• 에너지공학
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• 제25권2호
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• pp.94-100
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• 2016

에너지저장장치(ESS)는 전력수급 불균형 해소, 신재생에너지의 출력안정, 주파수 조정용 등 전력공급 안정성 향상 및 효율적 전기에너지사용 등에 기여하는 중요자원으로, 전세계적으로 '23년까지 '14년 설치용량의 약 30배가 증가한 55.9GWh의 보급이 전망되고 있다. 이와 같이 급증하는 세계시장에서 국내 ESS 업계의 경쟁력 확보를 위해서는 자국내 설치실적(Track Record) 확보가 필요한데, 우리나라는 주파수 조정용(FR용(用))과 그간 지속되어 왔던 전력수급 불균형 상황에 대비하기 위한 부하이동용 중심으로 ESS를 보급하여 왔다. 하지만, 주파수 조정용의 경우 통상적으로 화력발전소 정격용량의 약 5% 범위에서 설치효용이 발생하는 것으로 평가되고 있어, 화력발전이 비약적으로 증가하지 않는 한 국내 시장의 확장성이 부족하다고 할 수 있으며, 여유로운 예비력 확보정책에 따라 부하이동용에 대해서도 보급필요성이 저하되고 있는 바, 새로운 방식의 보급확대 대상이 필요하다고 할 수 있다. 유망한 신규보급대상은 간헐적 출력의 약점은 있으나, 신기후체제 대응과 산업육성을 위해 지속적으로 추진예정인 신재생에너지와의 연계설치를 통해 신재생에너지의 출력을 안정화 하고, 신재생에너지 발전량의 계통투입시기 조절을 통한 이산화탄소 저감효과를 기대할 수 있는 분야라고 할 수 있다. 본 연구에서는 향후 에너지정책의 최대 화두인 신기후체제 대응을 위한 온실가스 감축수단을 활용할 수 있도록, 태양광 연계형 ESS 충방전모드를 온실가스 저감효과를 고려토록 설계한 후, 투자유도를 위한 REC 가중치 산정방법에 대한 정책대안을 제시하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.135-147
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• 2015

최근 지하공동구(Underground Common Utility Tunnels)는 도시민이 일상생활을 영위하는데 필요한 전기, 통신, 상수도, 도시 가스, 하수도뿐만 아니라 냉난방시설, 진공 집진관, 정보처리케이블 등의 시설물을 2종 이상 공동으로 수용하기 위한 지하시설물로서 국가의 중추기능을 담당하는 시설이지만, 화재 사고시 신속한 대처가 힘들고 각종 케이블 연소시 발생하는 유독가스 및 연기에 의해 공동구 내에 진입하여 진압하기가 힘들다. 따라서 화재발생시 막대한 재산피해 및 통신두절 등 국가의 중추신경이 마비됨은 물론 시민불편사항을 초래하게 된다. 따라서 본 논문은 지금까지 발생 되어온 국내,외 공동구 화재사례에서 화재발생의 주요원인으로 전기공사로 인한 합선 및 가연성케이블에 의한 열화접촉으로 화재가 발생하는 것이 대다수를 차지하고 있음에 착안하여 실제 공동구 모형을 제작하고 화재를 재현함으로서 과학적으로 화재의 성상을 분석하는데 그 목적이 있다. 화재실험은 지하공동구 내에 정온식 감지선형 감지기(Line type fixed temperature detector), 방화문(Fire door), 연결살수설비(Connection deluge set), 및 환기설비를 설치하고, 송 배전케이블은 일정구간 내화(Fireproof)도료로 도장하며, 난방관은 내화 피복된 상태에서 실험하였다. 그 결과 Type II의 경우 최고온도가 $932^{\circ}C$로 측정되었고, 일정한 온도에서 정온식감지선형감지기가 화재위치를 정확하게 수신반에 표시되었다. 그리고 Type III의 경우인 송 배전케이블은 일정구간 내화도료로 도장한 것은 내화성능이 없는 것으로 나타났고, 내화피복(Fireproof covered)된 난방관은 약 30분 정도의 내화성능이 있는 것으로 나타났다. 또한 화재뮬레이션 결과는 실물화재시험시의 화재하중(Fire load)을 입력하여 실시한 결과로서 최고온도가 $943^{\circ}C$로 실물화재실험시의 $932^{\circ}C$와 거의 일치 하였다. 따라서 공동구 화재하중만으로 화재시뮬레이션을 실시하여 화재성상에 대한 예측이 가능한 것으로 판단되며 시뮬레이션으로 얻은 열방출률(Heat release rate), 연기층의 높이, 산소(O2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2)의 농도 등의 결과 값들은 실제 화재실험시의 값으로 적용시킬 수 있는 것으로 판단된다. 향후 본 연구에서 구축한 국내 지하공동구 화재사고에 대한 실험자료 및 매년 지속적으로 화재사례들을 분석하여 축적하고 법 규정 및 관리 메뉴얼 등을 보완함으로써 국내 지하공동구 화재사고에 대한 보다 신뢰성 있는 정보를 제공해 줄 수 있을 것이며, 효과적이고 체계적으로 지하공동구의 신설 및 유지 관리 보수에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국HCI학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.65-73
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• 2017

