• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2022.05a
• /
• pp.122-122
• /
• 2022

기후변화 대응 및 탄소 저감 노력의 일환으로 신재생에너지의 개발 및 활용이 전 세계적으로 활발하며, 우리나라에서도 2050년 탄소중립 달성을 위하여 친환경 에너지 시스템 구축에 많은 노력을 기울이고 있다. 전통적인 재생에너지인 수력은 발전의 효율성, 안정성과 발전 제어의 용이함 때문에 널리 사용되고 있으나, 경제성을 확보하기 위한 댐, 보의 설치 및 대규모 발전설비가 필요하여, 생태계, 환경 파괴 등의 문제점 등을 수반하여, 최근 들어 대규모 사업이 이루어지지 못하고 있다. 이러한 흐름에 따라 최근에는 유럽을 중심으로 친환경 소수력 발전으로 회전 나선형 아르키메데스 수차를 활용한 소수력 발전의 적용이 이루어지고 있으며, 특히 2000년대 이후 독일을 중심으로 활발히 개발되고 있다. 또한 휴대용 초소수력 발전은 새로운 산업분야로 민간용 초소수력 발전기의 개발 및 판매가 국내외에서 증가하고 있으며, 우리나라에서도 자연 하천 환경에 활용 가능한 초소수력 발전의 필요성이 꾸준히 제기되고 있다. 본 연구에서는 저유량 및 저낙차에 적용 가능한 '초소형 회전 나선형 아르키메데스 수차', 초소형 발전에 적합한 '발전기 및 발전시스템', 자연환경을 훼손하지 않는 친환경 '유도수로'로 구성되어, 원하는 하천이나 수로 등에 손쉽게 설치 가능한 초소형 소수력 발전시스템을 개발하였다. 회전 나선형 아르키메데스 수차는 3D프린터로 제작한 후, 강화 코팅제를 도포하여 내구성을 확보하였다. 상용 AC발전기, 소형 발전기용 '발전기 및 발전시스템'을 적용하고, 콘트롤 보드를 맞춤형으로 제작하여 경제성을 확보하였다. 이러한 발전 시스템은 개발 테스트 중에 있으며 향후 방류수로, 하수구 등 현장 적용을 준비 중에 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2009.11a
• /
• pp.571-571
• /
• 2009

지열은 날씨와 기온 등에 영향을 받지 않고 연중 가동할 수 있어 기저부하를 담담할 수 있는 유일한 신재생에너지 자원이므로 이에 대한 기술개발이 시급하다. 우리나라는 비화산지대이며 지중 온도가 가장 높은 지역의 5km에서 약 $170^{\circ}C$ 내외이므로 외국에 비해 지온경사도가 크지 않은 편이다. 그리고 3km 이상에서는 지하대수층이 거의 존재하지 않기 때문에 지열발전을 위해서는 EGS 기법을 도입할 수 밖에 없는 실정이다. 그리고 지열수를 확보할 수 있는 온도범위가 약 $100{\sim}150^{\circ}C$ 정도이므로 이에 적합한 지열발전 플랜트를 선정할 필요가 있다. 일반적으로 지열발전에 적용되는 플랜트는 건증기 지열발전, 플래쉬증기 지열발전, 바이너리 사이클 지열발전으로 분류할 수가 있으나 국내 여건에 맞는 방식으로서 바이너리 사이클 발전으로서 ORC 플랜트 또는 Kalina 사이클 플랜트가 적합하므로 이에 대한 기술 개발이 적극적으로 이루어져야 한다. 따라서 국내 지열발전의 기술개발에 있어서 핵심요소는 심부천공 및 EGS를 위한 인공파쇄기술과 지상 플랜트로서 저온지열 발전 플랜트의 기술확보가 필요한 실정이다. 이와 같은 기술개발이 완성되면 발전 뿐만아니라 집단지역난방, 온실 및 양어장 등에도 열공급이 가능한 열병합발전이 가능하게 될 것이다. 또한, EGS 기술로서 상업적 성공을 이룬 것은 세계적으로 2~3개 사례에 불과한 신기술로서, EGS 기술의 국내 조기 실현으로 기술 선점 및 해외 수출을 모색할 필요가 있다. 그리고 심부 지열자원은 국내 어디에나 부존하는 ubiquitous 자원이며 이산화탄소 배출이 전무한 청정 국산 에너지 자원이나, 이의 개발에는 높은 초기 투자비와 risk를 요하므로 민간 업체의 투자가 제약을 받는다. 따라서 정부의 적극적인 지원하에 산.학.연 중심으로 시범보급이 우선 이루어진 후 민간의 자발적 투자를 통한 지열 개발을 유도할 필요가 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2010.06a
• /
• pp.208.1-208.1
• /
• 2010

