계통연계형 마이크로그리드단지에 설치된 에너지관리장치의 최적화에 관한 연구

이재욱 경상대학교 융합과학기술대학원 2019 국내석사

현대 인류의 생활수준과 삶의 질이 비약적으로 향상되었지만 최근 지구온난화와 더불어 미세먼지에 대한 이슈가 세계적인 문제점으로 대두되고 있다. 이러한 문제점의 주요 원인중 하나로 화석연료를 에너지원으로 하는 발전설비의 급격한 증가를 제시되고 있으며, 전 세계적으로 원인해소를 위한 대안으로 신재생에너지 발전설비 증대를 주요 정책으로 채택하고 있다. 이러한 추세에 따라 대용량 발전설비의 비중은 줄이고 분산전원형태의 신재생에너지 발전설비의 연계기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 논문에서는 높은 비율의 신재생에너지 공급이 가능한 마이크로그리드에서 태양광 및 풍력 등 신재생에너지 발전설비의 전력공급 불확실성에 따른 문제점을 최소화하고, 안정적인 전력공급을 위한 에너지관리시스템(EMS)의 최적화를 진행하였다. 신재생에너지의 공급 비율이 높을 경우에는 에너지저장장치(ESS)에 전력을 저장하고, 공급 비율이 낮을 경우에 에너지저장장치와 연계 계통(한전공급 전력)으로 전력을 공급하기 위해 태양광 및 풍력 발전설비의 전력공급 패턴을 분석하였다. 그리고 마이크로그리드에서 에너지관리시스템의 최적화를 통해 복합시스템(전력생산/소비/저장)에서 신재생에너지의 효율적인 활용과 안정적인 전력공급의 가능성을 확인하였다.

地熱 및 太陽熱에너지 熱 竝合 시스템 構成에 관한 硏究

박민수 경상대학교 융합과학기술대학원 2019 국내석사

우리나라의 신재생에너지 정책에 의거 공공기관 건물의 경우 신재생에너지 공급의무화 비율에 따라 2020년에는 30%까지 확대 적용해야 한다. 따라서 정부의 신재생에너지 정책방향에 부응하고 이산화탄소 배출을 줄이기 위해서는 신재생에너지 활용방안을 적극적이고 집중적으로 기술 연구를 해야 할 것이다 본 연구에서는 냉난방용 화석연료를 줄이고 재생에너지 활용 다원화를 하기 위해 재생에너지를 활용중인 실증모델 건물의 지열히트펌프 시스템 실제운전 데이터 분석을 통해 지중열교환기의 열교환 성능을 분석해보고 신재생에너지와 병행하여 사용하고 있는 열 공급시스템 설비를 태양열에너지 시스템과의 병합으로 대체할경우 설비규모 및 경제성 연구를 통해 신재생에너지 활용방안을 제시하고자 한다

전력수급계획 변경에 따른 온실가스 감축 목표 달성과 경제적 효과 분석에 관한 연구

조헌일 경상국립대학교 융합과학기술대학원 2023 국내석사

본 연구는 한국의 전력 시스템 내 다양한 에너지원의 기후변화를 위한 온실가스 배출량 감축에 대한 기여를 분석하는 것을 목표로 한다. 기후변화에 대한 우려가 커짐에 따라, 에너지 부문에서 온실가스 배출을 완화하기 위한 가장 효과적인 전략을 식별하는 것이 중요하다. 이 분석은 태양광과 풍력 등 재생에너지원의 역할뿐만 아니라 화석 연료 기반 발전으로 인한 배출 저감에 대한 과제에도 초점을 맞추고 있다. 이 연구는 전력 시스템의 현재 상황을 분석하고, 보다 지속 가능한 에너지 혼합물로의 전환의 잠재적인 경제적 및 환경적 이점을 평가한다. 다양한 에너지원의 기여와 한계를 밝힘으로써, 이 연구는 한국의 더욱 환경 친화적이고 지속 가능한 전력 시스템 달성을 위한 의사 결정 과정에서 정책 결정자 및 이해 관계자에게 정보를 제공하고자 한다. This study aims to analyze the contribution of different energy sources in South Korea's power system to the reduction of greenhouse gas emissions. With the growing concern over climate change, it is essential to identify the most effective strategies for mitigating greenhouse gas emissions in the energy sector. The analysis focuses on the role of renewable energy sources, such as solar and wind power, as well as the challenges associated with reducing emissions from fossil fuel-based power generation. The study examines the current status of the power system and evaluates the potential economic and environmental benefits of transitioning to a more sustainable energy mix. By providing insights into the contributions and limitations of various energy sources, this research aims to inform policymakers and stakeholders in their decision-making processes towards achieving a greener and more sustainable power system in South Korea.