전력 수요가 증가하고 재생 가능 에너지에 대한 관심이 증폭됨에 따라, 수요를 억제하여 필요한 공급량을 줄일 수 있는 '수요반응' 프로그램에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구는 가정에 스마트미터를 구비한 국내 사용자들을 대상으로 진행된 에너지 수요반응 실증사업에 대한 실증분석으로, 사전심층 인터뷰, 설문 및 기술수용모델 분석을 통하여 가정 전력 사용자들이 수요반응 프로그램을 받아들이는 데 중요한 요인들을 살펴본다. 수요반응의 목표는 피크시간대에 미션이 발령되면 전력사용량을 평소보다 줄이는 것이며, 실험대상은 스마트미터 구입 경로와 에너지를 절감했을 때 보상받는 방식에 따라 2개의 상이한 집단으로 구성되었다. 집단 A는 주로 IoT플랫폼 서비스에 가입하는 과정에서 마케터와의 대화를 통해 전체 서비스 중 하나인 스마트미터 서비스에 함께 가입하는 경로로 수요반응 프로그램에 유입되었고, 보상으로는 통신비 할인을 받았다. 반면 집단 B는 스마트미터를 자발적으로 구매하거나 에너지 자립 마을 지역주민으로서 지자체 지원을 통해 스마트미터를 지원 받아 프로그램에 유입되었고, 미션 성공에 대한 보상은 사회적 기부를 통해 이루어졌다. 분석 결과 집단 A는 인지된 용이성과 인지된 유용성 외에 인지된 유희성도 포함된 확장된 기술수용모델이 적합함을 알 수 있었고,집단 B는 모델의 적합도가 떨어지기는 하지만 집단 A에 비해 인지된 유용성에 대한 중요도가 높음을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과는 집단 특성에 따른 프로그램 설계방향을 제시하여 향후 수요반응 프로그램을 효과적으로 운영하는 데에 도움을 줄 것으로 보인다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권6호
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• pp.397-402
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• 2016

원자력 발전소와 화력 발전소에서는 양질의 전기를 생산하기 위해서는 발전기에 연결된 고압 및 저압 증기터빈에 최적량의 증기를 공급하여야 한다. 터빈에 증기를 공급하거나 차단하는 특수한 밸브인 터빈출력제어장치를 사용하고 있으며, 이 터빈출력제어장치는 유압서보 액추에이터로 구동 된다. 발전소에서는 유압시스템에서 생성되는 기체로 인하여 유압서보 액추에이터의 성능이 저하되거나, 생성된 기체가 압축되면서 발생하는 열로서 씰을 태우고 마모를 증가시켜서 빈번한 고장이 유발된다. 일부 발전소에서는 고정형 오리피스를 사용하여 공기를 배출하고 있지만 많은 유량배출에 따른 동력 손실과 빈번하게 작동되는 펌프, 전기모터 및 밸브 등의 고장을 발생시킨다. 본 연구에서는 기존의 고정형 오리피스와 같이 초기에 많은 량의 공기를 배출하고 정상운전에서는 매우 미세한 유량만 통과 시킬 수 있는 부하 감응형 공기 배출밸브를 모델링하고 해석하여 장착함으로서 유압서보 액추에이터의 제어 정밀성 확보와 기체 압축으로 인한 고장을 방지할 수 있게 하였다.

