전력 생산 에너지 비중 구조에 따른 주요 국가별 효율성 비교

박응석,김대철 경성대학교 산업개발연구소 2016 산업혁신연구 Vol.32 No.1

본 연구에서는 OECD 국가와 비 OECD 국가의 전력 생산 효율성을 살펴보았다. 전력 생산 효율성을 분석하기 위해 연구방법으로는 DEA와 Post-DEA를 활용하였다. 이러한 연구방법을 토대로 각 국가의 전력생산 효율성과 단계적 벤치마킹 대상을 파악하고, 각 국가의 전력 생산을 위한 개별 에너지원의 비중이 효율성과 연관성 있는 패턴을 보이는지 살펴보았다. 이러한 결과를 바탕으로 본 논문은 효율성 관점에서의 전력 생산 에너지원의 비중에 대해서 정책적인 제언을 하였다. DEA 분석 중 CCR 모델에서 가장 효율성이 높은 국가는 전체 19개 국가 중 5개 국가였으며 전체 평균 효율성은 0.883이었다. 한편, BCC 모델에서 가장 효율성이 높은 국가는 12개 국가였으며 전체 평균 효율성은 0.951이었다. Post-DEA인 Tier 분석을 실시하여 단계적 벤치마킹의 대상을 파악하였다. 전체 3그룹 중 Tier 1에는 한국을 포함한 5개 국가가 선정되었으며 Tier 2에는 7개 국가, Tier 3에는 4개 국가가 선정되었다. 이러한 결과로 상대적으로 더 높은 국가별 전력 효율성을 벤치마킹하는 경로 정보를 얻을 수 있었다. 또한, 효율적인 국가들의 에너지 비중을 파악하였다. 전력 효율성은 각 국가가 보유하고 있는 부존자원의 유무에 따라 차이가 생긴다는 특징을 발견할 수 있었다. 대부분의 효율적인 국가는 충분한 부존자원인 화석에너지를 사용하고 있었다. 충분한 부존자원이 없는 국가들은 전력 효율성 차원에서 원자력에너지를 사용하였다. 한국은 부존자원이 없지만 가장 효율적으로 전력을 생산하는 국가이기 때문에 한국은 원자력에너지를 사용하는 정책을 유지하는 것이 효과적일 수 있다. In this research, the efficiency of generating electricity for major OECD countries and non-OECD countries was studied. DEA and Post-DEA methods were used to analyze efficiency of generating electricity. Under these research methods, it figured out electric efficiency of each of countries and phased benchmarking objects as well as the distinctive feature of efficient countries by electricity production sources’ composition. With these results, this paper suggested a policy about the composition of electricity production sources in terms of efficiency. The overall average efficiency was 0.883 and 5 countries of all 19 countries were the most efficient counties in CCR model. On the other hand, there were 12 countries which were the most efficient countries in BCC model with the overall average efficiency 0.951. In tier analysis, it divided each of countries into 3 groups. They are 5 countries in Tier 1 groups including of Korea, 7 countries in Tier 2 groups. and rest of countries that did not be included in these Tier groups. This result could give information about the way of benchmarking to make better electricity efficient countries. Also, an energy composition of the efficient countries was found. There is distinctive feature that electricity efficiency was depended on how much the endowed resources were held. Most of the efficient countries using fossil energy sources had sufficient endowed resources. Otherwise, using nuclear energy was recommended in terms of electric energy efficiency. Because Korea is one of the most efficient country even though does not have sufficient endowed resources, Korea should keep their generating policy using nuclear energy to generate electricity efficiently.