기후위기시대 에너지복지 정책 연구

강진희 세종대학교 대학원 2023 국내박사

정부는 2007년을 에너지복지 원년으로 선포하고, 에너지 빈곤층 해소를 목표로 하는‘에너지복지 헌장’을 채택했다. 에너지 빈곤과 에너지 빈곤층 선정기준을 마련해 에너지복지 사각지대를 해소하고, 기본권으로서의 최저 에너지 사용 기준을 정립하겠다는 녹색성장 5개년 계획도 발표했다. 2015년 에너지바우처 제도를 도입하고, 에너지효율 개선사업도 지원 규모와 범위를 확대하는 등 에너지복지 내실화와 전담기관 기능조정, 민간 참여 등으로 지원체계도 효율화하겠다고 밝혔다. 겨울철 난방비는 물론, 폭염으로 어려움을 겪고 있는 취약계층을 위해, 저소득층 주거 환경에 적합한 에너지 절감형 냉방기기도 지원하고 있다. 인간생활을 영위하는 데 있어 필수재인 에너지복지의 필요성이, 사회적 공감대를 이루면서 본격적으로 시작된 국내 에너지복지 정책은, 20년 가까운 기간 동안 예산이나 규모 면에서 지속적으로 확대되어왔다. 본 연구는 여름철 폭염이 일상화되고 혹한도 길어지고 있는 기후위기 시대에, 국내에서 시행되고 있는 에너지복지 정책 및 제도의 발전방안을 도출하고자 하였다. 에너지복지 정책의 우선순위를 파악하기 위하여, 정부와 공공기관, 연구기관, 복지기관, 시민단체에서 에너지복지 업무를 담당하거나 연구한 전문가들을 대상으로, 계층화분석(AHP) 조사와 심층면담을 진행하였다. AHP 분석으로 5개 정책영역과 15개의 하위 소분류 정책의 상대적 우선순위와 중요도를 파악한 결과, ‘에너지복지 지원대상’,‘에너지복지 재원확보’,‘에너지복지 지속가능성’,‘에너지복지 전달체계’,‘에너지복지 제공범위’순으로 나타났다. ‘에너지복지 지원대상’ 정책영역 중 에너지 빈곤과 빈곤계층에 대한 기준을 정립하여 적절한 지원대상을 파악하기 위한, ‘에너지 빈곤과 빈곤층 명확화’는 15개 항목 중 가장 중요도가 높은 것으로 파악하였다. 이어서 2순위로는 에너지복지 재원확보와 관련한‘정부의 에너지복지 예산 확대’였고, 에너지복지 지속가능성 정책영역의‘에너지효율 개선사업 확대’가 우선순위 세 번째였다. 에너지복지 전달체계에 있어서는 ‘에너지복지 사업 주체별 역할 정립’이 가장 중요한 것으로 나타났다. 에너지복지 제공범위에 있어서는‘법적 근거 강화와 입법화’가 우선순위가 높았다. 전문가 심층면담 결과, 최근 난방비 폭탄 상황으로 에너지 지원대상과 금액을 놓고 발생하는 혼선과 관련하여, 에너지 빈곤과 빈곤층에 대한 일관되고 합의된 개념 정립과 적용이 중요하다는 목소리가 높았다. 에너지복지 재원을 확보하기 위해서는, 우선 정부의 예산 집행이 중요하지만, 민간 차원의 기금 조성, 기업의 ESG 경영이나 RE100 등과 연계한 재원 마련도 필요하다고 제안하였다. 저소득층의 주거 에너지효율 개선사업은, 에너지 빈곤의 원인을 근본적으로 해결할 수 있는, 탄소중립 정책에 부합한 미래지향적인 에너지복지 정책이라는 의견이었다. 가구당 지원 한도와 대상 가구를 확대하고, 체계적이고 제도적인 기반을 구축해야 한다고 강조했다. 중앙정부, 지자체, 에너지복지 전담기관 및 에너지 공급자, 사회복지기관과 시민사회단체 등이 협조하는 통합 거버넌스 체계 구축의 시급성도 지적하였다. 여름철 폭염 대비 실질적인 냉방 에너지복지 대책의 필요성과 함께, 에너지복지 정책의 사회적 공감대를 형성하는 것도 중요하다고 보았다. AHP 분석과 심층면담을 통해 도출된 결과를 바탕으로, 에너지복지 정책의 발전방안을 5가지로 제시하고자 한다. 첫째, 에너지 빈곤과 빈곤층에 대한 명확한 정의와 적용을 통해, 에너지복지 지원대상을 정확히 파악하고, 적정한 지원을 해야 한다. 둘째, 에너지효율 개선사업에 정책 우선순위를 두어야 한다. 특히 단열 등 노후주택의 에너지 이용효율을 높일 수 있는 지원과, 상대적으로 비싼 에너지를 사용하고 있는, 저소득가구의 에너지원 전환을 위한 지원이 이루어져야 한다. 셋째, 중앙정부 부처, 에너지복지 전담기관, 에너지 공기업, 에너지공급사, 지방자치단체, 복지기관 및 시민․사회단체와의 에너지복지 통합 거버넌스 체계 구축이 필요하다. 넷째, 에너지복지 정책 시행에 있어 법적 근거를 강화해야 한다. 에너지바우처 등 에너지복지 사업의 근거인 에너지법의 개정과, 더 나아가 에너지복지법 제정으로 지속가능한 에너지복지 실현을 위한 제도적 장치를 마련해야 한다. 다섯째, 사회적 공감을 바탕으로 한, 이용자 중심의 에너지복지 제공 여건 마련을 위해, 시민․사회단체를 중심으로 한 지역사회 밀착형 에너지복지 안전망 확충이 이루어져야 할 것이다. 본 연구는 국제적인 에너지 가격의 폭등과 기후위기로 인해, 사회적 취약계층에 대한 에너지복지 정책의 새로운 변화가 요구되고 있는 시점에서, 에너지복지 정책의 발전 방향을 다각도에서 조사하고, 전문가 의견을 체계화했다는 점에서 의의를 가진다. 저소득층의 빈곤 해소와 최근 들어서는 에너지효율, 에너지전환, 에너지 정의에 이르기까지, 그 범위가 커지고 있는 에너지복지 정책을 수립하기 위한, 기초 또는 정책 자료로 활용되기를 기대한다. The government declared 2007 as the Year of Energy Welfare and adopted the Energy Welfare Charter, which aims to eliminate energy poverty. The government also announced a five-year green growth plan to eliminate blind spots of energy poverty by establishing criteria for energy poverty and energy poor class, and to establish minimum energy