• 청정기술
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• 제26권1호
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• pp.55-64
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• 2020

재생에너지 3020 이행계획에 따라 재생에너지 발전 비중 증가에 대비해 잉여전력 저장 및 전력 공급 안정화 기술 필요성이 대두되고 있다. 이를 위해 수요 공급의 불균형으로 활용할 수 없는 전력을 수소 또는 메탄으로 전환하여 저장하는 Power-to-Gas 기술 개발이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 국내 실정을 반영한 Power-to-Gas 경제성분석을 수행하였다. 균등화 수소원가를 산정하기 위하여 Total revenue requirement 방법론을 활용하여 경제성 분석 방법론을 재정립하고, 국제에너지기구의 경제성 분석 결과를 통해 검증하였다. 연구결과 국내 기준 100 MW급 Power-to-Gas 시스템 균등화 수소원가는 kg당 8,344원으로 나타났다. 전기 비용, 수전해 장비 비용, 작동 연한에 따른 민감도 분석이 수행되었고, 재생에너지 이용 수소 생산비용과 천연가스 개질 수소 생산비용을 비교하여 경제성을 확보할 수 있는 조건을 제시하였다.

• ESCO지
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• 통권54호
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• pp.64-69
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• 2008

야간의 잉여전력으로 열을 저장해두었다 주간에 이용하는 축열공조에는 50여년에 걸친 긴 역사가 있었다. 이 방식이 가지는 효용에 일찍부터 눈뜬 선각자들의 노력에도 불구하고 당초 보급은 늦어져 그다지 진전이 없었다고 한다. 이러한 정세가 일변한 것은 전력공급에 병목현상이 생겨 부하 평준화가 안정공급에 있어 필요불가결의 과제가 되었기 때문이다. 특히 공조는 피크성이 강한 수요이므로 공조용 전력을 야간으로 옮기는 작업의 이점이 큰 것은 당연하다. 비 수요시간대의 요금이 큰 폭으로 떨어짐으로써 수요자측에서 보아도 야간의 전력을 어떻게 활용할까하는 것은 매력적인 연구테마였다. 이리하여 축열공조가 관심을 불러 보급이 기도에 놓인 지 2O년 가까이 되었다. 처음에는 물을 사용한 축열이 대부분이었으나, 축열조 용량의 제약으로 얼음을 만들어 저장하는 빙축열방식이 도입되어 현재의 표준적인 축열방식이되었다. 그러나 빙축열에도 비용상의 문제가 있어 전면적인 보급에 이르기까지는 아직 연구의 여지가 더 남아있는 듯하다. 한편, 교토의정서의 발효 등에 의해 지구환경에 대한 관심이 높아지게 되었다. 이 같은 배경 속에 건물및 건축설비의 에너지절약 기술의 중요성이 대두되고, 특히 창 주변의 공조방식, 조광제어, 축열 공조시스템 등, 건물부하의 직접적인 저감과 전력부하 평준화에 의한 환경부하저감 및 운영비용의 저감을 목적으로 한 건물일체형 설비시스템을 적극적으로 도입하기에 이르렀다. 환경을 배려한 건축구조.설비시스템의 채택 사례가 증가하며 건축물 종합환경성능 평가시스템과 성능검증 등 건물설비의 평가.검증 수법도 연구되어 건물에 적합한 운용면에서의 사고가 중요함이 인식되었다. 이와 같이 건축구조와 설비시스템의 양면에서 에너지절약성 및 환경성, 쾌적성, 편리성의 추구가 적극적으로 도입되는 가운데, 슬래브축열시스템은 건축구조와 공조설비가 균형있게 융합됨으로써 초기비용의 삭감과 부하 평준화에 의한 경제성 향상, 복사에의한 실내환경의 향상 등의 효과를 기대할 수있는 시스템으로 추목받고 있다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.451-452
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• 2016

