에너지 절감을 위한 건물 통합형 옥상온실의 동적에너지 분석

조정화 ( Jeong-hwa Cho ),이인복 ( In-bok Lee ),최영배 ( Young-bae Choi ),정효혁 ( Hyo-hyeog Jeong ),강솔뫼 ( Sol-moe Kang ),김다인 ( Da-in Kim ),조윤우 ( Yun-woo Cho ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0

연중 안정적인 대량생산이 가능한 시설 재배는 작물 생육에 적정 환경을 조성하기 위하여 에너지이 필수적이다. 상대적으로 단열성이 낮은 외피로 이루어진 온실은 우리나라의 극한 기후 특성까지 더해져 단위 면적당 에너지 부하가 크다. 옥상온실은 건물형 도시농업으로서 건물에서 버려지거나 활용되지 않는 에너지를 옥상온실에 이용할 수 있고, 온실 최적운전을 통해 건물의 냉난방 부하를 줄일 수 있다. 본 연구는 에너지 절감을 위하여 수동적 및 능동적으로 건물과 열교환하는 옥상온실의 계절별, 시간별 부하절감 효과를 분석하고자 한다. 온실이 건물 옥상에 위치함에 따라 일반 온실과 비교하여 절감할 수 있는 패시브 에너지 부하량을 분석하였다. 또한 건물의 잉여 공기열을 온실과 교환하여 적극적으로 절감하는 에너지 부하량 또한 분석하였다. 이를 위해 먼저 실증 옥상온실에서 계측한 실험 데이터를 이용하여 동적에너지 시뮬레이션 모델을 검증하였다. 환기량을 모의하기 위해 전산유체역학 시뮬레이션을 이용하여 풍환경에 따라 자연환기 특성을 평가한 결과를 에너지 모델의 입력자료로 넣고, 현장서 실측한 강제환기팬 유량 값을 입력하였다. 최종으로 개발한 옥상온실과 건물의 통합 모델을 이용하여 온실 에너지 부하에 영향을 미치는 열적 요인에 따른 부하 감소량을 분석할 수 있을것으로 판단된다. 본 연구결과는 온실의 에너지 절감을 위해 사용할 수 있는 건물-온실 통합 에너지 절감 시나리오의 도출 가능성을 제시하였다.

미래운송시스템의 주요 에너지원으로서 수소스테이션 현황 및 수소기체 생산을 위한 수전해조 개발

오영준(Oh Young Joon),하용황(Ha Yong hwang),박정섭(Park Jung Sub) 한국물류학회 2017 물류학회지 Vol.27 No.1

