building external walls are designed as $0.10W/m^2K$ and $0.14W/m^2$ respectively and low-e coating vacuum window glazing with PVC frame was installed. Also grid connected PV system and natural-circulation solar water heater was applied and 6kWp capacity of photovoltaic module was installed in pitched roof and $5m^2$ of solar collector in vertical wall facing the south. We analyzed the 2014 annual data of the detached house in which residents were actually living, measured though web-based remote monitoring system. Result: First, as a result, total annual energy consumption and energy production (PV generation and solar hot water) are 7,919kWh and 7,689kWh respectively and the rate of energy independence is 97.1% which is almost close to the zero energy. Second, plug load and hot water of energy consumption by category showed the highest numbers each with 33% and 31%, with following space heating 24%, electric cooker 8%, lighting 3% in order. Hot water supply is relatively higher than space heating because high insulation makes it decreased.
The government mandates gradually zero energy building and Photovoltaic power generation systems installed in buildings are emerging as the most realistic alternative to increase the independence rate of building energy. In this study, we propose a method to reduce the power consumption of households by increasing the PV capacity of balconies and applying the method used the charged electric power stored in batteries after sunset. In order to evaluate the electric power energy savings of the residential BESS, a balcony PV 1.2 kW and a battery pack 2 kWh were installed for 9 houses in 4 apartments in Seoul and Gyeonggi-do. The BESS is charged when the balcony PV is generated electric power, and when solar power generation is finished, it supplies power to the electric appliances connected to the load. As a result of installing the solar PV module 1.2 kW and 2 kWh class BESS for 3 households located in Seoul and Gyeonggi-do, the average electric power consumption saving rate was 40%. The reduction in electricity consumption in the case of zero generation surplus power by maximizing the utilization rate of BESS has been improved to about 53%. Therefore, in order to increase the self-sufficiency rate of electric energy in apartment houses, it is effective to increase the solar photovoltaic capacity of the balcony and apply the residential BESS. In the future, it is believed that the balcony PV and home BESS will play a key role in achieving mandatory zero-energy housing.
In response to the rapid climate change, in order to save energy in the field of buildings, the country is planning not only zero energy buildings but also zero energy cities. In the Urban Development Project, the Energy Use Plan Report is prepared and submitted by predicting the amount of energy demand at the planning stage. However, due to the activation of zero-energy buildings and the increase in the supply of new and renewable energy facilities, the energy consumption behavior of buildings in the city is changing from the previous ones. In this study, to estimate urban energy demand of Zero Energy City, building energy demand forecasts based on "Passive plans for use of energy based primary energy consumption", "Actual building energy usage data from Korea Appraisal Board" and "data from Certification of Building Energy Efficiency Rating" as well as demand forecast according to existing "Consultation about Energy Use Plan Code" were calculated and then applied to Multifunctional Administrative City 5-1 zone to compare urban total energy demand forecasts.
Recently the need for renewable energy development is expanding due to the global climate change, the environmental issues and the limited fossil energy resources. Dependence of energy on overseas is high in Korea. To resolve the environmental problems and to improve the energy independence rate, the development of renewable energy is more required. The small hydro power, one of the renewable energy resources, has been developing and operating from a long time ago. If we are new developing a small hydro power with the use existing dams and reservoirs, we will design the length of inlet pipe and the diameter suitable for it. However, in case of using the existing water supply pipe which had been designed suitable for water service, the designer has to review and check that the pipe is suitable for operating a generator. In this paper, the design of small hydro power using the existing long pipe of water supply, we suggest the optimum way to reduce the water hammer in pipe which causes the unsteady flow during the load-shutdown of generator, the generator operation plan for the stable supply of water and the design factor of determining the generator capacity through the analysis between discharge and head-loss.
Laser induced incandescence, LII, recently developed technique for measuring soot concentration in flames, can overcome most of limitations of conventional laser extinction measurement. In this study, experiments were performed to investigate the effect of laser intensity, detection wavelength, and also laser beam quality on both LII signal at a particular position and peak-to-centerline LII signal ratio. The results of LII signal with increasing laser intensity shows its near-independence of laser intensity once threshold level of laser intensity has been reached. However, this near-independence depends on laser beam quality and the incident optical setup. The peak-to-centerline LII signal ratio slowly but continuously increases with laser power. This fact is due to the dependence of LII signal on particle mean diameter. LII signal is attenuated during it passes through the flame containing soot particles. The attenuation rate is inversely proportional to detection wavelength. In this study, LII signal at 680 nm band is 10% greater than the signal at 400 nm band.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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