4차 산업혁명 기술의 에너지기기 융복합 추세에 따른 에너지효율관리제도의 변화방향에 관한 연구

하윤희 ( Yoonhee Ha ),김은지 ( Eunji Kim ) 한국자치행정학회 2020 한국자치행정학보 Vol.34 No.1

4차 산업혁명 기술 접목으로 인한 에너지시스템의 혁명적 변화는 에너지의 안정적인 수급, 기후변화 대응을 위한 친환경 에너지원으로의 전환 및 에너지 수요 감축, 에너지 신산업에서의 대한 부가가치 및 성장동력 창출 등 다양한 편익을 가져다줄 것으로 예상된다. 이러한 배경 하에 본 연구는 에너지 사용기기와 스마트 기술의 접목 추세에 따른 에너지효율관리제도의 변화방향에 주목하였다. 구체적으로는 에너지 사용기기의 스마트화에 따른 에너지효율관리제도 운영상의 주요 이슈와 주요국의 대응현황을 살펴보고, 4차 산업혁명시대에 대응한 중장기 에너지효율관리 추진방향 수립을 위한 정책적 시사점을 도출하였다. 주요국들은 4차 산업혁명 기술 융복합 추세에 따라 실제 에너지 사용정보에 기반을 둔 에너지효율관리제도를 설계하고 제도를 보다 효과적으로 개선해 나갈 수 있는 환경을 조성하고 있다. 스마트가전산업에서 우리나라가 세계시장을 주도하고 있음에도 제도적 대응에서는 상당히 뒤처져 있는 만큼 발 빠른 대처가 요구된다. 에너지 분야의 기술개발이 다른 분야 기술 및 산업과 융합되는 데에 문제가 없도록 각종 제도 및 규제들을 점검해야 한다. 세계적으로 진행되고 있는 관련기기의 기술 표준화 작업에 주도적으로 참여해야 한다. 에너지효율관리제도 대상 품목에 스마트기기들을 포함시킴으로써 우리 제품의 에너지효율 측면에서의 경쟁력 강화와 에너지사용을 줄일 수 있도록 에너지효율 효과 측정을 위한 연구를 하루 속히 추진해야 한다. The integration of the smart technologies to energy-use devices is bringing forth a revolutionary change in the practices of energy management. This trend calls for changes in policy and institutional settings with regard to energy management. This study focuses on a new pathway for the energy efficiency management system in response to this great transformation in the energy technology. Specifically, it reviews major issues of energy efficiency management system due to the smartization of energy-use devices and the responses of major countries to this change. Also this study draws policy implications in order to establish the mid- and long-term energy efficiency management system under this technical transformation. Major countries are designing a new regulatory and policy structure to adapt the existing energy management system to the current technical change. Although Korea is leading the global market in the smart home appliances and communication industry, it is far behind in the institutional response to a new trend in energy technologies and markets. To fill the gap and ultimately to lead this transformation, actions are urgent in the policy side. Various formative and incentive institutions and regulations should be examined to find out desirable regulatory and policy framework for the Korean context. Active engagement in the international technology standardization initiatives over related equipment is also important. Including smart energy devices in target items for the energy efficiency management system is a crucial avenue to promote advance in related technologies and achieve actual energy saving. To make it happen, researches on measuring energy efficiency effects should be carried out as soon as possible.