드레인 조절회로를 이용한 무선전력전송용 고이득 고효율 Class-E 전력증폭기 설계

김상환(Sanghwan Kim),서철헌(Chulhun Seo) 대한전자공학회 2014 전자공학회논문지 Vol.51 No.9

우리나라 전력시장의 효율성과 안정성 - 해외 전력시장 경험의 교훈

안현효(Hyeon-Hyo Ahn) 한국경제발전학회 2007 經濟發展硏究 Vol.13 No.2

  본 논문은 전력시장 구조개편(1998~2004)의 산물인 전력시장을 평가함으로써 한국의 전력산업구조개편의 교훈을 도출하고자 한다.<BR>  현재 전력거래소에서 관리하는 원가반영시장(CBP: 2001~)은 양방향 입찰시장(TWBP) 이전의 임시방편적인 시장이었다. 하지만 전력시장구조개편이 중단된 현재 CBP 시장은 발전부문에 지나친 초과이윤이 지불되는 문제와 과잉설비투자의 위험을 가지고 있어 전력거래소는 이를 보완하기 위해 단일 SMP 제도를 추진하고 있다.<BR>  본 논문은 다양한 해외의 전력구조개편 실험을 살펴봄으로써 현재 우리나라 전력시장에서 나타나고 있는 문제가 전력시장의 설계 오류가 아니라, 전력시장의 아이디어 자체의 문제라는 교훈을 이끌어 내고자 한다. 이에 의하면 전력시장이 초래하리라고 기대된 전력산업의 경쟁력 강화라는 목표는 정보의 비대칭성, 전력시장에서의 시장지배력, 전력거래의 조정실패의 문제 등으로 인한 시장실패 때문에 달성하기 어려운 과제가 되었다. 이는 전력이라는 서비스가 수요와 공급이 매우 비탄력적이라는 특수한 성격을 가지고 있기 때문이다. 게다가 전력은 생산 후 송ㆍ배전망을 통해서 소비자에게 전달되어야 하는데 이 과정에서 계통안정성의 문제가 나타난다.<BR>  본 연구는 효율성과 안정성의 측면에서 볼 때, 전력시장은 전력산업의 경쟁력 강화와 이를 통한 가격의 하락 등 초기의 약속을 달성할 수 없다는 결론을 내리고 전력시장에 대한 보다 근본적 재검토가 필요하다고 주장한다.   This article offers insights regarding the implications of reform in the electric power industry in Korea since 1999 based on detailed analysis of the Korean electric power market. Korea Power Exchange(KPX) is responsible for the wholesale electricity trade(Market Operation: MO), called Cost-based Pool (CBP), as well as system operation(SO) of transmission process of electricity. In order to keep the retail price at a reasonable level, Korean government and KPX have operated dual marginal price system called Base-Load Marginal Price(BLMP) and System Marginal Price(SMP).<BR>  However CBP market, after the termination of electricity restructuring reform, shows some drawbacks such as the risk of overinvestment for generation sector owing to the malfunction of CBP market inducing more revenues into generation sector from distribution sector. In order to solve this problem, KPX tries to introduce single SMP system. This proposal, however, conceals single SMP is not workable because it causes the inflation of electricity price.<BR>  By examining the experience of electricity markets in other countries, this article raises the fundamental question whether the electricity market has fundamental weakness owing to the uniqueness of electricity itself or not. This article summarizes the problems of electricity market as market failure owing to market power, asymmetries of information and transaction cost from vertical dis-integration. This experience shows it appears as an unfulfilled promise that efficiency and price decline will be obtained through the electricity market.<BR>  Furthermore, electricity market must guarantee transmission reliability too. The market operation in this sector necessarily increases the electricity trade from one region to another, which can increase the burden at the transmission line. The close relationship between market operation and system operation of transmission demands the critical reevaluation of electricity market including supply stability as well as efficiency of resource allocation. Since the restructuring the electricity industry, the frequent blackouts have been closely related to the market operation.<BR>  After close reexamination of the electricity market experience of different countries, this article concludes the fundamental reexamination of the market is necessary and must be, instead of further development of electricity market.

적응형 바이어스 조절 회로를 사용한 무선에너지 전송용 고효율 전력증폭기

황현욱(Hyunwook Hwang),서철헌(Chulhun Seo) 대한전자공학회 2012 전자공학회논문지 Vol.49 No.10

스마트폰의 구성 변수에 따른 전력 효율성 분석

손동오(Dong-Oh Son),김종면(Jong-Myon Kim),김철홍(Cheol-Hong Kim) 한국컴퓨터정보학회 2013 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.18 No.5