최근 풍력 및 태양광 발전과 같은 분산전원 시스템의 설비가 증가함에 따라 전력 생산자가 늘어나고 있으며 발전량이 불규칙적인 신재생에너지 자원을 전력 수요에 따라 효율적으로 운용하고 관리하기 위한 에너지 저장장치(Energy storage system : ESS)의 필요성이 증가하고 있다. 최근에는 기존의 중앙집중 방식의 전력 시스템이 가지는 여러 문제를 해결하기 위해 여러 분산 발전 요소들과 에너지 저장장치, 부하 및 계통을 상호 연결한 마이크로그리드의 개념이 제안되고 있다. 마이크로그리드 내에서 분산전원과 계통에 ESS가 연계 되면 전력수급 상황에 따라 잉여전력이 발생할 때 전력을 저장할 수 있으며 전력수요가 클 때 저장된 전력을 부하에 공급하여 전력설비를 보다 안정적이고 효율적으로 운용할 수 있다. 본 논문에서는 풍력발전 시스템, 양방향 충/방전이 가능한 ESS, 부하 및 계통이 연계된 마이크로그리드를 대상으로 이를 효율적으로 운용하고 계통전력 사용을 최소화 할 수 있는 독립형 마이크로그리드의 자율적 제어기법에 대한 연구를 수행한다. 전력수급 상황에 따라 각 요소들의 운전 모드를 결정하는 기법이 제시되고 각 동작 모드에서의 분석 및 시뮬레이션에 의한 검증을 통하여 본 제어기법의 효용성을 입증한다.

• 한국가스학회지
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• 제22권4호
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• pp.63-73
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• 2018

잉여전력 등을 활용한 에너지저장시스템 분야에 기술에 관심이 집중되고 혁신적인 기술진보가 이루어지고 있다. 다양한 에너지저장시스템 분야 중 가스액화 방식을 활용한 액화공기에너지저장 시스템은 상당히 성숙된 기술로 알려져 있고, 높은 단위 에너지 밀도와 설치에 따른 지형적 제약이 거의 없으며 수명이 긴 저장 시스템이라는 많은 장점에도 불구하고, 단일공정 (공기액화-재기화 사이클)의 낮은 사이클 효율로 인해 상업화에 한계가 있었다. 본 연구에서는 낮은 사이클 효율을 개선하고자 2종류의 냉매(R-600a 와 메탄올)을 이용한 냉매사이클을 공기 액화 공정에 활용하여 사이클 효율을 향상시키고, 공기 압축시 발생하는 압축열을 열매체유 순환 사이클에 이용하여 이를 액화공기 재기화 공정의 터빈 입구 온도를 높이는데 활용하여 전력생산량을 추가적으로 증가시킴으로써 사이클 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있는 가능성을 Aspen HYSYS 공정 모사 프로그램을 활용하여 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제25권2호
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• pp.115-124
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• 2015

열에너지 저장은 고온 또는 저온의 잉여 열에너지를 저장하여 수요 발생 시 사용하기 위한 기술로서 에너지의 수요와 공급 사이의 불균형을 해소하고, 이를 통해 에너지 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다. 특히 간헐적인 신재생에너지 자원을 열에너지 형태로 변환하거나 저장함으로써 에너지 믹스에서 신재생에너지의 비중을 제고할 수 있으며, 이를 위해서는 열에너지 저장 장치와의 조합이 반드시 필요하다. 지하 암반공동을 이용한 열에너지 저장은 높은 건설비용이 수반되어 그 활용이 제한적이지만, 대규모의 열에너지를 장기간 저장할 수 있는 가장 현실적인 방법이다. 또한 기후조건에 따라 외부로의 열손실이 영향을 받는 지상의 열저장소와는 달리, 열저장 지하 암반공동은 장기 운영 시 주변 암반의 히팅에 따른 열손실의 감소를 기대할 수 있다. 본고에서는 열저장 암반공동의 형상 및 다중배치 설계 시 고려해야 할 주요 인자들을 소개하고, 저장공간의 설계에 대한 가이드라인을 제안하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.105-113
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• 2008