• 환경정책연구
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• 제11권4호
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• pp.85-105
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• 2012

국내 공공하수처리시설의 운영적 측면의 에너지 절감을 위한 방안을 모색하기 위해 에너지 효율성을 평가하였다. 하수처리시설의 에너지 사용에 영향을 미치는 변수를 통계적(유의수준 5%)으로 분석한 결과 유입하수량, 유입 COD, 유입 BOD, 고도처리비율, 유입 TN, 유입 TP, 실제 처리용량/설계용량 비율(가동률)로 나타나 국내 하수처리시설의 에너지 사용은 주로 하수 유입수의 성상 및 하수처리시설 가동률에 영향을 받는 것으로 분석되었다. 또한 회귀분석결과, 에너지 효율성이 평균(50 백분위수) 이상인 하수처리장 비율을 공법별로 살펴보면, A2O 공법을 적용하고 있는 하수처리시설이 상대적으로 에너지 효율성이 높게 운영된 것으로 평가되었으며 반면에 고도처리 공법에서는 분리막 고도처리, 2차 처리공법에서는 접촉산화법을 적용하고 있는 하수처리시설의 에너지 효율성 개선 노력이 상대적으로 더 많이 요구되는 것으로 나타났다. 그러나 보다 정확한 하수처리시설의 에너지 소비산정 및 분석을 위해서는 처리시설의 에너지 사용 모니터링 시스템 구축 및 에너지 소비시설의 정확한 DB 구축이 시급한 실정이다. 특히, 기존 하수도 통계자료에 i) 중계펌프 사용 전력량, ii) 단위공정별 전력량, iii) 처리수 장거리 방류시 펌프 전력사용량, iv) 대체에너지 생산량 및 활용현황 등에 대한 정확한 자료가 보완되어야 한다. 기초자료가 제대로 구축될 경우 유사한 하수처리시설의 에너지 소비 형태에 대해 구체적으로 비교 분석이 가능하며 분석결과를 활용하여 벤치마킹을 통한 각 하수처리장들의 특성에 따른 맞춤형 에너지 절감 방안이 수립될 수 있을 것이다.

• 대한전자공학회논문지TE
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• 제42권1호
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• pp.29-34
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• 2005

권선형 유도전동기는 기동시에 충분히 큰 저항을 외부에서 삽입하여 기동전류를 작게하는 동시에 기동토크를 크게 할 수 있다. 또한, 유도전동기의 각 기동방식중에서 가장 우수한 시동특성을 가지고 있으며 크레인, 시멘트공장 등 중부하 시동이 요구되는 경우 널리 사용되고 있다. 권선형 유도전동기 드라이브 시스템의 전류, 토크, 위치 및 속도 등의 제어를 위하여 일반적으로 산업현장에서는 PI 제어기가 많이 적용되고 있다. 그러나 이러한 시스템은 센서 부착시 여러가지 환경적 제약으로 인한 전체시스템의 성능 저하를 가져올 수 있어 이를 개선하기 위한 센서리스 벡터제어가 활발히 연구되고 있다. 본 논문은 권선형 유도전동기의 센서리스 벡터제어를 위해 MRAS 기법을 적용하였고, 기존 MRAS에 의한 유도전동기 속도 센서리스 제어시 발생하는 저항 값의 변화에 따른 저속 영역에서의 속도 특성 악영향을 개선키 위해 권선형 유도전동기의 고정자 저항과 회전자 저항 값을 추정하는 제어 알고리즘을 추가하여 시스템의 동특성 개선을 시도하였다. 제안된 기법의 타당성 및 유효성을 컴퓨터 시뮬레이션으로 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제21권1호
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• pp.11-19
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• 2011