use standards as a fundamental right. The government planned to introduce the energy voucher system in 2015 and expand the scale and scope of support for energy efficiency projects. It also announced that it would improve energy welfare system, coordinate the roles of related agencies, and streamline the support system through private participation. For vulnerable people who are struggling with heating bills in winter and heat waves in summer, the government also supports energy-efficient air conditioners suitable for low-income residential environments. The domestic energy welfare policy, which began in earnest when the need for energy welfare, an essential commodity for human life, achieved social consensus, has been continuously expanding in terms of budget and scale for last 20 years. This study aims to identify ways to develop energy welfare policies and systems in Korea in the era of climate crisis, which summer heat waves are becoming common and severe cold season is getting longer. To identify the priorities of energy welfare policies, an analytic hierarchy process (AHP) survey and in-depth interviews were conducted with experts who are in charge of or have studied energy welfare in the government, public institutions, research institutes, welfare organizations, and non-governmental organizations. The AHP survey identified the relative priority and importance of five categories and 15 subcategories of policies, in the order of 'energy welfare targets', 'energy welfare financing', 'energy welfare sustainability', 'energy welfare delivery system', and 'energy welfare scope'. Under the policy categories of 'energy welfare support targets', 'clarifying energy poverty and the poor' was identified as the most important among the 15 subcategories to identify appropriate targets by establishing criteria for energy poverty and the poor. The second priority was "expanding the government's energy welfare budget" related to securing finance for energy welfare, and the third priority was "expanding energy efficiency projects" in the energy welfare sustainability category. In terms of the energy welfare delivery system, "establishment of the role of each energy welfare entity" was found to be the most important. In terms of the energy welfare scope, "strengthening the legal basis and legislation" was a high priority. As a result of the expert in-depth interviews, it was important to establish and apply consistent and agreed-upon criteria of energy poverty and the poor based on the recent confusion on energy welfare target, i.e. who should receive energy support and how much, due to the increased heating bills. To secure financing for energy welfare, it was suggested that the government's budget is important, but it is also necessary to raise funds from the private