• 에너지공학
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• 제26권4호
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• pp.107-117
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• 2017

2012년 Renewable Portfolio Standard(RPS) 제도가 시행된 이래, 태양광 및 풍력 등의 신재생 전원에 대한 대규모 투자가 이루어져 왔고, 최근에 정부는 배터리 에너지 저장시스템(Battery Energy Storage System, BESS)의 신재생설비 연계설치에 대한 정책을 도입하여 신재생설비가 전원으로서의 역할이 가능하게끔 유도하고 있다. 정책입안자 입장에서 변화하는 전력산업 환경을 수급관점에서 고려하기 위해서는 개별 정책효과 분석을 단순화하는 방법론을 필요로 한다. 이에 본 연구에서는 초기단계로 시작한 태양광발전 연계형 배터리시스템 정책 분석을 위해 국내 태양광 발전 실적을 바탕으로 태양광 발전량 분포를 일간이용률 지속곡선 형태로 제안하였고, 이를 바탕으로 최적 BESS 용량을 산출하는 방식을 통해 분석의 용이성을 향상시킬 수 있도록 하였다. 본 논문의 방식을 통해 System Marginal Price(SMP) 및 REC 변화에 따른 BESS의 적정용량 범위를 간단히 파악할 수 있으며, 신재생정책 입안자 입장에서 정책효과를 가늠할 수 있도록 하는 도구로 이용할 수 있다. 현행 연계형 BESS 지원정책은 투자유인 제공이 부분적으로 가능하나, 설치 시점의 SMP 및 REC 가격에 영향을 받게 된다는 한계가 있다. REC 가격 상승과 감소에 따라서 시기별 최적용량이 바뀌어 설치비율이 계속 달라질 수 있어 정책변화에 의해 기술의 적용이 달라지는 결과를 가져온다. 따라서, 향후 제도개선을 모색할 경우에는 연계형 BESS 가치평가시, 신재생전원과의 BESS의 발전량 분할로 인해 발생하는 정책지원에 대한 기술 의존성을 해결할 수 있는 방안을 고려하는 연구개발이 필요하다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.195-200
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• 2020

화석연료 고갈과 환경오염에 관한 관심이 고조되면서 국내에서 운행되고 있는 철도차량이 디젤 차량에서 전기 차량으로 전환이 확대되면서 진행되고 있다. 전기 차량의 전환의 한 예로 적용되고 있는 태양광발전 시스템은 무한정하고 무공해 하며 대기오염, 소음, 발열, 진동 등과 같은 위해요소들을 발생시키지 않고 에너지 생산이 가능하며, 연료 수송, 발전설비에 대한 유지보수가 거의 필요하지 않은 장점이 있다. 그러나 전력생산량이 지역별 일사량에 의존하고, 약 25㎡/kWp 발전량으로 에너지밀도가 낮아 큰 설치 면적이 필요하며, 설치장소가 제한적인 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 고려하여 철도 분야에서도 연료전지를 적용한 연구들이 많이 증가하고 있다. 특히 연료전지 발전시스템 철도 급전계통 연계방안은 태양광 및 풍력과는 다르게 철도차량에 전력을 공급해주는 급전계통에 연계해야 한다. 따라서 철도차량과 밀접한 관계를 가지는 시스템 토폴로지 (topology)에 따라 연계방식은 크게 달라질 수 있으므로 본 논문에서는 시스템 토폴로지에 따른 연계분석과 관련된 시뮬레이션 모델링을 통한 타당성을 연구하고자 한다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.95-102
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• 2022