물류활동의 중요한 부분을 차지하고 있는 운송의 효율화를 위해서 친환경, 저비용, 고효율의 에너지의 개발은 미래물류의 발전을 위한 중요한 요소로 부각되어 왔다. 물류공동화와 고효율의 엔진의 개발과 운전습관의 개선 등 다양한 모색이 있었지만, 화석에너지의 고갈 및 환경오염의 문제로 인해, 전 세계적으로 새로운 대체에너지원의 개발에 대해 관심이 높아지고 있다. 새로운 대체 에너지의 개발은 물류 운송에도 혁신적인 영향을 끼치게 된다. 태양광, 지열, 풍력 등 다양한 대체에너지 중에서 중요한 차세대 에너지원으로 부각되고 있는 것은 수소 에너지이다. 수소 에너지는 생산에 있어서 물을 원료로 하므로 경제적일 뿐만 아니라 내연기관에서 연소 후에 공해 물질을 거의 배출하지 않고 에너지 밀도가 높아 천연 무공해 에너지로 미래의 중요한 대체 에너지로 인정되고 있다. 본 연구에서는 네오디뮴 영구자석을 적용한 알칼리 방식의 수전해 장치를 이용하여 수소 생산 효율을 살펴보았고, 발생된 수소기체에 대해서 폭압실험을 실시하여 연소 특성을 살펴보았다. 본 실험을 위해 제작한 수전해조는 40℃ 부근의 저온에서, 매우 낮은 농도인 2.5%∼3% KOH 전해액을 이용하여, 80%∼89%의 수소 생산 효율을 보였다. 수전해조에서 제조된 수소기체를 이용하여 폭압실험을 진행할 결과, 폭발의 최고에너지에 도달하는 시간이 880 μs로, 기존의 수소연소의 1320 μs에 비해 33 % 더 짧았다. 즉 별도의 추가적인 에너지원의 도입 없이도 영구자석에서 발생하는 자기력을 이용하여, 수소 에너지의 밀도를 높일 수 있음을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과는 수소기체를 이용한 새로운 형태의 내연기관 개발에 중요한 기초연구라고 사료되며, 차세대의 중요한 물류수송을 위한 기반 연구라고 사료된다. One of important part in transport system regarding transport efficiency, development of energy source with eco-friendly, low cost, and high efficiency has paid a lot of attention for future transport system. Although progression of co-transport system, high efficient engine development, and driving-habit correction have been attempted, consumption of fossil energy and environment pollution have strongly driven up to develop new types of alternative energy in the world. Obviously, new types of alternative energy will affect the current transport system. As one of alternative energies, hydrogen energy has attracted high interest among solar energy, geothermal energy, and wind energy. Due to its economic production cost from water lysis, almost no pollutes after combustion in internal engine, and high energy density, hydrogen energy has been considered as one of important future alternative energy. Herein, hydrogen generation efficiency generated via alkaline electrolysis installed with magnetic field was measured, and explosion properties were investigated. The result exhibited 80%∼89% production efficiency using 2.5%∼3% KOH solution at near 40℃. Arriving time to highest pressure after explosion was 880 μs, which was 33% shorter than general hydrogen gas explosion time, 1320 μs. These results means magnetic field installation can increase the energy density without any additional energy input. These studies can be utilized for developing new types of internal combustion engine using hydrogen gas as a basic information and can be considered as a basic result for hydrogen-based transport system.

한국의 에너지 시나리오와 전문성의 정치

한재각(Han Jae-kak),이영희(Lee Young Hee) 한국과학기술학회 2012 과학기술학연구 Vol.12 No.1

대체에너지에 관한 융합인재교육 프로그램이 초등학생의 에너지소양과 과학적 태도에 미치는 영향

류재규,소금현 한국초등과학교육학회 2019 한국초등과학교육학회 학술대회 Vol.77 No.-

본 연구에서는 대체에너지에 관한 융합인재교육 프로그램을 개발하고, 초등학생들에게 적용하여 에너지소양과 과학적 태도에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 이를 위하여 초등학교 6학년 학생 22명을 대상으로 연구를 실시하였으며, 에너지소양과 과학적 태도에 관한 사전·사후 검사 결과를 분석하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 대체에너지에 관한 융합인재교육 프로그램은 초등학생들의 에너지소양에 긍정적인 영향을 미쳤다. 융합인재교육을 적용한 대체에너지 학습 프로그램 적용 후 학생들의 에너지소양은 향상되었으며, 인지적, 정의적, 행동적 영역의 전 영역에서도 유의미한 상승이 나타났다. 둘째, 대체에너지에 관한 융합인재교육 프로그램은 초등학생들의 과학적 태도에 긍정적인 영향을 미쳤다. 특히, 과학적 태도의 하위 영역 중 호기심, 비판성, 자진성, 창의성 영역에서 긍정적인 영향을 미친 것으로 나타났다. 셋째, 대체에너지에 관한 융합인재교육 프로그램에 대해 초등학생들은 높은 흥미도를 보였고, 수업에 대해 만족감을 표시했다. 융합인재교육 프로그램을 통해 학생 중심의 수업으로 학생들 스스로 문제를 해결하기 위한 계획을 세우고, 실험, 제작 등의 활동을 진행하면서 융합인재교육 프로그램을 적용한 수업에 적극적으로 참여하였다. 위와 같이 대체에너지에 관한 융합인재교육 프로그램은 초등학생의 에너지소양과 과학적 태도 향상에 긍정적인 영향을 준 것으로 판단된다.