sector, and in relation with environmental, social, and corporate governance(ESG) management and renewable electricity 100(RE100). The opinion was that the residential energy efficiency projects for low-income households would be a future-oriented energy welfare policy in line with the carbon neutrality policy that could fundamentally solve the energy poverty. They emphasized the need to expand the support limit per household and target households, and to establish a systematic and institutional foundation. They also pointed out the urgency of establishing an integrated governance that involves the central government, local governments, energy welfare agencies and energy suppliers, social welfare agencies, and non-governmental organizations. Along with the need for practical cooling energy welfare measures against summer heat waves, it is also important to build social consensus on energy welfare policies. Based on the results of the AHP survey and in-depth interviews, I propose five ways to develop energy welfare policies. Firstly, through clear definition and application of energy poverty and the poor, the targets of energy welfare support should be accurately identified and appropriate support should be provided. Secondly, energy efficiency projects should be prioritized. In particular, support should be provided to improve the energy efficiency of old houses, such as insulation, and to switch energy sources for low-income households that use relatively expensive energy. Thirdly, it is necessary to establish an integrated governance for energy welfare among central government ministries, energy welfare agencies, energy suppliers, local governments, welfare agencies, and non-governmental organizations. Fourthly, the legal basis for implementing energy welfare policies should be strengthened. The Energy Act, which is the basis for energy welfare measures such as energy vouchers, should be revised, and furthermore, the Energy Welfare Act should be enacted to establish an institutional mechanism for realizing sustainable energy welfare. Fifthly, in order to make environments for the user-friendly provision of energy welfare based on social consensus, it is necessary to expand the community-based energy welfare safety net by non-governmental organizations. The study examines the direction for better energy welfare policies from various sides and systematizes expert opinions at a time when new changes in energy welfare policies for the socially vulnerable are required due to the global energy price crisis and climate crisis. This study aims to be used as a basis for establishing energy welfare policies, which are currently expanding in scope, ranging from poverty alleviation for low-income class to energy efficiency, energy transition, and energy justice in recent years.

