• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제13권1호
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• pp.114-123
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• 2018

Recently, as one of the countermeasures to reduce carbon dioxide($CO_2$) for global warming problems, operation methods in micro-grid systems replacing diesel generator with renewable energy sources including wind power(WP) and photovoltaic(PV) system have been studied and presented in energetic manners. However, it is reported that some operation problems in micro-grid systems without diesel generator for carbon-free island are being occurred when large scaled WP systems are at start-up. To overcome these problems, this paper proposes an operation strategy in micro-grid systems by adapting control devices such as CVCF(constant voltage constant frequency) ESS(energy storage system) for constant frequency and voltage regulation, load control ESS for balancing demand and supply and SVC(static-var compensator) for reactive power compensation. From the simulation results based on the various operation scenarios, it is confirmed that the proposed operation strategy in micro-grid systems without diesel generators is a useful tool to perform a stable operation in micro-grid systems without diesel generator and also make a contribution to reduce carbon dioxide in micro-grid systems.

• 한국항만경제학회지
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• 제35권4호
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• pp.85-106
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• 2019

해상풍력발전은 대표적인 재생에너지이며 급속히 성장하고 있는 산업으로 정부는 2030년까지 17.7GW로 확대할 계획을 추진하고 있다. 경상남도의 경우에도 욕지도에 461.9MW 규모의 해상풍력발전이 추진중이며, 향후 1GW 규모 이상으로 추가 확대될 것으로 예상되고 있다. 이에 따라 해상풍력발전 기자재의 보관, 조립, 운송, 설치 등의 기능을 지원하는 지원항만은 해상풍력단지 개발사업의 원활한 진행과 경제성 확보에 중요한 역할을 할 것으로 예상된다. 본 연구는 선행연구와 주요국 사례를 바탕으로 해상풍력 지원항만의 평가 기준을 마련하여 욕지도 해상풍력단지와 연계한 경상남도 소재 항만의 여건을 분석하고 평가해 보고자 하였다. 평가 기준으로 해상풍력단지와의 거리, 입출항 제약, 항행수역, 어업권 요인, 부대비용, 안벽길이, 수심, 항만부지, 부두하중, 타 화물 간섭, 민원과 관련산업 집적으로 세분화하였다. 이후 경상남도 항만 중에서 통영항, 삼천포항, 고현항, 마산항, 진해항을 선정하여 평가하였다. 연구 결과로 해상풍력단지와의 거리, 입출항 제약, 어업권 요인 등은 통영항이 우수하였으나, 안벽길이, 수심, 항만부지 등 다른 평가 기준에서는 대체적으로 삼천포항, 마산항, 진해항이 우수한 것으로 평가되었다. 본 연구는 지속적으로 증가하는 해상풍력단지 개발사업과 연계하여 공공기관, 풍력사업자 및 정책입안자가 지원항만 선정에 필요한 사항을 평가하는 기본 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제14권4호
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• pp.135-144
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• 2018

PMF 수용모델을 사용하여 안면도 측정소에서 2년간 측정한 초미세먼지의 유기성분의 주요 영향원을 파악하였다. 5개 또는 6개의 요인이 최적으로 나타났으며, 6개의 요인이 결과를 더 잘 해석하는 것으로 판단되었다. 이들 요인의 계절별 특성과 영향도 변화를 고려하여 결정한 주요 오염원은 이차유기성분(10.3%), 연소(12.0%), 자연적 생물성 기원(24.8%) 장거리이동식생소각(7.3%), 국지적 생체소각(26.4%), 장거리이동 오염원(19.2%)이다. 안면도 측정소는 배경지역의 특성인 자연적 생물성 기원, 이차유기성분과 장거리이동 오염원의 영향도가 크게 나타나면서도, 비도심의 특성인 국지적 식생소각과 연소 영향도 나타나고 있다. 이는 안면도 측정소에서는 인위적인 영향에 의한 유기성분 특성은 제한적임을 보여준다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권6호
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• pp.631-638
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• 2022

