다수의 양수정이 연결된 군정은 복수 개의 펌프와 상당한 길이의 관수로 구성된다. 이 때 펌프-관망 시스템의 생애주기 비용의 최소화를 위하여 재료비, 시공비 등이 고려된 초기비용과 양수정 가동을 위한 에너지비용으로 구성되는 운영비용을 최소화하기 위한 기법을 연구하였다. 이 두 가지 비용은 서로 반비례 하는 형상을 띄고 있다. 따라서 관망의 각 요소와 펌프의 종류 및 소요 동력을 감안하여 설계해야 한다. 가령, 직경이 커질수록 펌프가 제공해야 하는 양정이 줄어들어 소요 동력 비용은 줄어들지만 초기 설치비가 증가하므로 이들의 상관관계를 알아내어 적절한 균형을 찾아내야 할 것이다. 본 연구에서 고려한 최적화 결정변수는 관경과 펌프 사양이다. 펌프-관망 시스템 최적화의 제약 조건에는 별도의 지하수 관정 최적설계 기술로 도출된 관정들의 위치, 양수량 분포, 그리고 각 양수정의 수위이다. 최적화 기법으로는 유전자 방법을 사용하였다.
산림바이오매스 자원의 소규모 난방에너지 이용을 위한 시스템 구축에 있어 목재칩의 연료 활용을 목적으로 목재칩 연료 생산단계에서의 비용분석과 에너지수지를 분석을 통해 산림바이오매스 자원의 에너지 이용 가능성을 검토하였다. 집재기계와 경사도별로 구분되어진 목재칩 생산 시스템에서 1 kg의 칩을 생산하기 위해 소요되는 총 생산비용은 195.45~210.54원/kg으로 산출되었으며, 에너지 투입률(%)분석에서는 26.58~27.38%의 에너지 투입률을 나타내었다. 경사도에 따른 에너지 투입률의 변화는 크지 않았으며, 생산비용의 경우와는 달리 타워야더 시스템인 시나리오 B가 트랙터 집재 시스템인 시나리오 A보다 에너지 투입률이 낮은 것으로 나타났다.
기존의 에너지 효율적인 라우팅 프로토콜은 라우팅 메트릭 중 에너지에 높은 가중치를 적용하여 에너지 효율이 높은 경로에 노드가 집중되고 해당 경로의 에너지가 빠르게 고갈되는 문제가 발생한다. 이러한 무선 센서 네트워크의 불균형적인 에너지 소모는 네트워크의 분할 및 기능 상실을 야기하여 네트워크 수명을 감소시킨다. 따라서 본 논문에서는 무선 센서 네트워크의 불균형적인 에너지 소모를 해결하기 위해 링크 비용 기반 라우팅 프로토콜을 제안한다. 제안하는 라우팅 프로토콜은 네트워크 문제 상황에 따라 라우팅 메트릭의 가중치를 차등 적용하여 링크 비용을 산출하고 가장 낮은 값을 갖는 경로를 선정한다. 성능 분석 결과, 제안하는 라우팅 프로토콜이 기존 AODV 프로토콜 보다 네트워크 수명이 22%, 에너지 소모 표준편차가 2%, 데이터 수신율이 2% 향상되었음을 확인하였다.
에너지전환 정책의 가속화로 변동성 재생에너지가 가파르게 증가하면서 계통수용비용이 빠르게 상승하고 있다. 변동성 재생에너지 증가는 기존 전통적 발전자원의 이용률을 하락시켜서 전력공급에 비효율성을 가중시키는데 이에 대한 해결책으로 수요자원이 주목받고 있다. 본 연구에서는 수요자원 중 큰 잠재력을 가지고 있는 전기차 수요가 재생발전에 대한 유연성 자원으로 활용될 경우 전력공급비용을 얼마나 경감시킬 수 있는지 9차 전력수급계획을 반영하여 분석하였다. 분석모형으로 재생발전의 확률적 특성을 사실적으로 반영할 수 있는 확률적 전력시스템 최적화 모형을 적용해서 재생에너지가 유발하는 비용과 전기차 수요자원의 편익을 분석하였다. 분석결과 계시별 요금제보다 가상발전소 기반의 직접제어방식이 편익이 더 높고, 발전구성에서 재생에너지의 비중이 높아질수록 편익이 더 높아지는 것으로 나타났다. 전기차 수요자원의 구현비용인 중개사업자 수수료와 배터리마모비용을 고려한 순편익 추정결과, 충방전이 가능한 가상발전소 방식의 경우 월평균 운행비용의 67~85% 수준으로 나타났다. 이러한 수요자원 순편익이 소비자에게 효과적으로 분배되는 요금체계가 적용될 경우 시장참여유인이 높을 것으로 추정된다.