일일 50톤 처리용량의 도시고형폐기물소각설비의 폐열 보일러에서 생산되는 4.0~6.5 bar의 저압증기를 이용하여 전력을 생산하는 축류식 MSTG설비에 있어서 공급증기압력, 입출구의 압력차이에 의한 발전효율을 비교하고, 저압의 증기의 균질화를 위한 기술분리, 정압유지설비 및 증기터빈의 본체의 기수분리된 증기의 응축효율을 증기공급율, 발전효율별로 비교분석하였다. 공급되는 증기의 압력, 증기터빈의 입출구 압력 차이가 높아짐에 따라, 증기의 응축효율이 증가를 하였으며, 배출되는 증기량에 따른 발전효율의 증가는 없었다. 따라서, 가변적으로 변하는 저압의 증기를 기수분리 및 정압을 유지하여도 증기질의 변동이 없으며 그에 따른 증기의 엔탈피 변화가 없으므로 발전 효율의 향상을 기대하기는 어려웠다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2011.05a
• /
• pp.163.1-163.1
• /
• 2011

세계는 지금 지구 온난화 및 화석연료의 고갈로 인해 대체 에너지 자원의 확보문제가 급속히 대두되고 있다. 이에 조류발전은 오염이 발생하지 않는 친환경 에너지원으로서, 날씨나 계절에 상관없이 항상 발전할 수 있는 신뢰성 있는 에너지이며, 높은 밀도를 가지는 작동유체가 수차에 미치는 영향 또한 크므로 지속적으로 예측이 가능한 장점을 가지고 있다. 이러한 조류에너지는 실 해역에 적용하기 위해서는 전격유효 전력이 생산 가능한 지리적 요인에 대한 고찰과 더불어 조류발전 터빈의 개념설계가 고려되어야 한다. 본 연구는 다양한 설치 공간을 형성할 수 있으며, 장, 단점이 보완될 수 있는 조류발전 터빈의 개념설계 연구 단계로서, 내부 유동 특성을 고려하여 입구를 설계하였으며, 일정한 속도로 유입되는 유량을 노즐의 장착을 통해 에너지 밀도를 높일 수 있게 된다. 이러한 개념형상 설계로 추가 작동이나, 장치의 사용 없이 양방향 발전이 가능해 진다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2015.07a
• /
• pp.167-168
• /
• 2015

신재생 에너지에 대한 관심이 계속 증가하고 있고, 국가적으로도 신재생 에너지의 비율을 점차 늘려나가는 것을 목표로 하고 있다. 특히 풍력발전은 컨버터를 이용한 대규모 계통접속이 가능하여 유럽을 중심으로 빠르게 발전하고 있다. 국내에서는 제주 지역이 상대적으로 양호한 바람의 조건으로 풍력발전의 비중을 늘릴 수 있는 최적의 장소이다. 하지만 대규모 풍력발전단지의 계통연계 시 무효전력의 변화에 따른 전압불안정이 발생할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 제주지역의 대규모 풍력발전단지 계통연계 시, 무효전력의 변화를 관찰한다. 또한 대규모 풍력발전의 계통연계에 따른 전압안정을 위해 무효전력 예비력을 산정한다.

• Journal of Energy Engineering
• /
• v.10 no.1
• /
• pp.10-16
• /
• 2001

고대로부터 바람에너지는 단순한 기계적 에너지로 또는 지하로부터 물을 끌어올리거나 곡식을 정제하는데 사용되곤 하였다. 그러나 현대에 와서 풍력발전시스템은 신재생에너지원 가운데 가장 유망하고 비용이 저렴한 에너지로 각광받고 있다. 1992년에 시작된 제주도 풍력발전 시범 사업은 신재생에너지의 개발을 위하여 한국에너지기술연구소(KIER)와 산업자원부(MOCIE), 그리고 정부주도하에 계획되고 추진되는 사업이다. 이 시범사업자의 가장 중요한 목적은 한국에서 풍력발전의 타당성을 검증하고 결과적으로 운전기술을 발전시키며, 또한 성능을 분석하여서 국내에서의 기술확산을 위해 기술적인 문제점과 신뢰성을 분석하는데 있다. 이와 같은 연구를 통해 이미 제주도 월령에 설치되어 있는 중형 풍력발전 시스템의 운전기술을 향상시키고 나아가 국내 풍력발전 시스템의 보급과 활성화에 기여할 것으로 기대한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
• /
• 2010.10a
• /
• pp.62-64
• /
• 2010