무선 센서 네트워크에서는 근접한 센서 노드들이 유사한 정보를 감지하는 특성에 의해 임의의 센서 노드의 동작이 실패하거나 기능이 소멸되는 경우에도 네트워크의 전체적인 동작에는 영향을 미치지 않는 장점이 있지만 무선매체의 저속, 오류가 심한 전송특성 및 제한된 전원 공급, 센서 노드의 임의 배치로 인한 교체 불가능 등의 문제점을 가진다. 이 논문에서는 계층적으로 센서 로드를 구성하고 있는 네트워크의 확장성을 보장하면서 전체 노드들의 파워 소비를 줄일 수 있도록 최적 경로 검색 프로세스를 수행하는 PRML 라우팅 프로토콜을 제안한다. 제안된 기법에서는 노드의 잉여 에너지와 연결도를 고려함으로써 클러스터 헤드의 부하 분산이 가능해 졌으며, 노드 간 통신 횟수를 줄일 수 있었다. LEACH-C, HEED기법들과 비교 분석 결과, PRML라우팅 프로토콜은 전체 에너지 소비 측면에서 평균 8%, 클러스터 헤드의 에너지 소비 측면에서 평균 6.4%의 효율성을 얻었고, 네트워크 확장성에 다른 에너지 소비 분포는 LEACH-C, HEED 기법보다 7.5%의 효율성을 얻을 수 있었다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제40권3호
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• pp.21-31
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• 2020

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.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.254-259
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• 2009

국내 도시철도시스템에서 채용한 직류급전시스템에서 다이오드 정류시스템을 사용하여 역방향 조류가 불가능하다. 이에 따라 전동차의 감속 또는 제동시에 발생하는 회생 전력을 재활용하지 못하고 열에너지로 소비하게 된다. 잉여 회생 전력의 재활용은 에너지 이용의 극대화, 전동차의 제동 성능 향상 및 분진 감소 등의 환경 친화적인 효과를 얻을 수 있으며, 정류기와 역병렬로 인버터를 설치하여 타 계통으로 전달하거나 저장하는 형태로 가능하다. 본 논문에서는 발생한 잉여 회생 전력을 교류 전력으로 변환하여 고압배전계통이나 한전 계통으로 역송전이 기능한 회생용 인버터의 시험 설비 개발 및 성능시험에 대하여 제안하였다. 회생용 인버터 개발 후 개발품의 성능 시험을 위하여 직류급전시스템을 모의할 수 있는 교/직류 전원 설비 및 부하설비를 이용하여 회생용 인버터의 고유 성능을 시험 및 분석하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.607-618
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• 1994

항만(港灣)의 진동(振動)을 일으키는 발생원인(發生原因)을 규명하고자 항만(港灣) 진동해석(振動解析)에서 현재까지 고려되지 않았던 파군효과(波群效果)를 고려하였다. 동해항(東海港)과 임원항(臨院港)에 대한 항만의 공진주기는 경계적분(境界積分) 방정식법(方程式法)으로 구하였으며, 동해항(東海港) 입구에서 관측된 불규칙(不規則) 파군(波群)에 따른 장주기파(長週期波)는 잉여응력(剩餘應力) 이론(理論)과 에너지 이력개념(履歷槪念)을 이용하여 유도된 이론식(理論式)으로 구하였다. 주기(週期)의 관점에서 해석할 때 파군(波群)에 따른 장주기파(長週期波)는 어항(漁港)과 같은 소규모 항만(港灣)에 큰 진동을 일으킬 수 있으며, 산업항(産業港)과 같은 대규모 항만(港灣)에는 정박중인 선박(船舶)의 동요(動搖)를 일으키는 에너지원(源)이 될 수 있음을 규명(糾明)하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권3호
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• pp.211-216
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• 2013

대부분의 사고선박 예인력 계산을 위한 선체저항 성능 추정은 매우 간단하고 오래된 방법을 사용하고 있는데, 특히 바지선의 경우는 미국 해군 예인 매뉴얼에서 사용하는 방법과 유사한 방법을 사용하고 있다. 본 논문에서는 미국 해군 예인 매뉴얼 방법과 국내 해양수산부 고시 방법을 검토한 결과, 이는 비합리적이고 부정확한 추정 방법임을 밝혔다. 나아가, 바지선에 적용할 수 있는 합리적이고도 정확한 저항 성능 추정 방법으로 새로운 Modified-Yamagata-Barge 방법을 도출하였다.