Microgrid, which enables the production and consumption of electricity to be done independently on a small scale, has been studied on one of the solutions of reinforcement for flexibility of electronic system. This study examined the application effect of new microgrid by applying hybrid battery in electric power storage device. We designed the system to highlight the advantage of each battery and complement the disadvantage by using hybrid system with Lithium-ion battery and interval Redox flow battery. It runs with lithium-ion battery during the initial startup while the Redox flow battery operates for a long time at the end of excessive period, and it enables a discharge of Lithium-ion and Redox flow battery at the same time when the load has a large output. We chose Maldives as a subject of this study for organizing and optimizing independent microgrid. Maldives is the country to accomplish 100% domestic electricity in South Asia, but the whole electric power is supplied through diesel generation imported fossil fuel. We organized and optimized microgrid for energy independence on Malahini island to solve Maldives energy cost problem and global energy environment matters. We analyzed the daily power supply and accumulated the power supply from September 18, 2018~February 11, 2019. The accumulated power supply was about 120.4 MWh and the daily power supply was about 800~1000 kWh. Based on the collected information, we divided the cases into three models which are only diesel generator, solar generator as well as diesel generator, and solar+ESS+diesel generator. We analyzed the amount of oil consumption compared to the cost of construction and power output. The result showed that solar+ESS+diesel generator was most economically feasible. As well, we obtained that our considering hybrid battery system reduced the fuel consumption for diesel power generation about 10~15%.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.573-573
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• 2009

지열에너지는 지구가 생성될 당시부터 지구 내부에 존재하는 무한한 열에너지로 온실가스 배출이 적으며 태양광이나 풍력 등 다른 신재생 에너지와는 달리 일정한 에너지를 공급할 수 있는 항상성 에너지로 기저부하를 담당할 수 있다. 지열을 이용한 전력 생산은 1904년에 이탈리아 라데렐로에서 처음으로 시작되었으며, 현재까지 화산지대를 중심으로 활발히 이루어지고 있다. 2001년에서 2005년 사이에 전세계 지열발전용량은 약 13% 증가하였으며, 2005년을 기준으로 약 8,933MWe의 지열발전설비가 가동 중이다. 최근 들어 지하 심부까지 시추하여 지열저장소(geothermal reservoir)를 형성하고 이를 통해 지열에너지를 생산하는 새로운 시스템인 EGS(Enhanced Geothermal Systems)가 개발됨에 따라 비화산지대에서도 지열발전소를 건설하려는 움직임이 가속화되고 있다. EGS는 지하 심부의 불투수성 결정질 암반에 존재하는 지열에너지의 경제적인 생산뿐만 아니라 물을 주입하여 생산시키는 순환 방식을 이용하여 지열에너지 획득의 매개 역할을 하는 지열수의 고갈 문제를 해결하였다. 결정질 암반에서의 지열저장소의 형성은 암반 내에 분포하는 불연속면에서 주로 발생하며, 이를 위한 압력 조건은 현지 암반의 응력 분포 특성과 암반 및 불연속면의 물성에 좌우된다. 시추공을 통해 지하 심부의 암반에 수압이 가해지면 물의 주입으로 불연속면의 마찰력이 감소하며, 이로 인해 불연속면에 전단변형이 발생하게 된다. 전단변형은 불연속면을 열린 상태로 유지시켜 지열저장소를 형성하게 된다. 불연속면의 전단 변형시 발생하는 미소 탄성파는 시추공 주변에 설치한 모니터링 장비에서 측정되며, 모니터링 장비에 의해 측정된 미소 탄성파 발생 지점의 클러스터는 지열저장소의 공간적 분포 및 규모를 추정할 수 있는 자료가 된다. 현재 EGS를 이용한 지열발전 프로젝트는 프랑스 슐츠, 스위스 바젤, 호주 하바네로에서 대표적으로 진행 중이다. 슐츠는 현재 1.5MWe의 파일럿 플랜트를 가동 중이며, 하바네로는 파일럿 플랜트 건설 단계를 진행중이다. 스위스 바젤은 지열저장소를 형성시킬 목적으로 수행된 주입시험에서 발생된 문제에 대한 기술의 신뢰성을 확보할 목적으로 잠시 중단된 상태다. 제주도는 신생대에 분출하여 형성된 대표적인 한국의 화산지형으로 지열부존 가능성이 높을 것으로 예상되는 지역이다. 따라서 폐사는 지열에너지 부존 특성을 파악하기 위한 심부 물리 탐사 및 탐사정 시추가 실시될 예정이며 궁극적으로 국내 최초의 상용화된 지열발전소 건설을 목표로 하고 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.587-589
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• 2009