폐열을 이용한 바이오가스 증대와 운영방식 개선을 통한 에너지의 효율적 이용에 관한 연구

박세영 신한대학교 대학원 2023 국내석사

Abstract A study on the efficient use of energy by increasing biogas using waste heat and improving operation methods Park Se Young Directed by Professor Hwang Jai-Suk, Ph. D Major in Energy Climate Dept. of Energy, Climate change and Environment The Graduate School of Shinhan University By operating an anaerobic digestion tank, which is a sanitary and stable way to treat food waste, we are working to realize waste-to-energy and create a pleasant urban environment. Korea has four distinct seasons, and the characteristics of food waste for each season are different, so there are many things to consider while operating facilities. Among them, when food waste is collectively collected from apartment complexes or detached houses or individually discharged by individual containers, winter food waste is mostly stored outdoors and collected by a food collection vehicle in a frozen state and put into a food input hopper to be treated on the same day. . When processing in a frozen state, there is a load on the transfer equipment, and there are difficulties such as damage to the equipment and discharge due to clogging. In order to solve this difficulty, if the temperature of food wastewater is raised using surplus steam and supplied to the input hopper, the effect of thawing and supplying frozen food waste can be obtained. It utilizes the specific heat of the energy supplied to the input hopper to the maximum. Steam and heat rays only thaw the surface of the food waste, but the food waste water flows down and supplies heat deep inside, so the specific heat has a great effect on defrosting. It was confirmed that the heated food wastewater was effective in increasing biogas production in the anaerobic digestion tank by maintaining the temperature until the acid fermentation tank. Measures to increase biogas production include securing the number of days in the anaerobic digestion tank, reflecting the digester scum removal device, improving the efficiency of the digester by improving digestion tank agitation, and suppressing the pre-occurrence of precipitate in the acid fermentation tank. Since the lower temperature of the anaerobic digestion tank in this research facility is lower than the upper and middle parts, it is planned to improve the external circulation of the digestion liquid. Since the circulation piping was clogged with foreign substances, a bypass piping was newly installed and acid cleaning was performed for pickling, and the increase in biogas production was confirmed by increasing the digestion liquid circulation from 0.7Q to 1.4Q. Compared to the same period last year, it was confirmed that biogas production increased by 10.4% by September 2022. In this research facility, two deodorization furnaces and two drying facilities are operated for 10 hours during the week and stopped at night, and the anaerobic digestion facility and wastewater treatment facility operate continuously for 24 hours. It is a facility that burns and processes gas power generation and surplus gas at night and requires an operating method