신재생에너지 확대를 위한 배전자동화시스템의 안정성 평가를 위한 연구이다. 정부는 재생에너지 3020 이행계획 정책을 통해 2030년까지 신재생에너지를 확대하여 국민의 삶의 질을 높이는 참여형 에너지 체계로 전환할 계획이다. 정부는 2030년까지 재생에너지 발전량 비중을 국내 보급 에너지의 20%로 목표 설정하였다. 신규 설비용량의 95% 이상을 태양광 풍력 등 청정에너지로 설립할 계획이다. 재생에너지 보급 확대로 에너지 신사업과 분산전원 산업이 육성되어 과거의 대규모 전원 개발이 아닌 근거리, 저압, 소규모 발전이 급속히 확대되었다. 이런 수요로 인해 배전 설비 운영의 중요성이 대두 되었고 배전자동화시스템이 필요성 증대되고 있다. 본 논문에서는 배전자동화시스템의 성능 및 기능 평가를 위한 배전시뮬레이터 개발에 대해 다루었고 이와 배전자동화시스템과의 연동시험 결과를 제시한다. 배전계통에 진보된 시스템을 도입하기 위해서는 송변전시스템의 장점을 취해야 한다. 배전시스템에서 DNP3.0프로토콜을 사용하고 송배전시스템에서 IEC61850 프로토콜을 사용한다. 이 두 프로토콜을 배전자동화시스템에서 혼용하여 사용시 제어, 모니터링 등의 운영에 대한 기능과 성능을 충족한다는 결론을 보였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.29-33
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• 2016

청정에너지 발전설비의 요구가 늘면서 태양광, 풍력, 연료 전지 등의 분산전원 개발이 급속도로 증가하고 있다. 반면에 이러한 증가로 인하여 배전시스템은 복잡해지고 있으며 무효전력으로 인한 역률 저감, 불평형 부하에 의한 불평형 전류 등의 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 본 논문에서는 태양광용 3상 4선 타입의 전력변환장치에 무효전력, 불평형 전류를 보상하는 알고리즘을 적용하였다. 제안한 태양광 전력변환장치는 기본 출력동작 뿐만 아니라 계통 전력 품질의 저해요소들에 대해서 보상이 가능하며 PSCAD/EMTDC를 이용한 시뮬레이션을 통하여 그 성능을 검증하였다.

• 전기학회논문지P
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• 제65권3호
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• pp.165-170
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• 2016

Due to environmental issues such as global warming, the reduction of greenhouse gas emissions has become an inevitable measure to be taken. Among others, the building sector accounts for 50% of total carbon dioxide emissions, which is significantly high. Therefore, in order to reduce carbon dioxide emissions of the buildings, improving the energy efficiency by utilizing wind power among renewable energy sources is recommended. In case of buildings in the planning stage, it is possible to take the load of wind power generation systems into consideration when determining installed capacity. Already completed buildings, however, should be connected to small wind electric systems according to the live loads of the buildings based on the architectural design criteria. In order to connect to a building that has already been completed, it is necessary to consider the load of the small wind electric system as well as the live load of building. In addition, we need to generate the maximum electricity possible by determining the maximum installed capacity in a small area. In this paper, we propose the method for determining maximum capacity for building integrated small wind electric systems, which takes into account the considerations associated with connecting small wind electric systems to completed buildings. This can be developed into a system linked to solar power, which makes it possible to improve the energy independence of the building. In addition, carbon dioxide reduction by improving energy efficiency is expected.

• 문화기술의 융합
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• 제10권1호
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• pp.363-368
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• 2024

선박, 해양구조물 또는 해상풍력 발전설비 하부구조와 같이 해양환경에서 사용되는 강구조물은 부식이 쉽게 발생한다. 본 연구에서는 실험을 통하여 희생전극으로 많이 사용되는 아연전극의 방식전위와 동등한 -1050mV vs. SCE에서 환경하중에 기인하는 부식피로균열 진전특성에 대하여 고찰하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 -1050mV vs. SCE의 음극방식이 해수환경중의 피로균열 진전에 미치는 영향에 대해 합성해수중에서 파랑주기를 고려하여 실험적 고찰을 실시하였다. 음극방식에 의한 방식법은 부식을 차단하지만 과도한 방식은 화학반응에 의하여 수소를 발생시키며, 또한 석회질퇴적물을 발생시킨다. 피로균열진전율은 실험초기에는 해수부식환경하에서의 진전율보다 빠른구간이 나타났다. 그리고 균열길이가 증가하여 응력확대계수 K가 커질수록 균열의 진전율은 해수중의 피로균열진전율보다 느려지는 현상이 나타났다. 그러나 대기중의 균열진전속도보다는 항상 빠른 진전속도를 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.158-166
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• 2018