최근 유가의 고공행진 때문에 한국은 해외 에너지 자원개발뿐만 아니라 에너지 소비를 줄이기 위한 국가적 정책으로 기존 설비의 에너지 효율을 증가시키는 방안을 모색하는 것이 필요한 시점이다. 따라서 본 연구는 이런 국가적 사안에 부합하고자 인천생산기지 고압 LNG 배관망에 대하여 수정유량방정식을 사용한 Newton Method로 접근하였고, 유창조절밸브(FCV)에 의해 지배적인 영향을 받는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 고압펌프는 유량조절밸브 50%의 개도율에서 최고효율을 보여 주었고, 고압배관망 내에서 배관저항곡선은 LNG 헤드가 1,500m 이상이 되어야만 토출이 가능한 것을 보였다. 고압펌프의 운전점으로부터 운전비용을 산출하였고, 최고 효율시 운전비용과 비교하여 운전비용을 절감할 수 있는 금액을 산출하였다. 특히 일간 시간대별 운전비용 절감액뿐만 아니라 연간 일별 운전비용 절감액을 산출하였으며, 그 결과 고압배관망은 연간 138백만원을 절감할 수 있다. 이것은 연간 고압펌프 1기당 9,823천원을 절감할 수 있다는 것을 의미한다. 결론적으로 본 연구는 복잡한 고압 LNG 배관망에서 고압펌프의 운전특성과 운전비용 절감효과를 확인할 수 있었다. 또한 이것은 미시적으로 생산기지의 효율적 미래운영에 대한 기여와 더불어 거시적으로 국가 에너지 경쟁력 제고에 기여할 수 있을 것이다.
에너지 IT 사업을 보다 효율적으로 수행하기 위해서 뿐만 아니라 전력선 통신망을 기반으로 한 서비스 구현을 효과적으로 추진하기 위해 제시되는 개념이 HSA(Home Service Aggregator)이다. 전력선 통신망 기반의 HSA 사업 모델 개발은 새로운 에너지 분야 사업 영역의 확대와 소비자 중심의 서비스를 통한 신수요 창출의 기회를 제공할 것으로 기대를 모으기에 충분하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 보다 효율적이고 성공적인 HSA사업 모델 개발을 위해 가장 우선적으로 행해져야할 경제성 평가를 에너지 사업자 입장에서 면밀히 분석해 정책 의사 결정에 도움을 주고자 하였다. 분석을 위한 기본 데이터 수집을 위해 총 사업 기간은 2009년도부터 2020년까지로 하였으며, HSA사업 비용의 범위로 장비 비용, 장비 설치 비용, 그리고 운영비용으로 나누어 살펴보았다. 이중 장비 비용 및 장비 설치비용은 MGW와 RMS에 대한 것이고, 운영비용은 인건비, 회선운용비 및 설비 유지 비용으로 구성하였다. 그리고, 투자 대상의 범위는 주거 밀도가 높은 도심지를 대상으로 한 약 900만 수용가로 삼았다. HSA사업을 통해서 얻을 수 있는 중요 편익 원천으로는 원격검침서비스(AMR : Automatic Meter Reading), 인터넷통합빌링 서비스, 통합과금서비스, 인터넷 서비스, 그리고 방범 서비스에 대한 편익을 분석 범주로 설정하여 경제성 평가를 수행하였다. 그리고 전기 안전 편익은 사회적 편익으로 별도로 살펴보아 HSA사업의 정책 결정에 도움을 주고자 하였다. 연구 분석 방법론으로써는 경제성평가 방법론 중 가장 많이 쓰이고 있는 현금흐름할인법을 활용한 순현재가치법을 이용하였다. 연구결과 HSA 사업의 총 투자비는 1조 400여억원으로 산출되었고, 사회적편익을 제외한 총편익은 1조 20여억원이 산출되었다고 2015년까지 투자비를 회수한다고 가정하였을때 각가구로부터 얻어야 할 편익은 월간 가구당 513원으로 분석되었다. HSA의 사업에 대한 ROI는 1에 약간 못미치는 0.954값이 나왔으나, 사회편익 요소인 전기안전 편익이 크기에 이를 모두 편익에 포함한다면 HSA사업의 경제성은 1을 넘게 됨을 확인할 수 있었다.