The districts of underground geologic structure in Jeju island where underground air is distributed are lava cave, pyroclastic, open joint, and crushing zone. Such districts are identified to secure an enough airflow when air ventilation layer is to secure 25-35m in depth. In Jeju, Ground air is used for heating greenhouse and fertilizing natural $CO_2$ gas by suppling directly into greenhouse. But the heating method by suppling ground air into greenhouse directly bring about several problem. The occurrence of disease of the crops by high humidity is worried because the underground air which becomes discharge from underground air layer has over 90% relative humidity. The underground air is inadequate in heating for crops which need high temperature heating such as mangos, Hallbong and mandarin orange because the temperature of it is $15{\sim}18^{\circ}C$. Also There is worry where the ventilation loss becomes larger because the air pressure inside greenhouse is high by supplying underground air directly. In this study the heat pump system using underground air as heat source was developed and heating performance of the system was analysed. Heating COP of the system was 2.5~5.0 and rejecting heat into greenhouse and extracting heat from underground air were 40,000~27,000 kcal/h, 30,000~18,000 kcal/h respectively.

• 디지털융복합연구
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• 제11권11호
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• pp.37-52
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• 2013

현재 정부는 본격적인 전력 스마트그리드 확대에 앞서 제주도 구좌읍 6,000호를 대상으로 스마트그리드 실증사업을 추진 중에 있다. 하지만, 관련 기업들은 정부와 한전 주도의 한국 전력시장의 한계, 기존 전력망의 높은 안정성 및 효율성, 신재생에너지 활용도 미흡, 전기요금 인상 우려 등을 이유로 스마트그리드 확산에 대한 부정적인 시각을 가지고 있다. 본 연구는 스마트그리드 시장을 활성화하기 위한 핵심 이슈들을 1) 이해관계자들의 대립 문제, 2) 실시간 요금제 도입에 따른 효과 문제, 3) 소비자들의 수요 반응 참여 부족, 4) 스마트그리드의 비즈니스 모델부재, 5) 스마트그리드 거점지구 확산 문제 등의 5가지로 분류하고, 이에 대한 전략적 방안을 제시하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제15권2호
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• pp.455-468
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• 2015

A microgrid (MG) with integrated renewable energy resources can benefit both utility companies and customers. As a result, they are attracting a great deal of attention. The control of a MG is very important for the stable operation of a MG. The droop-control method is popular since it avoids circulating currents among the converters without using any critical communication between them. Traditional droop control methods have the drawback of an inherent trade-off between power sharing and voltage and frequency regulation. An adaptive droop control method is proposed, which can operate in both the island mode and the grid-connected mode. It can also ensure smooth switching between these two modes. Furthermore, the voltage and frequency of a MG can be restored by using the proposed droop controller. Meanwhile, the active power can be dispatched appropriately in both operating modes based on the capacity or running cost of the Distributed Generators (DGs). The global information (such as the average voltage and output active power of the MG and so on) required by the proposed droop control method to restore the voltage and frequency deviations can be acquired distributedly based on the Multi Agent System (MAS). Simulation studies in PSCAD demonstrate the effectiveness of the proposed control method.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.121.2-121.2
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• 2010