도시재개발과 달리 도시재생은 개발대상지에 대해 보완이 아닌 보존, 복원, 관리를 통해 해결하는 과정이다. 특히 생태기반형 도시재생이란 생태환경을 고려한 지역의 삶의 질 개선, 안정적 정주 공간 구축, 그리고 지역 경제활성화를 위한 시도이다. 본 연구의 목적은 생태기반형 도시재생의 이론적 개념을 정리하고 성공적인 평가를 받고 있는 해외 선진 사례를 분석하여 국내 기성시가지의 물리 환경적 재생과 함께 사회 경제적 재생의 방향성을 제안하고자 한다. 본 연구를 통해 도출한 결과는 첫째, 교통정체를 해소하고 미세먼지를 감소시키는 자전거에 대한 중요성과 지속가능한 통근체계를 고려하여 대중교통 노선인 버스, 지하철 등에 대한 연계방안의 필요성을 도출하였다. 둘째, 기존의 자연환경의 맥락을 유지하면서 다양한 규모의 공원 및 수변산책로에 대한 계획과 전기자동차 도입 및 풍력발전시스템 등 자연요소의 활용의 중요성을 발견하였다. 셋째, 에너지효율성을 제고하는 도시재생을 실행하기 위해서 건물 배치 및 밀도 등 건축계획적 측면과 대체에너지 이용, 폐기물 관리 등의 건축설비적 측면에 대한 고려가 필요하였다. 넷째, 시민들이 쉽게 접근할 수 있도록 교육과 연구가 필요하며, 재생 과정에서 시민들에게 적극적인 홍보와 참여관찰 등 민관 파트너쉽이 요구되었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.65-71
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• 2019

기존의 대지저항률과 접지저항 현장 측정 방식은 일정한 간격의 측정전극을 설치하여 전류를 인가하여 대지의 저항값에 따른 전압강하를 측정하게 되는데 현장 대지의 층상 구조가 특이성을 갖게 되면 역산 시 경계 조건의 오차를 발생하게 되고 접지 설계 시 중요한 대지저항률 분석이 시뮬레이션 상과 많은 차이를 보이게 된다. 본 연구는 정보통신 융합환경에서 아두이노 모듈과 스마트 접지 측정 기술를 활용하여 대지의 층상이 특이성을 갖는 구조라도 신뢰할 수 있는 스마트 대지 저항 측정장치를 개발하여 대지저항을 분석하고 데이터를 축적하여 대지의 경년변화를 예측한다. 현장의 지형적인 특성을 고려하여 접지저항과 대지저항 측정 시 각도와 거리를 정확하게 위치시켜 보조전극을 설치할 수 있는 접지저항 측정장치 및 측정방법을 제안한다. 정확한 접지저항 값을 선정할 수 있게 하기 위해 설치된 전극을 통해 접지저항 값뿐만 아니라, 대지저항률을 취득할 수 있어 유사지역에 전기시설물 설치 시에 유용한 자료로 활용할 수 있다. 또한 신뢰성 높은 데이터를 활용하고 현장의 대지구조를 분석하여 공사비용 뿐 아니라 접지설계에서 중요한 비중을 차지하는 대지에 대한 정밀한 분석으로 전위상승 등의 접지설비설계에서 많은 활용이 기대된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.154-154
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• 2011