지열에너지는 여러 신재생에너지원 중에서도 기저부하를 담당할 수 있는 중요한 자원으로 인식되고 있다. 국내에서도 천부지열을 이용한 지열냉난방은 효율 높은 신재생에너지 활용 사업으로 그 보급이 활성화 되어 있다. 반면, 전세계적으로 지열 발전 기술이 진일보하고, 그 시장이 크게 확대되고 있는 상황에서 아직까지 국내의 심부 지열을 이용한 지열 발전 기술은 낮은 단계에 머무르고 있다. 이러한 조건에서 2010년 12월에 국내 최초의 EGS(Enhanced Geothermal System) 지열 발전 상용화 기술 개발 과제가 착수되었다. 총 5개년의 기간으로 수행되는 이 과제는 2단계로 구분되어 진행될 계획이다. 처음 2년의 1단계에서는 3 km 심도에서 최소 $100^{\circ}C$의 지열저류층 온도를 확인하는 것을 주요 과제 내용으로 하여 지중 지열수 순환시스템의 설계가 이루어질 예정이다. 이후 3년을 통해 수행될 2단계에서는 5 km 심도의 생산정과 주입정 등 두 개의 지열발전정을 설치하고, 수리자극을 통하여 온도 $180^{\circ}C$의 지열저류층에서 유량 40 kg/s 이상의 지열수를 활용하는 MW급 지열발전소를 건립 운영하게 된다. 이 사업을 성공적으로 추진하기 위하여 현재 지질, 수리지질, 지구물리, 암석역학, 플랜트 엔지니어링 등 다양한 분야의 산학연 연구 기관 등이 망라되어 연구진을 구성한 상태이며, 이후 관심있는 여러 기관과 연구자들의 지원과 참여를 기대하고 있다.

• 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.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권6호
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• pp.883-889
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• 2021

대한민국의 낚시산업은 레저활동을 즐기는 인구 증가로 인해 매년 급성장하고 있으며 이에따라 규모가 큰 9-10톤급 낚시어선의 수는 매년 늘어나고 있다. 현재 운항 중인 낚시어선은 낚시 활동 중 유류비 절감과 엔진 발생 소음 저감을 위해 엔진을 정지하고 배터리를 이용하여 선박의 필수장비를 운영하고 있다. 하지만 배터리의 방전으로 인한 엔진 시동불량 등으로 인해 해상에서 표류되는 사고가 매년 꾸준히 발생하고 있으며, 이는 대형 인명사고로 이어질 수 있다. 본 연구에서는 낚시어선의 안전확보를 위해 태양광 보조전원 설치를 제안하고, 9-10톤급 선박을 대상으로 선정하였다. 대상선박의 태양광 발전설비 공간 확보 가능성을 확인하였으며, 태양광 발전설비의 적용을 검증하기 위해 조업 중 필요한 필수 부하량을 계산하고 전력분석프로그램을 통해 태양광 발전시스템을 모델링하였다. 모델링 된 태양광 발전시스템에 우리나라의 월별 수평면 평균 일사량을 적용하여 낚시어선의 태양광 보조발전장치 적용에 관한 타당성을 입증하였다.

• 대한건축학회논문집:계획계
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• 제35권11호
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• pp.25-34
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• 2019

It is important to design windows in a reasonable way considering the performance characteristics of the elements of the window rather than just to increase the thermal energy performance of the window. In this study, the Heat-transfer Coefficient as insulation performance of the windows and together with the grade of the glass's SHGC (Solar Heat Gain Coefficient) were analyzed to relate to the energy efficiency performance of the building by azimuth angle. Based on this basic study, the Heat-transfer Coefficient of windows and the SHGC rating of glass were applied to the unit plan of apartment building, and the Heating and Cooling Demand were analyzed by azimuth angle. Apartment plan types were divided into 2 types of Non-extension and extension of balcony. The designPH analysis data derived from the variant of the Heat-transfer Coefficient and SHGC, were put into PHPP(Passive House Planning Package) to analyze precisely the energy efficiency(Heating and Cooling Demands) of the building by azimuth angle. In addition, assuming the 'ㅁ' shape layout, energy efficiency performance and potential of PV Panel installation also were analyzed by floors and azimuth angle, reflecting the shading effects by surrounding buildings. As the results of the study, the effect of Heat Gain by SHGC was greater than Heat Loss due to the Heat-transfer Coefficient. So it is more effective to increase SHGC to satisfy the same Heating Demand, and increasing SHGC made possible to design windows with low Heat-transfer Coefficient. It was also revealed that the difference in annual Heating and Cooling Demands between the low, mid and high floor households is significantly high. In addition to it, the installation of PV Panel in the form of a shading canopy over the window reduces the Cooling Load while at the same time producing electricity, and also confirmed that absolute thermal energy efficiency could not be maximized without controlling the thermal bridge and ventilation problems as important heat loss factors.