그린 데이터센터를 위한 에너지 절감 관리시스템의 프레임워크에 관한 연구

최정열 한국차세대컴퓨팅학회 2017 한국차세대컴퓨팅학회 논문지 Vol.13 No.5

수많은 ICT 장비를 보유한 데이터센터는 막대한 양의 에너지를 소비하므로 에너지 절감이 큰 이슈가 되고 있다. 그린 데이터센터에서 에너지 소비를 효율적으로 관리하고 에너지 관련 정책을 수립하기 위해서 에너지 절감 관리시스템이 요구된다. 본 논문은 이러한 에너지 절감 관리시스템을 개발하기 위한 프레임워크를 연구하였다. 먼저 에너지절감 관리시스템이 제공해야할 기능 요구사항을 분석하였다. 이러한 요구사항을 만족시키는 에너지 절감 관리시스템을 구현하기 위해서 데이터 수집/저장, 데이터 처리/분석, 외부시스템 연동 및 사용자 인터페이스 측면의 기능 프레임워크를 제시하였다. 마지막으로 기능 프레임워크에 따른 시스템의 운영 절차를 제시하였으며, 이를 통해서 데이터센터에서 에너지를 효율적으로 관리할 수 있을 것으로 기대된다. Since data centers with numerous ICT equipment consume huge amount of energy, energy-saving becomes an important issue. An energy-saving management system is necessary to efficiently manage the energy consumption and to setup the energy-related strategy for green data centers. This paper studied the system framework to develop an energy-saving management system. This paper first analysed the functional requirements that the energy-saving management system should provide. For implementing the energy-saving management system to satisfy the requirements, this paper presented the functional framework having data measurement/storing, data processing/analysis, external system interfacing and user interface blocks. The operational procedure of the system was presented based on the framework, and it is expected to efficiently manage energy in data centers using the system.

Energy Management Based on the Photovoltaic HPCS With an Energy Storage Device

Seung-Tak Kim,SunHo Bae,Yong Cheol Kang,Jung-Wook Park Institute of Electrical and Electronics Engineers 2015 IEEE transactions on industrial electronics Vol. No.

<P>This paper proposes the new energy management method based on the photovoltaic (PV) hybrid power conditioning system of 4 kW with an energy storage device (ESD). The use of the ESD such as a lithium-ion battery improves the energy efficiency of the overall system depending on time and weather conditions. In addition, the proposed system provides the new function for energy management in real time without weather forecasting while it considers the power generations from the PV system, residential load variations, and electricity price. In other words, the proposed energy management system (EMS) can reduce the electricity price by charging the energy of nighttime electric power. In addition, it can suppress the grid voltage variations caused by the large amount of PV generations during daytime with respect to relatively less load demand. The performances of the proposed EMS system based on the 4-kW PV HPCS with a lithium-ion battery are evaluated by time-domain simulation. Thereafter, the experimental prototype is implemented in hardware to verify the usefulness of the proposed system.</P>

해상풍력 기술의 사회-기술시스템 전환과정에 관한 탐색적 사례연구

김봉균(Kim Bonggyun),김덕영(Kim Dukyoung),김경남(Kim Kyungnam),김동환(Kim Donghwan) 한국기술혁신학회 2014 기술혁신학회지 Vol.17 No.2

새로운 에너지 기술이 기존 사회시스템과 공존하며 확산되는 과정은 저탄소 사회로의 전환을 위해 꼭 필요하지만 어려운 여정이다. 정부주도로 추진되고 있는 서남해 2.5GW 해상풍력사업은 대용량 신재생에너지발전을 중앙전력계통으로 연계하는 것을 목표로 추진되고 있다. 따라서 성공적인 해상풍력발전의 도입을 위해서는 기존 사회기술시스템의 전환도 병행되어야 한다. 본 연구는 다층적 관점과 전략적 니치관리를 방법론으로 해상풍력기술의 니치전략 적용에 대한 에너지 시스템 전환을 분석한다. 연구결과로서 새로운 기술이 기존 레짐(regime) - 환경상황(landscape)과 연계, 소통을 거쳐 성장하는 과정을 다층적으로 분석하고 에너지체제와 신기술의 관계의 변화를 구조화 하였다. 또한 전략적 니치관리 연구를 적용하여 니치실험 착수단계에서 내재하는 장애요인을 진단하고 해상풍력 실증사업 지연의 원인을 파악하였다. 이를 통해 해상풍력 니치기술이 에너지체제와 다양한 제도 속에서 안정적으로 성장할 수 있다는 실천적 시사점을 도출하였다. For the transition to the low carbon society, it is inevitable but difficult journey that the new energy technology spread co-exists with formal social system. The objective of offshore wind power plant that has been implemented by the government is to connect large capacity new renewable energy to the central electric power system. Therefore, for the successful introduction of offshore wind power system, the transition of the formal social technology system should be companied. This study analysis the energy system transition about niche strategy adjustment using Multiple Level Perspectives & Strategic Niche Management. It also multi level analyzes and structuralizes the process that new technology, as a research result, evolves through connecting and communicating with formal regime and landscape. Also, adjusting Strategic Niche Management, it diagnoses the obstructive factors in the initial stage of niche experiment and found the major reasons why offshore wind power test plant had been delayed. Through this study, it reaches to the practical implication that offshore niche technology could grow stably in the energy system and various policies.