스마트폰의 등장과 함께 사용자들은 다양한 애플리케이션을 통해 보다 효율적으로 모바일폰을 구성할 수 있게 되었다. 하지만, 스마트폰의 발전에도 불구하고 스마트폰의 배터리는 휴대성을 제한하고 있다. 스마트폰의 전력 효율성은 컴퓨터 시스템 연구 분야에서 아주 중요한 이슈이다. 본 논문에서는 스마트폰의 전력 효율성을 알아보기 위해 여러 구성 변수를 선택하여 실험을 수행하였다. 구성 변수로는 프로세서, 디스플레이, 운영체제를 고려하였고 각 구성 변수에 따라 여러 개의 애플리케이션을 활용하여 실험하였다. 실험 결과, 프로세서의 복잡도에 따라서도 전력 소비량이 증가하였고, 디스플레이크기 증가에 따라 전력소비량 또한 증가하였다. 하지만, 운영체제에서는 다른 전력 소비 패턴을 보였다. Android 운영체제의 경우 인터넷과 영상처리 애플리케이션에서 높은 전력 소비량을 보이며 음악 감상, 카메라 애플리케이션에서 낮은 전력 소비량을 보였다. iOS의 경우에는 게임과 인터넷 애플리케이션에서 높은 전력 소비량을 보이며 카메라와 영상처리에서 낮은 전력 소비량을 보였다. 전체적으로 Android 운영체제보다 iOS 운영체제에서 전력 효율성이 높음을 알 수 있었다. 이는 iOS는 하드웨어와 운영체제를 병행하여 개발하기 때문에 Android보다 최적화가 잘 이뤄진 것으로 판단된다. 또한, Android는 하드웨어에 최적화된 운영체제 수정이 필요함을 실험을 통해 알 수 있었다. Smartphone enables diverse applications to be used in mobile environments. In spite of the high performance of smartphones, battery life has become one of the major constraints in mobility. Therefore, power efficiency of the smartphone is one of the most important factors in determining the efficiency of the smartphone. In this paper, in order to analyze the power efficiency of the smartphone, we have various experiments according to several configuration parameters such as processor, display and OS. We also use diverse applications. As a result, power consumption is dependent on the processor complexity and display size. However, power consumption shows the unpredictable pattern according to the OS. Smartphone using android OS consumes high power when internet and image processing applications are executed, but It consumes low power when music and camera applications are executed. In contrary, smartphone based on iOS consumes high power when game and internet applications are executed but it consumes low power when camera and processing applications are executed. In general, smartphone using iOS is more power efficient than smartphone based on android OS, because smartphone using iOS is optimized in the perspective of the hardware and OS.

LDMOS를 이용한 광대역, 고효율 전력증폭기의 설계

최상일(Sang-Il Choi),이상록(Sang-Rok LEE),이영철(Young-Chul Rhee) 한국전자통신학회 2015 한국전자통신학회 논문지 Vol.10 No.1

종래의 LDMOS를 사용한 전력증폭기는 AB-급 및 도허티 방식으로 60MHz 대역폭의 협대역에서 55%의 효율을 보여주고 있으나, 기지국의 전력증폭 모듈의 RRH의 적용에 따라 100MHz이상의 대역확장과 60%이상의 고효율 전력증폭기를 요구하고 있으므로, 본 연구에서는 LDMOS FET를 이용한 J-급 전력증폭기를 설계하여 200MHz대역에서 60%이상의 고효율 특성을 나타내었다. 설계한 J-급 전력증폭기는 2차 고조파 부하가 순수한 리액턴스 성분만을 포함하고 작은 양호도 Q 값을 갖도록 출력단 정합회로를 최적화 시켰다. 측정결과 WCDMA 주파수 대역을 포함한 2.06~2.2GHz에서 연속파 신호를 입력하였을 때 62~70%의 전력 부가효율(PAE)의 특성을 갖는 10W급 J-급 전력증폭기를 구현하였다. Existing LDMOS power amplifier that used class-AB and doherty system shows 55% of efficiency in 60MHz narrow band. Because RRH has been applied to power amplifier at base station. It is required that over 100MHz expanded band and more than 60% high efficiency power amplifier. In this paper we designed class-J power amplifier using LDMOS FET which has over 60% high efficiency characteristic in 200MHz. The output matching circuit of designed class-J power amplifier has been optimized to contain pure reactance at second harmonic load and has low quality factor Q. As a measurement result of the amplifier, when we input continuous wave signal, we checked 62~70% of power added efficiency(PAE) in 2.06~2.2GHz including WCDMA frequency as a 10W class-J power amplifier.