that can efficiently use energy. By changing one deodorization furnace and one drying facility to a 24-hour continuous operation method, it was improved to a facility that uses biogas constantly for 24 hours, reducing surplus gas throughput by 45.3% as of September 2022 compared to September 2021 , an operation method that uses energy efficiently was applied. Using the waste heat of surplus steam, wastewater is heated to defrost food, and by improving the anaerobic digestion tank circulation piping, the agitation efficiency is increased and the sediment is discharged, resulting in biogas production of more than the design value of 4,800m3/day, reduce the amount of greenhouse gases that affect climate change by reducing the operation rate of surplus gas burners by improving the operation method through continuous operation. Regarding greenhouse gas reduction, the biogasification method has recently been increasing rather than the composting method for food waste treatment, and this is to utilize biogas as a new and renewable energy. When surplus gas is generated due to process problems in the anaerobic digestion tank, an surplus gas burner is operated for safe treatment. Through operational improvement, surplus gas and increased biogas were used as process energy sources, resulting in a reduction in greenhouse gas emissions as a result of reduced LNG consumption. 국문요약  폐열을 이용한 바이오가스 증대와 운영방식 개선을 통한 에너지의 효율적 이용에 관한 연구 음식물류폐기물을 위생적이고 안정적으로 처리하는 방안인 혐기성소화조를 운영하여 폐자원에너지화 실현 및 쾌적한 도시환경을 조성하기 위해서 노력하고 있다. 우리나라는 4계절이 뚜렷하고 계절별 음식물류폐기물의 특성이 달라 시설을 운영하면서 고려해야 할 사항이 많다. 그 중에서도 겨울철 음식물류폐기물은 공동주택단지나 단독주택에서 집단수거하거나 개인 용기에 의한 개별 배출할 때 대부분 옥외에서 보관하다 결빙된 상태로 음식물 수거 차량에 의해 수거되어 음식물투입호퍼에 투입되면 당일 처리하게 된다. 결빙된 상태로 처리시 이송설비에 부하가 생겨 설비손상 및 막힘에 따른 비상배출 등 어려움이 있어 투입호퍼에 증기공급이나 열선시공 등 해동을 위한 노력을 하였으나 큰 효과는 없었다. 이러한 어려움을 해결하기 위해 잉여증기를 이용하여 음폐수를 승온하고 투입호퍼에 공급하면 결빙된 음식물류폐기물을 해동하여 공급하는 효과를 얻을 수 있었다. 투입호퍼에 공급하는 에너지의 비열을 최대한 이용하는 것으로 증기와 열선은 음식물류폐기물의 표면만 해동하지만 음폐수는 아래로 흘러내리며 내부 깊숙이 열을 공급해서 해동하는데 비열이 큰 역할을 했다. 승온된 음폐수는 산발효조까지 온도를 유지하여 혐기성소화조에서 바이오가스 생산 증대에도 효과가 있음이 확인되었다. 바이오가스 생산량을 증대하기 위한 방안으로는 혐기성소화조 체류일수 여유확보, 소화조 스컴제거장치 반영, 소화조 교반 개선을 통한 소화조 효율개선, 산발효조 침전물 사전발생 억제 등이 있다. 본 연구시설 내 혐기성소화조의 하부온도가 상부, 중부 보다 낮은 관계로 소화액의 외부순환 개선을 계획하였다. 순환배관이 이물질로 인해 폐색되어 있어 산세정을 위해 bypass 배관을 신설하고 산세정을 실시 하였으며, 소화액 순환량을 0.7Q에서 1.4Q로 증가시켜 바이오가스 생산량의 증대를 확인하였다. 작년 동기간 대비 2022년 9월까지 바이오가스 생산량이 10.4% 증가하였음을 확인하였다. 본 연구시설은 탈취연소로와 건조시설 각각 2대는 주간 10시간 가동하고 야간에는 가동중지하며, 혐기성소화시설 및 폐수처리시설은 24시간 연속운전으로 가동되는 시설로 주간에 바이오가스 이용시설의 가동이 집중되고 야간에는 가스발전 및 잉여가스를 연소 처리하는 시설로 에너지를 효율적으로 이용할 수 있는 운영방식이 필요하다. 탈취연소로 및 건조시설 각 1대를 24시간 연속운전 방식으로 변경하여 24시간 일정하게 바이오가스를 이용하는 시설로 개선됨으로 잉여가스 처리량을 2022년 9월 기준으로 2021년 9월 대비 45.3%까지 절감하여 에너지를 효율적으로 이용하는 운영방식이 적용되었다. 잉여증기의 폐열을 이용해서 음폐수를 가온하여 음식물을 해동하고 ,혐기성소화조 순환배관에 개선으로 교반효율을 높이고 퇴적물을 배출하는 효과를 얻어 바이오가스 생산량을 설계값인 4,800m3/일 이상으로 생산하며, 연속운전으로 운영방식의 개선으로 잉여가스연소기의 가동율을 감소하여 기후변화에 영향을 주는 온실가스량을 감축한다. 온실가스 감축과 관련해서 음식물류폐기물처리는 퇴비화공법 보다 바이오가스화공법이 최근 늘어나는 추세이며 이는 신재생에너지로서 바이오가스를 활용하기 위해서이다. 혐기성소화조에서 공정상의 문제로 잉여가스가 발생되면 안전한 처리를 위해 잉여가스연소기를 가동하게 된다. 운영개선을 통해 잉여가스와 늘어난 바이오가스를 공정 에너지원으로 사용하게 됨으로써 LNG 사용량이 줄어 온실가스 배출량이 감소되는 결과를 얻었다.