석유고갈시대의 에너지위기와 안보: 가상 시나리오 분석

허태회,윤영미 한국동북아학회 2009 한국동북아논총 Vol.14 No.2

Last year, due to high oil prices, oil shock effects spread to the overall economy of Korea, and our government provides "Ultra-high oil price policy response" as measures. This paper from the sense of this problem to raise the awareness and a more positive response to the energy crisis is aimed to explore into the expected damage of the energy crisis on the national security through a simulation analysis. If oil prices reach $ 200 and exceed $ 300, and long-term problems with energy transport by the step-by-step scenario analysis of the response system, the political, economic, and social impact could be very serious. In particular, such as last summer due to high oil prices, the energy production in the international conflict, and sea transport such as containment, Korea could develop into a state of national emergency. In case of the energy crisis, the government takes various steps in order to prevent it from escalating into the national emergency in terms of a crisis management. However, the current oil crisis management system is separated by several department of government and tends to be ill-functioned. Even though, 20-30 years later, the long-term measures are important, prepared for coming soon to the energy crisis, an emergency situation, a short-term and effective energy crisis measures" are urgently needed. Related to energy security, an advanced energy crisis management system including the fuel-saving skills training model and high-efficiency energy structure of the military system should be developed in a hurry. 최근 신고유가로 인해 우리 경제가 심각한 후유증을 겪었지만 이러한 에너지위기상황은 세계 에너지수요 급증 및 불확실한 석유시장 상황, 급변하는 에너지 여건 및 국제에너지 환경, 자원민족주의 심화 등과 같은 구조적 요인들과 맞물려 있어 단 기간에 쉽게 개선될 여지가 없다. 특히 심각한 해외 에너지의존 상황과 미흡한 대체에너지 개발 상황에 비추어 볼 때 언제든지 닥칠 수 있는 “에너지 위기 상황”에 대비하여 정부차원에서 중장기 에너지안보 대책을 마련하고 에너지 위기관리체계를 정비하는 것은 우리 국가의 안보와 생존이 걸린 매우 중요한 사안이라고 하겠다. 따라서 현재 에너지 안보환경 및 여건의 변화에 부합하는 우리나라의 에너지 정책이나 에너지위기 대응 시스템 하에 위와 같은 에너지 위기상황이 발생하였을 경우, 군 전력 및 안보에 어떤 문제가 발생할 것인지에 대해 가상실험분석을 통해 구체적으로 살펴보는 것도 매우 의미 있는 일이라고 하겠다. 이런 맥락에서 본 논문은 가상시나리오의 분석을 토대로 에너지 위기상황이 안보분야에 미치는 단계별 예상 피해와 파장, 문제점 및 향후 대책방안을 분석하였다. 본 연구의 결과 정부차원의 대책으로 각 기관별, 세대별 에너지 소비절약분에 대한 보상제의 검토, 전력․가스공급망의 정비 및 확충사업 추진, 하절기 서머타임제도 도입 (연간 2조 8천억원의 생산유발 및 원유절감 효과 기대됨), 에너지 고효율제품 인센티브제 도입, 원유수급 위기에 대한 국제정보 입수․전파 및 조기 탐지 등을 제안하면서 특히 군 차원의 대책으로는 에너지 고효율 구조로 군 구조 혁신, 유류 절약형 부대 운영 및 훈련모델 개발, 해군력 증강과 같은 에너지수송 안보능력의 강화, 독자적인 자체 대체에너지원 개발 및 활용, 정찰, 감시, 경계 등에 첨단 IT기술 활용한 대체방안 등등을 제안한다. 지금까지 다행이도 고유가 및 원유 수급관련 위기에 대해서 현재의 위기대응체계로 잘 대응하고 극복했지만 향후 자원민족주의 심화 및 강대국들의 에너지 확보경쟁과 같은 험난한 여건과 우리가 처한 심각한 해외 에너지의존 상황을 고려한다면 고유가 및 원유 수급관련 위기발생에 대비하여 국가에너지기본계획과 같은 중장기 대책과 함께 단기적이며 실질적인 에너지위기 사전대비책도 마련할 필요가 있다. 우리도 이제 에너지문제를 단순하게 “낙관적-시장중심적인 태도”로 접근할 것이 아니라 본격적으로 “위기관리 및 안보차원”에서 접근하여 민관군이 함께 공동협력하고 대응하는 종합적, 총괄․조정 시스템으로서의 “선진 에너지안보체계의 구축과 운용” 을 고려해야 할 것이다.