화석연료의 가격 및 공급의 불안정과 온실가스감축 국제 규제 강화 등에 대한 대안으로 여기는 신 재생에너지는 높은 초기 투자 부담으로 인하여 관련기술의 연구개발과 보급정책 등 전과정에 걸친 정책 지원체계가 필요하다. 본 연구에서는 지열에너지를 이용하는 지열냉난방기술에 중점을 두고 이에 대한 중장기 정책 포트폴리오 작성을 위한 기술 및 정책적 접근방안을 제시하고자한다. 지열에너지의 가장 큰 특징은 기후 등에 영향을 크게 부하가 변하는 태양광, 풍력 등과 달리 일정한 부하를 유지함으로써 안정적인 에너지공급이 가능하다는 것이다. 또, 품질 측면에서도 화석연료를 이용한 기존의 연료보다 쾌적한 환경을 조성하여 고급에너지로 평가받고 있다. 반면, 설비를 갖추기 위한 천공, 히트펌프 설치 등에 큰 비용이 든다는 단점을 가지고 있다. 현재 히트펌프 제작기술은 국산화를 완료한 상태로 사실상 기술개발에 의한 큰 폭의 원가절감은 기대하기 힘든 상황이다. 하지만, 유사분야인 시스템 에어컨이 표준화 및 대량생산을 통한 시장 보급 확대로 보급단가가 하락한 것을 고려해 볼 때 이를 통한 가격하락은 어느 정도 기대해 볼 수 있을 것으로 생각된다. 에너지 외적인 측면에서 볼 때도 지열에너지의 공급은 상당한 의미를 갖는다. 건물 냉 난방용 이외에 다양한 용도의 개발을 통해 비닐하우스나 온실 등에 지열에너지를 이용할 경우 정부차원에서 농어촌에 대한 지원이 가능하다. 또, 기존의 에너지원을 조달하는데 어려움이 있는 산간, 도서지방에서는 도시지역보다 투자대비 큰 효과를 볼 수 있어 지역간 에너지 불균형 해도에도 도움이 될 수 있다. 이와같은 지열에너지의 특성에 따라 향후 발전방향을 정리해 보았다. 핵심기술인 지열 히트펌프의 산업구조와 시장 보급 확대를 통한 가격하락을 기대한다. 지역개발 및 고립지역에서 타 신 재생에너지와 함께 독립적인 전력, 냉난방 등의 완전 에너지 공급시스템을 갖출 수 있다. 또한 특수 작물 등의 고급 농수산물 생산등의 용도개발을 통해 지열에너지 공급역량을 성장시킬 수 있을 것이다. 이와 함께 중장기 비젼을 제시하기 위해 추진되어야 할 연구과제로는 시장 보급 확대에 따른 가격경쟁력 도달 가능성에 대한 연구를 통해 산업육성 방안 마련, 타 신 재생에너지기술과 복합 설치에 의한 시너지 효과 및 이에따른 초기 투자비 증가에 대한 대책, 보급 잠재량 조사, 지열시스템의 자금 조달 및 관련 정책 검토 등이 있을 수 있다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.684-693
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• 2021

연구목적: 아두이노를 이용하여 실시간 대지저항 데이터를 취득할 수 있는 스마트 대지저항 측정장치를 개발하여 낙뢰 등 이상전압으로부터 안전한 설비환경을 구축하는것에 목적이 있다. 연구방법: 본 논문은 아두이노와 전력선 통신(PLC) 체계를 갖춘 대지저항 취득 및 분석 시스템을 개발하여 설계모델과 적용사례를 연구하였다. 경남지역의 풍력발전 단지 내 일부 부지를 테스트 베드로 선정하여 신기술을 적용한 실시간 대지저항 데이터를 취득하였다. 전극배열은 웨너(Wenner) 4전극배열과 슐렘버거(Schlumberger) 전극배열을 혼용한 스마트 전극배열을 채택하였다. 연구결과: 본 기술의 특징은 첫 번째로 스마트 다 전극의 깊이를 각기 다르게 편성해 층간에 특이성을 가지는 지층 구조에도 취득 데이터의 오차범위를 축소하였다. 두 번째로 스마트 접지전극에서 취득한 대지저항 데이터의 정보를 사물인터넷으로 실시간 송·수신이 가능하도록 IT융합 기술을 적용하였다. 마지막으로 규칙적인 관리 체계를 구축하고 Server에 축적된 빅 데이터를 분석하여 다양한 요소들의 변화추이를 확인할 수 있으며, IT융합 환경에 최적의 접지 알고리즘과 접지시스템 설계 모델링이 가능하다. 결론: 본 기술은 4차 산업 시대에 근간이 되는 도시 기반시설에 낙뢰로 인한 서지(Surge)의 피해를 줄이고 최적화된 접지시스템 모델을 설계하여 사용자의 안전과 생명을 보호 할 것이다. 또한 순수 국산 기술력의 지적재산권을 확보하여 포스트 코로나 시대에 팬데믹으로 정체되어있는 우리산업의 일자리 창출과 활기를 불어넣는 효과도 기대된다.