新再生 에너지와 ESS를 結合한 最適 電源構成에 관한 硏究

김학현 慶尙大學校 2017 국내석사

The purpose of this paper is to derive the optimal combination of renewable energy and Energy Storage System(ESS) for power system stabilization. In this study, to solve the problems of the distributed power source including the renewable energy source and to stabilize the power system, the power planning models for the power system optimal power configuration that links the renewable energy power source and Energy Storage System(ESS). We analyzed the optimization problem considering economics according to each situation and constraint factors. In addition, for the flexible power structure, various constraints such as load supply and demand, energy usage by each power source, facility capacity in the first year were reviewed and formulated. Recently, the power system stabilization program has been emerging due to the increase of various new renewable power sources in accordance with the policy of expanding renewable energy. Renewable energy generation has the advantage of using clean energy, but it is difficult to forecast and it is difficult to produce stable electric power, so there is a disadvantage that additional reserve power of capacity corresponding to new renewable energy source is required. Especially, many distributed power sources including new and renewable energy sources connected to power distribution system act as voltage imbalance and frequency fluctuation factors, which may interfere with maintaining stable electric quality. In order to construct an optimal power portfolio, a case study was carried out through a scenario-specific simulation considering the rate of increase in the construction cost of wind power and solar power generation among renewable power sources. In the meantime, we conducted a mid-to long - term prediction of power generation considering the renewable energy sources while varying the fuel cost inflation rate of the coal-fired power and LNG combined power, which are responsible for the peak load from the base of the power system. A case study combining wind power and Energy Storage System(ESS) was conducted assuming a system that includes a wind farm and an Energy Storage System(ESS) in a model system similar to a real power system. As a result of comparing the reliability index according to the maximum capacity change of the energy storage device(ESS) according to the capacity of the wind power source in the power system, it was found that an appropriate Energy Storage System(ESS) capacity exists according to the capacity of the wind power source. Through these results, the composition ratio and power generation characteristics of the Energy Storage System(ESS) were analyzed. It is found that Multi-ESS is more effective than Single-ESS in terms of reliability when each ESS is installed in a wind turbine. This study has difficulties in deriving detailed results due to limitations of short - term studies. It is expected that more detailed results will be obtained through more continuous and systematic research in the future and contribute to stabilization of power system.

전원 유연성 확보를 위한 다종 에너지저장시스템에 대한 검토

이오성 경상국립대학교 융합과학기술대학원 2023 국내석사

Energy storage systems play a critical role in achieving carbon neutrality goals by enabling the integration of renewable energy sources and providing reliable and flexible electricity supply. By storing excess energy generated from renewable sources during low demand periods, energy storage systems can ensure a stable supply of energy during peak demand periods. Additionally, they can reduce the need for conventional fossil fuel-based power plants, which can help to reduce greenhouse gas emissions. The development and deployment of cost-effective energy storage systems are crucial for the transition towards a sustainable, low-carbon energy system. By applying various types of batteries including lithium-ion batteries to energy storage systems(ESS), the diversification of power-based ESS was achieved. After integrating them into the power grid, further research on performance analysis was conducted to reduce the investment cost and enhance the stability of ESS. By considering the performance and cost-effectiveness based on specific requirements for different applications and environmental conditions, including lithium-ion batteries, NaS batteries, rechargeable Redox flow batteries, and commercially available ESS, appropriate ESS systems can be established for various purposes in the power industry. This will contribute to the realization of carbon neutrality and the implementation of a combined ESS for power applications.