계층화 기법을 활용한 대규모 산업시설의 에너지 관리시스템 개발 및 적용에 관한 연구

양기영(Yang Gi-Young),이지응(Lee, Ji-Eung),우라베 에이지(Urabe Eiji),이성훈(Lee Seong-Hoon) 한국건축친환경설비학회 2013 한국건축친환경설비학회 논문집 Vol.7 No.1

The purpose of this paper is to develop and establish energy management system for large scale factories. Large scale and complexness of the facility often disturb operators and consultants from effective energy audit and implementation of energy conservation measures. The researchers applied layering method to simplify and also bring convenient access to the energy flow map of the whole facility. Customized energy efficiency index and operation support tool are also studied to be integrated in the developed energy management system. It was found that the energy management system for certain large scale factory is able to support operators in their everyday operation with the specified operation set point and expected energy consumption reduction which are collected, calculated and analyzed by the system with the existing data related to operation and energy consumption of the facility.

재생에너지의 계통 관리 개선을 위한 법적 문제

선지원 한양법학회 2023 漢陽法學 Vol.34 No.2

As the need to reduce carbon emissions due to climate change is raised, it is necessary to find energy sources with low carbon emissions. With the increase in global energy consumption, there is a reason to diversify energy sources, and in terms of energy security, new energy sources should be discovered in addition to traditional energy sources. Our legislation ostensibly has several systems in terms of promoting the development, use, and dissemination of renewable energy. However, in reality, there are problems with the legal system and fairness in operation. In fact, the Korea Power Exchange can exercise its power grid management authority arbitrarily, so there is a risk of substantive competition in the energy market, despite the introduction of a competition system in the power generation sector. As a result, in reality, the Korea Power Exchange is implementing a compulsory power generation curtailment on wind power generation, which is practically dominant. Rather than organically managing the entire energy ecosystem, Korea's energy legislation focuses on the electricity business and the electricity market to regulate the efficient and stable supply of energy. In other words, it can be said that a discourse that overly emphasizes stability and efficiency dominates our energy legislation. From the perspective of the Energy Environment Act, it is necessary not only to shift the ecosystem to renewable energy, but also to expand the perspective of diversification of energy sources in terms of energy supply stability. First, in order to ensure fair and transparent access for each power generation company to the transmission and distribution network, an institutional approach that can enforce the principle of network neutrality in the energy sector – that is, the equal access right to the transmission or distribution network of energy producers - can be considered. Second, a strategy to institutionalize power grid management based on data is also needed. If accurate prediction of energy demand and production using ICT-based new technology is made, power grid operation based on clear evidence is expected to be possible. Third, a method of institutionalizing technical measures such as synchronous ancestors and ESS(Energy Storage System) can also be considered. By suggesting a target for carbon emission reduction and legally obligating the use of synchronous condenser to achieve it, it is possible to consider a way to partially intervene in the market situation. The system does not support the technological development related to renewable energy, and rather, there is a problem of shrinking the production of electricity based on renewable energy due to excessive output limitation. Therefore, there is a need for a power market management plan suitable for Korea's energy and market conditions. It cannot be said that this article provides the perfect answer for the future of the energy ecosystem, including the expansion of supply and demand for renewable energy. It is essential to rationally establish the governance of the renewable energy ecosystem in terms of responding to climate change and pursuing diversification of energy supply. This is not a structure that imposes unreasonable obligations on operators in a specific area, but aims to create a basis for future legal discussions to create a balanced and fair energy ecosystem.