풍력에너지에 관한 융합인재교육 프로그램이 초등학생의 에너지소양과 과학에 대한 태도에 미치는 영향

박용진(Park, Yongjin),소금현(So, Keumhyun) 에너지기후변화교육학회 2020 에너지기후변화교육 Vol.10 No.2

본 연구에서는 초등학생을 위한 풍력에너지 융합인재교육 프로그램을 개발하고, 학교 현장에 적용하여 에너지소양과 과학에 대한 태도에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 이를 위하여 24명의 초등학교 6학년 학생을 대상으로 연구를 실시하였으며, 에너지소양과 과학에 대한 태도에 관한 사전·사후 검사 결과를 분석하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 풍력에너지에 관한 융합인재교육 프로그램은 초등학생의 에너지소양에 긍정적인 영향을 미쳤다. 풍력에너지에 관한 융합인재교육 프로그램 적용 후 초등학생들의 에너지소양 점수는 전 영역에 걸쳐 향상되는 결과가 나타났다. 둘째, 풍력에너지에 관한 융합인재교육 프로그램은 초등학생들의 과학에 대한 태도에 긍정적인 영향을 미쳤다. 과학에 대한 태도의 세부 영역별로 보았을 경우, 전 영역에서 긍정적인 영향을 준 것으로 나타났다 셋째, 풍력에너지에 관한 융합인재교육 프로그램에 대해 초등학생들은 높은 관심과 흥미를 나타내었다. 모둠을 이루어 학생 스스로 사회적 문제를 해결하기 위한 방법을 탐구하고 산출물을 제작했다는 점에서 학생들의 수업에 대한 몰입도를 높이고, 흥미와 관심을 높이는 데 도움이 되었다. 이를 토대로 풍력에너지에 관한 융합인재교육 프로그램은 초등학생의 에너지소양과 과학에 대한 태도 향상에 긍정적인 영향을 준 것으로 판단된다. In this study, we developed STEAM program on wind energy and applied it to elementary school students to investigate the impact on energy literacy and attitudes toward science. To this end, a study was conducted on 24 6th grade elementary school students, and the results of pre- and post-tests on energy literacy and attitudes toward science were analyzed. The results of this study were as follows. First, STEAM programs on wind energy had a positive effect on the energy literacy of elementary school students. After applying STEAM programs on wind energy, the energy literacy score of elementary school students improved in all areas. Second, STEAM programs on wind energy had a positive effect on elementary school students’ attitudes toward science. When looking at the detailed areas of attitude toward science, it was found that it had a positive effect in all areas. Third, elementary students showed a high interest and expressed satisfaction in the STEAM programs on wind energy. As a group, students explored ways to solve social problems on their own and produced outputs, which helped to increase students’ immersion in class and increase their interest and interest. As described above, STEAM programs on wind energy is judged to have a positive effect on the improvement of elementary school students’ energy literacy and attitude toward science.