본 연구에서는 온실가스 감축과 자원절약형 항만운영을 위해서는 항만에서의 탄소 저감 물류활동과 더불어 신재생에너지원을 활용하여 화석연료 등의 소비를 최소화 할 수 있는 친환경 에너지 활용 체계 구축이 필요함에 따라 자립형 항만구축을 위한 항만도입 가능한 신재생에너지원을 대상으로 발전 잠재력을 분석하고 반영을 통해 우리나라 항만의 친환경 신재생에너지의 도입방안 및 에너지 자립화율등의 효과를 조사 하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2010.11a
• /
• pp.47.1-47.1
• /
• 2010

태양전지는 태양광을 직접 전기로 변환하는 소자로서, 무공해 신재생 에너지로 각광받고 있다. 이러한 태양전지의 상용화를 위하여 발전효율과 경제성을 높이기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 특히 도심형 건물의 외장재를 태양전지로 활용하는 건물통합형 태양광 발전 (BIPV : building integrated photovoltaics)등에 대한 연구가 활발하다. 따라서, 본 조사 연구에서는 태양전지 기판소재의 요구특성을 조사하고, BIPV용으로 적용 가능한 유연한 금속기판의 개발을 위한 기술적 방법을 제시하고자 하였다. 현재 태양전지의 기판은 비정질 혹은 결정질 실리콘 기판과 라임유리 기판이 주로 사용되고 있으며, 특수용도로 고가의 폴리이미드 고분자 필름이 사용되고 있다. 그러나 BIPV의 다양한 응용을 위해서는 저가의 유연한 기판이 절실히 요구되고 있다. 스테인레스 금속박판은 인성 및 강도가 우수하고, 유연하여 다양한 형태로 가공이 가능하며, 가격이 저렴하고, 다양한 표면개질기술이 적용될 수 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2011.05a
• /
• pp.208.2-208.2
• /
• 2011

기존의 수력발전방식은 물의 위치에너지를 이용하므로 적합한 입지가 제한된다. 그러나 수류에너지를 이용한 발전방식은 기존의 수력발전과는 달리 물의 운동에너지를 이용하기 때문에 입지에 제한이 적으며, 물은 밀도가 크기 때문에 작은 유속으로도 많은 에너지를 생산할 수 있고,댐을 필요로 하지 않으므로 하천생태계 및 환경에 영향을 주지 않는 장점이 있다. 따라서 하천 뿐 아니라 기존 물관련시설의 미활용 방류수를 이용할 수 있으므로 수력잠재량이 매우 크다. 본 연구에서는 다목적댐 방수로의 수류에너지 잠재량 산정을 위하여 유역면적이 $2,285km^2$ 이고 연평균 방류량이 약 $29,389m^3/s$ 인 남강댐을 선정하였다. 분석결과 남강 다목적댐의 방수로를 이용한 수류에너지 잠재량은 연간 약 639,685.35kWh로 산정되었다. 향후 하천생태계와 환경에 영향을 주지않는 재생에너지원으로서의 수류에너지 이용은 미활용에너지의 적극 활용 측면과 미래전력 수요에 대한 중요한 원천으로써 재고되어야 할 것이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2011.05a
• /
• pp.163.2-163.2
• /
• 2011

Due to global warming, the need to secure an alternative resource has become more important nationally. Due to the high tidal range of up to 9.7m on the west coast of Korea, numerous tidal current projects are being planned and constructed. To extract a significant quantity of power, a tidal current farm with a multi-arrangement is necessary in the ocean. The rotor, which initially converts the energy, is a very important component because it affects the efficiency of the entire system, and its performance is determined by various design variables. The power generation is strongly dependent on the size of the rotor and the incoming flow velocity. However, the interactions between devices also contribute significantly to the total power capacity. Therefore, rotor performance considering the interaction problems needs to be investigated for generating maximum power in a specific field. This paper documents the characteristics of wake induced by horizontal axis tidal current power turbine.