제주특별자치도 탄소중립 실현을 위한 연료전지 효율 향상 연구

김기현 호서대학교 산학융합대학원 2023 국내석사

본 연구는 국내 주택 연료전지보급을 목표로 1kW급 연료전지 설계인자를 산출하였다. 고온에서 작동되는 고체산화물 연료전지의 특성을 반영하여 배기가스를 이용한 자열운전과 폐열회수를 통한 온수 생산이 가능하도록 연료전지 시스템을 설계하였다. 연료전지는 2개의 전극을 전해질로 공간적 분리하여 수소와 산소의 전기화학적 반응을 통해 전기 생산하는 장치이다. 특히 고체산화물연료전지의 경우 작동온도가 고온(>600℃)이며 이러한 환경에서 작동되는 연료전지의 경우 고온의 배기가스가 방출된다. 폐열에서 회수한 열에너지를 사용하여 고체산화물연료전지의 에너지 효율을 높일 수 있다. 고체산화물 연료전지 발전 시스템의 자열운전 특성에 관한 연구를 진행한다. 2kW급 고체산화물연료전지의 고온 배기가스 폐열회수를 위한 일체형 Hot BoP를 설계하고 그 성능을 평가 하였다. 본 연구는 1kW급 연료전지 시스템의 작동온도 750℃의 정격 연료와 공기유량을 산정하고 폐열의 열에너지를 산출하고자 한다. This study calculated the design factor of a 1kW class fuel cell with the goal of supplying fuel cells to domestic households. Reflecting the characteristics of solid oxide fuel cells operating at high temperatures, the fuel cell system was designed to enable self-heating operation using exhaust gas and hot water production through waste heat recovery. A fuel cell is a device that spatially separates two electrodes with an electrolyte to generate electricity through an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. In particular, in the case of solid oxide fuel cells, the operating temperature is high (> 600 ° C.), and in the case of fuel cells operated in such an environment, high-temperature exhaust gas is emitted. Energy efficiency of a solid oxide fuel cell can be increased by using thermal energy recovered from waste heat. A study on the self-heating operation characteristics of the solid oxide fuel cell power generation system is conducted. An integrated hot BoP for high-temperature exhaust gas waste heat recovery of a 2kW solid oxide fuel cell was designed and its performance evaluated. This study aims to calculate the rated fuel and air flow rates of a 1kW fuel cell system at an operating temperature of 750 °C and to calculate the thermal energy of waste heat.

신재생에너지 발전시설 수용지역 주민들의 갈등 사례 연구

김지환 호서대학교 산학융합대학원 2022 국내석사

Globally, environmental problems such as climate change and extreme weather events caused by increased greenhouse gas emissions of carbon dioxide and methane have become urgent issues among national leaders, stimulating interest in the conversion of eco-friendly energy sources. The Korean government also confirmed a reduction plan to achieve the national targets for cutting down on greenhouse gas emissions by 37% compared to the greenhouse emission forecast(BAU), increasing the proportion of renewable energy consumption by 20% of total use by 2030. As the use and supply of renewable energy are recognized as important factors for the global environment, investment and interest in renewable energy are also increasing. However, there have been various complaints at the actual workplace of renewable energy development, which may disrupt the construction plan or raise problems with residents’ acceptance. This study analyzed the local residents’ opinions and factors of conflict on new and renewable energy generation projects promoted by Dangjin-si, such as solar and wind power, focusing on a location conflict, As a result of the analysis of conflict cases, the main factors can be classified as ①unclear restrictions and regulations ②lack of communication between stakeholders ③information asymmetry and the spread of inaccurate information, followed by the detailed factors of conflict analyzed in this paper. Through the analysis of those conflict cases, this report suggests regulations related to stakeholders (the range of stakeholders and consulter, compensation methods) and to resident participation(ways and procedures) as alternatives.

전문가 집단과 일반 대중간 비교를 통한 재생에너지 선택 결정요인 : AHP를 이용한 정성적 접근에 집중

김선웅 호서대학교 산학융합대학원 2023 국내석사

Fossil fuel-based energy resources such as oil, coal, and natural gas have been the driving force for global economic development. However, these fossil fuel-based energy production and consumption activities cause global warming problems by increasing global greenhouse gas emissions. In addition, due to the Fukushima nuclear accident in 2011, the Gyeongju earthquake in 2016, and severe fine dust, the public's negative perception of traditional fossil energy is increasing, and interest in new and renewable energy sources is increasing. In addition, public interest in power facilities that are increased or reduced according to the government's energy mix plan is growing. In this process, the importance of social acceptance is being emphasized in which energy source the people actually choose and accept. The reason is that the conversion process to renewable energy due to the decrease in the use of fossil fuels, a traditional energy source, may lead to unexpected increases in production costs or various negative results. There are various sources of renewable energy around us, such as wind power, hydropower, solar power, biomass, geothermal power, and tidal power. However, in order to select such an energy source, various criteria must be considered. This study confirmed the priorities of renewable energy sources considered most suitable for Korea in consideration of technical, economic, social, political and environmental aspects for the expert group and the general public.