에너지 안전보장의 법정책적 검토 시론(試論) ― 기후위기 시대의 지속가능한 에너지 안전보장 ―

박진영 한국환경법학회 2022 環境法 硏究 Vol.44 No.3

Notwithstanding climate crisis have accelerated energy transition for carbon neutrality, greenflation and the Russia-Ukraine conflict recalled the energy security. This trend is especially crucial for Korea, where is well-know as the country of energy poverty. It naturally made us grasp why energy security is equivalent to a stable supply of energy in this nation. However, the normative discussion of the concept of energy security is imperative not only to shape the current understanding but also to draw the nature and direction to pursue the value of energy security. Two bills on energy security will be a valuable materials for this task. As a result, this paper suggests that it has the characteristics of coordination problem and risk. From this perspective, we assert that the law has a vital role to solve the aforementioned issues through the expressive function of the law. Last but not least, this research is expected to be a stepping stone for the further discussion. 기후위기 시대에 접어들면서 탄소중립을 향한 에너지 전환이 가속화되고 있다. 전통적인 에너지원인 화석연료 뿐 아니라, 에너지 전환에 필요한 핵심 광물의 가격 상승과 그로 인한 안정적인 수급의 어려움이 배가(倍加)되고 있는 실정이다. 여기에 더하여, 러시아-우크라이나 갈등은 세계 패권이 에너지를 중심으로 작동하고 있음을 새삼 깨우치게 한다. 위와 같은 배경 속에서 강조되는 개념이 바로 ‘에너지 안전보장’이다. 에너지원의 90% 가량을 수입에 의존하는 우리에게는 더욱 그러하다. 여기에 터 잡는다면 에너지 안전보장이라는 개념이 ‘에너지의 안정적인 공급’과 등치된다는 사실에 그다지 놀라지 않을 것이다. 그럼에도 불구하고 현실에서의 인식과는 별개로, 여기에 대한 규범적이고 학문적인 검토를 통해 그것이 나아가야 할 방향과 추구해야 하는 바를 세련(洗練)할 필요가 있다. 본 글은 에너지 안전보장의 개념에 관한 나름의 고찰과, 그것이 가지는 몇 가지 특성에 주목한다. 리스크적 특성과 조정 문제로서의 성격이 바로 그것이다. 이러한 견지에서 에너지 안전보장의 문제는 법률이 가지는 표현적 기능에 의해 대응되어야 함을 강조한다. 또한, 에너지 안전보장과 관련하여 근래에 발의된 두 가지 입법안의 내용을 검토함으로써 우리 사회가 해당 개념을 어떻게 바라보고 또한 어떻게 추구하고 있는지에 관한 실재적인 이해를 덧붙인다. 무엇보다, 본 글은 에너지 안전보장이라는 국내에서 학문적으로 논의되지 않은 개념을 탐구하는 시론(試論)이라는 점을 강조한다.

한국의 신재생에너지 정책의 평가모델 개발 : RPS 및 FIT를 중심으로

최종재,황찬규,문채주,Kim, Jong-Jae,Hwang, Chan-Gyu,Moon, Chae-Joo 한국전자통신학회 2013 한국전자통신학회 논문지 Vol.8 No.9

신재생에너지산업의 발전은 에너지원의 문제를 해결하기 위한 필수적인 과제라 할 수 있다. 이에 따라 세계 각국에서 신재생에너지산업을 위해 적극적으로 움직이고 있다. 신재생에너지산업은 아직 산업기반이 약하고, 산업의 특성상 규모의 경제 및 기술개발을 위한 초기 투자가 필요한 경우가 많다. 따라서, 신재생에너지산업을 육성하기 위한 정책이 실행되고 있는데 우리나라 뿐만 아니라 많은 나라에서 대표적으로 실행하는 정책이 RPS와 FIT 정책이다. 신재생에너지산업은 다양한 이해관계와 경제, 사회, 환경, 국제 등의 변수를 동시에 가지고 있으므로 이를 종합적으로 고려한 정책이 필요하다. 신재생에너지산업의 경우 평가의 지표에 해당하는 부분이 많고 고려되어야 할 변수가 많으나, 이를 모두 고려하기 힘들고 고려한다 하더라도 일관된 기준이 마련되어 있지 않은 상황이다. 따라서, 본 연구에서는 신재생에너지정책을 평가하기 위한 평가지표를 개발, 제시한다. New & renewable energy becomes a crucial subject to solve the problems inherent in the current energy resources, which results in the fast development of the new & renewable energy industry worldwide. However, not only its base is still weak but the high initial investment for technology development and certain scale of an energy market are required in many cases. For this reason, many countries in the world, including Korea, run the energy policies to foster the new & renewable energy industry such as RSP and FIT. In general, a policy should be established to take various, intertwined interests as well as a number of variables related to economic, social, environmental, and international matters into comprehensive consideration. For new & renewable energy industry, there are many variables to be considered and indexes necessary for evaluation but it is hard to take all of them into account. Even though they were considered, no criteria are available for use in a consistent manner. Therefore, this study plans to develop an evaluation model for the Korean new & renewable energy policy.