제주도는 지질학적으로 제4기에 형성된 화산섬으로 지금까지 고온의 지열징후는 보고된 바 없으나, 남한에서 가장 최근까지 화산활동이 있었던 것으로 기록되어 있어 화산활동과 관련된 심부 지열자원 부존 가능성은 아직 열려있다고 할 수 있다. 본 연구에서는 제주도에서 지열부존 가능성을 타진하고 제주도 심부 지질구조 파악을 목적으로 2차원 및 3차원 자기지전류 (MT) 탐사를 수행하였다. 탐사는 중산간지역에서 한라산을 중심으로 동, 서, 남, 북의 4방향 4측선과 제주 서부지역에 남북방향의 1측선을의 총 5개 측선에 대해 수행하였으며, 이에 대한 MT 탐사자료의 2차원 및 3차원 역산을 통하여 한라산 하부 및 주변의 심부 지질구조를 파악하고자 하였다. 역산 해석 결과는 천부 구조는 기존 시추조사 결과 밝혀진 층서구조의 형태를 잘 나타내어 획득된 자료의 신뢰도가 높음을 지시하였다. 즉, 제주도 최 상부를 피복하고 있는 현무암 등의 화산암류는 고비저항(수백 ohm-m)으로, 그 하부의 해성 미고결퇴적층(U층 및 서귀포층)은 저비저항으로, 그리고 최하부의 응회암이나 화강암으로 구성된 기반암은 1,000 ohm-m 이상의 고비저항 층으로 잘 구분되어 나타났다. 특히, 제주도에서 특징적으로 해수면 하부 수십 ~ 수백 m에 존재하는 것으로 알려진 미고결퇴적층이 10 ohm-m 내외로 측선 전반에 걸쳐 나타났다. 이는 기존의 시추결과에서 미고결 퇴적층이 제주도 전역에 걸쳐 해수면 하부 100 m 내외의 심도에서 관찰되는 것과 일치하는 결과이다. 기반암 하부에서는 특징적으로 모든 측선의 중앙부에서 저비저항 이상대가 영상화되었으며 이는 2차원 역산과 3차원 역산해석에서 공통적으로 나타났다. 특히, 3차원 해석에서는 이러한 저비저항 이상대가 한라산 정상에서 서북쪽 부근에 나타나는데 이는 과거의 화산활동과 관련된 지질학적인 구조에 의한 영향일 가능성과 측선의 양단과 중앙에서 주변 바다의 영향이 다르게 나타나기 때문일 가능성으로 볼 수 있다. 즉, 전자는 심부에 발단된 각각의 파쇄대가 모든 측선의 중앙부에서 교차하거나 이를 통한 한라산의 생성과정과 연관된 지질학적인 구조일 가능성을 의미한다. 만약 한라산을 형성한 화성활동의 영향이 아직 지하 심부에 남아있다면 지열수의 부존 혹은 마그마의 통로가 되었을 단층의 영향으로 한라산 하부에 저비저항 이상대로 나타날 가능성이 높다. 그러나 후자에 의한 가능성도 배제할 수는 없으므로 향후 주변바다에 대한 영향을 고려한 3차원 역산해석이나 심부시추 등을 통한 상세한 지질조사 등 추가적인 연구가 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권3호
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• pp.141-147
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• 2019

최근 전력산업에 가장 커다란 이슈는 신재생에너지의 증가이며 이에 따라 전력계통의 수용성을 확보하기 위한 다양한 기술개발이 추진되고 있다. 또한 세계적으로 보다 융통성 있는 친환경 에너지의 활용을 위하여 국가 및 지역간 전력계통을 연계하는 슈퍼그리드의 구성이 추진되고 있다. 이러한 성격이 서로 다른 계통 간에 연계를 위하여 반드시 요구되는 기술이 초고압 직류송전기술이다. 지금까지 국내에서는 육지와 제주도를 해저케이블로 연결하는 HVDC 송전기술이 적용되었으나 동해안의 발전단지에서 수도권의 부하밀집 지역으로 장거리 대용량 전력전송을 위한 직류가공송전 방식의 기술개발이 추진되고 있다. 인구밀도가 높고 산악이 많은 국내 환경을 고려해 최소한의 경과를 활용하여 8 GW 급의 대용량 전력을 전송하기 위해 도체귀로방식의 ${\pm}500kV$ Double Bipole 송전선로 설계기술을 개발하고 이를 적용하기 위한 사업화를 추진하고 있다. 본 논문에서는 세계 최초로 적용 예정인 도체귀로방식의 Double Bipole 송전선로의 설계를 위한 절연특성에 관한 연구를 수행하고 송전선로에 발생하는 다양한 과전압현상에 견디는 공기절연특성을 실증시험을 통하여 검증하고 이를 서술하였다.