도시 단위를 구성하는 건물별 스마트 도시 전력 에너지 모니터링 시스템 개발

김훈,최대규,조수환,최형진,박시삼,김동근 한국디지털콘텐츠학회 2019 한국디지털콘텐츠학회논문지 Vol.20 No.8

최근 에너지 절약을 위한 대안으로 전력 수급 현황을 실시간으로 확인할 수 있는 전력 에너지 모니터링 시스템의 필요성이 커지고 있다. 이에 따라 본 연구는 건물별의 수급 현황과 예측 추세를 실시간으로 확인할 수 있는 건물별 전력 에너지 모니터링 시스템을 개발하였다. 시스템의 개발을 위해 시스템 구성 요소를 데이터 처리 시스템, 데이터 베이스, 웹 시스템의 세 가지로 정의하고 설계하였다. 그리고 최종적으로 세부 기능 구현을 통해 시스템을 개발하였다. 비교적 단순한 구조의 설계를 통해 모니터링 시스템 개발하였고, 이를 통해 건물별 에너지의 수급 현황을 확인하고 분석하는데 활용될 수 있을 것이다. Recently, there is an increasing need for a power energy monitoring system that can confirm the status of electricity supply and demand in real time as an alternative for energy saving. Therefore, this study has developed a power energy monitoring system for each building, which can confirm realtime supply and demand trends and forecast trends by building. In order to develop system, system components are defined and designed as data processing system, database and web system. Finally, the system was developed through detailed functional implementation. The monitoring system has been developed through a relatively simple structure design, which can be used to identify and analyze the energy supply and demand status of each building.

IT기반의 선박에너지절감시스템 성능평가 방법-(2) : 해상시험 수행 결과

유윤자(Yun-Ja Yoo) 한국항해항만학회 2016 한국항해항만학회지 Vol.40 No.4

IMO에서는 선박온실가스 규제를 위해 2013년부터 현존선의 선박에너지효율관리계획인 SEEMP (Ship Energy Efficiency Management Plan)의 시행을 강제화하고 있다. SEEMP에서 권고하는 에너지절감기술 가이드라인은 크게 하드웨어적인 장비의 탑재 및 개조 또는 소프트웨어적인 기술을 통한 연료유 절감효과로 구분된다. 신조선의 경우 하드웨어적인 기술구현이 용이하지만 현존선의 경우 운항상 제약으로 인해 소프트웨어적인 에너지 절감기술 구현이 적용되고 있다. IT기반의 선박에너지절감 시스템 성능평가를 위해 해상시험을 수행 하였고, 시스템 적용 전후의 항차데이터를 이용하여 연료유 절감효과를 비교·분석 하였다. 또한, SEEMP에서 자발적인 사용을 권고하고 있는 선박 경제운항 지표 (EEOI, Ship Energy Efficiency Operation Indicator) 분석을 통한 성능평가 결과를 제시하였다. SEEMP (Ship Energy Efficiency Management Plan) has entered into force since 2013 for the reduction of GHG emission of operating ships. SEEMP guidelines include the hardware modification or installation of energy-saving device on ship. It also includes software based energy-saving technology such as optimum routing, speed optimization, etc. Hardware based technologies are not easy to apply to ongoing vessel due to the operational restriction. Therefore, IT based energy-saving technology was applied and its energy efficiency was evaluated using before and after energy-saving system applied voyage data. SEEMP advises a voluntary participation of EEOI (Ship Energy Efficiency Operation Indicator) use as an indicator of ship energy efficiency operation, and those results were also shown to evaluate the improvement efficiency of energy-saving system.

건축물 신재생에너지원의 이용 현황 및 문제점 분석

장향인,성윤복,조영흠,김용식,조재훈 한국태양에너지학회 2012 한국태양에너지학회 논문집 Vol.32 No.5

This study aims to investigate the usage of the renewable energy systems installed in buildings and make suggestions for the effective management. In this regard, a questionnaire survey was conducted on 1)design and construction, 2) operation and management, 3) user satisfaction and improvements about the renewable energy systems in buildings. Findings from this study can be summarized as follows; a lack of the basic information about systems, non-use of energy management systems, the differences in the features by energy source, and alack of expertise of managers. The requirements to resolved these problems include the integrated management of various electric heat sources including a renewable energy source, an operation schedule based on the prediction of production and consumption, and so on. Furthermore the necessity of multiplex energy sources management system was confirmed and the basic data needed to establish the targets of this system were obtained.