이중차분모형에 의한 에너지바우처 효과성 평가 - 저소득층 노인가구 중심으로 -

박명지 한국정책학회 2022 韓國政策學會報 Vol.31 No.2

This study aims to assess the impact of energy voucher on the energy consumption of the low income and old aged population. Using quasi-experiment method, difference-in-difference, it specifically measures the magnitude of changes in energy expenditure. The result shows that the treated group spent more money than the control group in energy consumption, and the effects was sustained for three consecutive years. It is noticeable that the magnitude of change is close to the amount of benefits provided through the voucher. It provides the evidence that the newly implemented energy voucher policy improves energy poverty conditions of the vulnerable population. The evidence also shows that the poor have not used the proper level of energy for a living. 본 연구는 2015년 처음 시행된 에너지바우처 정책이 저소득층 노인가구의 에너지 소비에 미치는 영향을 분석하고 있다. 빈곤층에 대한 에너지 관련 지원이 규모 측면이나 수혜자의 사용 측면에서 실효성이 낮았기 때문에, 준현금성 성격의 바우처 제도는 저소득층의 적정에너지 사용에 기여도가 높을 것으로 기대되었다. 본 논문에서는 한국복지패널 데이터와 이중차분 모형을 사용하여 에너지바우처 시행으로 실제 취약계층의 에너지 지출이 유의미하게 증가하였는지 추정하였다. 분석결과 에너지바우처를 수급한 가구의 에너지지출이 비수급 가구대비 더 크게 증가한 것으로 나타났다. 이 수치는 통계적으로 유의미하였으며 지출 증가 효과는 시행 3년차까지도 지속되는 것으로 나타났다. 특히, 에너지 추가 지출이 바우처 한도액 수준만큼 증가하여 그 동안 저소득 노인가구가 적정에너지를 사용하지 못하였음을 보여준다.