기술제안입찰의 주 평가요소 중 하나인 생애주기비용의 적정성은 평가의 전문성을 요하지만 평가에 필요한 시간이 절대적으로 부족하여 경험많은 평가자라 할지라도 단순한 수치 비교에 의한 상대평가에 그치는 경향이 많았다. 이에 본 연구에서는 기술제안입찰로 낙찰자를 선정한 실 사례와 기술제안서를 비교하고 110건의 기술제안입찰 제안서를 비교하여 생애주기비용 중 가장 변동 폭이 큰 유지관리 및 에너지 비용의 불확실성을 분석하였다. 또한 절감된 공사비 대비 유지관리 및 에너지 비용의 절감수준을 정규화하기 위하여 VE지수를 제시하였다. 프로젝트별로 상이한 수선 및 교체 주기, 수선과 교체의 중복, 비수선 항목, 그리고 기타 에너지비 등의 중복 적용이 VE지수의 불확실성을 가장 확대시키는 요인으로 분석되었으며, 이러한 요인의 중복을 제거한 유지관리 및 에너지 비용 산출법을 표본 기술제안 사업 35건에 적용하여 평균 1.38, 표준편차는 1.19를 가지는 VE지수 모집단을 도출하였다. 기술제안 입찰의 평가자는 다수의 제안안 중 가장 합리적으로 산출된 VE지수를 추정하기 위해, 특정 VE지수를 본 연구가 제안하는 모집단 분포에 비교하여 그 확률을 계산하는 결정론적 해석 방법 또는 불확실성을 고려한 확률론적 해석 방법을 사용할 수 있다.
경기도 안산시 사동 푸른마을 3단지 주민들은 남들이 쓰는 에어컨 비용의 3분의 1만 내고도 원하는 시간에 에어컨을 사용하고 쾌적함까지 맛보고 있다. 바로 지역냉장시스템 덕분이다. 이 시스템은 공동주택으로서는 전국 최초로 시범설치된 것으로 하절기 소각열 등 버려지는 열을 이용해 에너지비용을 절감하면서도 프레온가스를 사용하지 않아 친환경적이다. 이 사업은 지난 2001년부터 안산지역에 지역난방을 공급하고 있는 안산도시개발(주)이 시행되고 있다.
섬이나 고립된 지역들은 디젤 발전기를 이용하여 전력 공급을 해왔다. 발전소와 송배전설비 증설에 대한 경제적 문제와 사회적 갈등이 심하기 때문이다. 최근 이러한 비용, 사회 그리고 환경 문제로 인해 에너지 자립섬에 대한 관심이 증가하고 있다. 에너지 자립섬이란, 태양광, 풍력 등 신재생에너지와 배터리를 이용해 필요한 에너지를 스스로 생산하고 사용하는 섬을 말한다. 따라서 디젤 발전기 화석연료 사용량과 유지보수 비용을 줄일 수 있다. 본 논문에서는 상위제어기에 해당하는 EMS(Energy Management System)를 이용해 디젤 발전기, 태양광 PCS(Power Conversion System)와 에너지저장장치(Energy Storage System: ESS)의 유기적인 운영으로 높은 에너지 자립률을 달성한 사례를 소개하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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