차세대 에너지 하베스팅 소자의 조형예술과 산업디자인 분야의 활용에 대한연구 - 차세대 태양전지와 압전소자 연구사례 중심 -

박붕익 한국기초조형학회 2016 기초조형학연구 Vol.17 No.3

Due to the depletion of fossil fuels and the environmental problems that they cause, renewable energy resources are of wide interest. Therefore, self- powering systems to harvest energy such as solar and mechanical piezoelectric phenomena have been widely explored. But, conventional renewable energy devices have been extremely limited in the field of application because of their inflexibility and larger size. Also, energy harvesting using slight movements or small energy source is impossible due to their low sensitivity. Consequently, nano-technology is being developed in order to add new functionality of energy harvesting to materials or finished work without limiting the creative sensibility of environment-friendly product designers. Novel solar and piezoelectric energy harvesting devices can be attached to clothing or wearable electronic devices owing to their cost effective, lightweight, flexible and biocompatible advantages. These are also applied to various fields such as architectures, outer walls and windows. It will bring a change in the paradigm of broad range of industries utilizing eco-friendly principles. In this paper, we introduce the latest domestic and international case studies of next-generation energy devices using nano- technology in plastic arts, architecture, fashion, and others as industrial materials. We also propose the use of energy harvesting devices in various areas rather than theoretical aspects. We hope to establish the turning point of utilizing relevant materials for those who are engaged in the plastic arts and other related field. 화석연료의 고갈과 환경문제로 인해 언제 어디서든 사용할 수 있는 신재생 에너지에 대한 관심이 증가하고 있다. 따라서 태양광, 기계적 압전현상, 풍력 등의 신재생 에너지를 이용한 자가발전 에너지 하베스팅 시스템이 광범위하게 연구되고 있다. 하지만 기존 벌크형 실리콘 태양전지나 압전소자는 큰 크기와 유연하지 못한 특성으로 인해 응용분야가 매우 한정되었으며 민감도 역시 낮아 미세한 움직임이나 작은 에너지원을 이용한 에너지 하베스팅은 불가능했다. 그러므로 친환경시대 제품디자이너들의 창의적 감수성을 제한하지 않고 작품의 소재나 완성품에 새로운 에너지 하베스팅 기능을 첨가할 수 있는 나노기술이 개발되고 있으며, 다양한 분야에서 효율적으로 전기에너지를 생산 할 수 있는 차세대 태양전지와 진동과 마찰, 압력을 에너지원으로 하는 압전소자에 적용 되고 있다. 이와 같은 혁신적인 차세대 태양광과 압전에너지 하베스팅 소자는 가볍고 유연하며 인체에 무해하여 의류나 웨어러블 전기장치의 부착 할 수 있고 형태가 가지각색인 다양한 조형물이나 건축물 외벽, 창호 등 다양한 범위에 적용 될 수 있다. 이것은 친환경 에너지 하베스팅 기능을 갖는 소재나 원료를 이용하는 매우 폭넓은 산업분야에 패더다임의 변화를 가져 올 것이다. 본 연구는 나노테크놀로지를 활용한 차세대 에너지 하베스팅 소자의 이론적 측면보다, 조형예술, 건축, 패션의류 등 분야를 막론한 산업 소재로 이용하기 위한 국내외 최신 연구사례를 소개하고 차후 다양한 분야의 활용 가능성을 제시하고자 한다. 조형예술 및 관련분야에 종사하는 사람들에게 생소한 나노테크놀로지가 적용된 차세대 에너지 하베스팅 소자와 소재 연구가 활발히 진행되고 있음을 알려, 이후 전기에너지생산 기능을 갖는 작품제작에 이와 같은 소재가 활발히 활용하는 계기와 전환점이 마련되길 희망 한다.

상품 및 서비스 혁신 : 에너지순수입의존도 및 에너지자립도 지표를 통한 우리나라 에너지경제효율분석

민윤지 ( Yun Ji Min ) 한국통상정보학회 2014 통상정보연구 Vol.16 No.2

본 연구는 1995년부터 2010년까지 국가 에너지통계의 에너지소비, 생산, 수출·입 등 실적자료를 바탕으로 우리나라의 에너지경제효율을 분석하였다. 에너지 수출·입과 에너지 생산 자료를 통해 에너지원단위, 에너지순수입의존도, 에너지자립도Ⅰ,Ⅱ를 산출하고 국가경제규모와 비교분석을 통해 우리날 에너지경제 수준을 살펴보고 시사점을 제시하는데 목적이 있다. 에너지원단위 지표를 통한 에너지효율수준 분석이 주로 이루어졌다면, 본 연구는 에너지순수입의존도와 에너지자립도를 통해 국가 에너지 수출입구조와 에너지생산수준을 추가적으로 살펴볼 수 있는 장점이 있다고 하겠다. 연구 결론으로 우리나라는 에너지경제효율 수준이 상당히 낮은 수준으로 국가적 정책 차원의 에너지효율개선의 필요성을 제기한다. The study was focused on the Energy Efficiency of Korea. Thus this study calculates Energy Intensity and Energy Dependence, Energy Independence rate using data Korea Energy Statistics. This study calculate ``Energy Intensity``, ``Energy Dependence``, ``Energy Independence rate``, which is making use of the Gross Domestic product, Energy Consumption, Energy Export and Import, Energy Gross Input. The analysis of the pater suggests that this goal can be achieved throuth improved efficiency of Energy consumption and Energy Independence.