지속가능한 에너지소비 실천정보 현황분석 연구 - 에너지효율관련 표시제도를 중심으로

황은애 한국소비자정책교육학회 2009 소비자정책교육연구 Vol.5 No.4

본 연구는 지속가능한 에너지소비생활의 확산을 목표로 하여 에너지의 효율향상과 절약행동을 실천하는데 필요한 중요정보 중 하나인 에너지효율관련 표시제도가 소비자정보활용 측면에서의 현황과 문제점을 검토하여 에너지효율제품의 선택과 효과적인 사용을 증진시킬 수 있는 차원으로 제도의 개선방안을 제시하였다. 고효율제품의 보급 확대와 소비자선택을 위한 정보제공 등의 목적으로 시행되고 있는 에너지소비효율등급표시와 대기전력저감프로그램 등의 표시제도를 검토한 결과, 소비자선택에 유용한 정보로 활용하는데 여러 가지 문제점을 나타내고 있고 특히 소비자가 신뢰성을 갖기에 미흡한 측면이 존재하였으며 대기전력저감우수제품의 경우, 실태조사 결과 에너지절약마크의 미부착 사례가 많아 낮은 보급율의 주요 원인으로 분석되었다. 이러한 결과는 고효율제품관련 표시제도의 운영방향을 사업자 규제의 측면 뿐 아니라 소비자 정보활용성 증대 차원으로 강화해야 하는 필요성을 보여준다고 할 수 있다. 따라서 이에 기초하여 지속가능한 에너지소비 유인을 위한 관련 표시제도의 개선방안을 제시하였다.

우리나라에서 비농업 부문의 물 효율성, 경제성장, 전력생산 및 CO₂배출 간의 관계 분석

정용훈,이성훈,Jung, Yonghun,Lee, Seong-Hoon 한국수자원학회 2018 한국수자원학회논문집 Vol.51 No.12

본 연구는 우리나라의 1990-2014년 시계열 자료를 활용하여 물 효율성, 경제성장, 전력생산 및 이산화탄소 배출 간의 장 단기 인과관계를 실증적으로 분석하였다. 기존 연구들이 경제성장, 이산화탄소 배출 및 전력 및 에너지에 국한되어 분석을 한 반면 본 연구는 기존 변수들과 더불어 물 효율성과의 관계를 설명하였다는 기여를 가지고 있다. 실증분석결과를 살펴보면, 네 변수들은 단기조정관계를 통해 장기적으로 균형상태에 도달한다는 것과 변수들 간의 인과관계에서 이산화탄소 배출과 경제성장은 물 효율성의 원인이 되고 이산화탄소 배출과 경제성장 및 물 효율성은 전력생산의 원인이 된다는 사실을 발견하였다. 또한 물 효율성에 대한 장기 영향계수 추정결과를 통해 전력생산의 증가와 경제성장 및 이산화탄소 배출의 감소는 물 효율성을 증가시키며, 일정 수준 이상의 경제성장은 물 효율성의 증가속도를 감소시킨다는 경제성장과 물 효율성의 역U자형 관계를 확인하였다. We have examined dynamic relationships among water-efficiency, economic growth, electricity generation, and $CO_2$ emissions in Korea using various time-series analysis methods for 1990-2014. While previous studies have been limited to economic growth, $CO_2$ emissions, and electricity generation, this study contributed to explain the relationship between existing variables and water-efficiency. We find that the four variables reach a balanced state in the long run through short-term adjustment, $CO_2$ emissions and economic growth are responsible for water efficiency, and that $CO_2$ emissions, economic growth and water efficiency are the causes of electricity generation. The long-term impact coefficient estimates on water-efficiency show that the increase in electricity generation and the decrease in $CO_2$ emissions increase water-efficiency. Although economic growth has increased water-efficiency, moreover, we have identified an inverted U-shaped relationship between economic growth and water-efficiency, which suggests that economic growth above a certain level reduces the rate of increase in water-efficiency.

우리나라에서 비농업 부문의 물 효율성, 경제성장, 전력생산 및 CO2배출 간의 관계 분석

정용훈,이성훈 한국수자원학회 2018 한국수자원학회논문집 Vol.51 No.12

We have examined dynamic relationships among water-efficiency, economic growth, electricity generation, and CO2 emissions in Korea using various time-series analysis methods for 1990-2014. While previous studies have been limited to economic growth, CO2 emissions, and electricity generation, this study contributed to explain the relationship between existing variables and water-efficiency. We find that the four variables reach a balanced state in the long run through short-term adjustment, CO2 emissions and economic growth are responsible for water efficiency, and that CO2 emissions, economic growth and water efficiency are the causes of electricity generation. The long-term impact coefficient estimates on water-efficiency show that the increase in electricity generation and the decrease in CO2 emissions increase water-efficiency. Although economic growth has increased water-efficiency, moreover, we have identified an inverted U-shaped relationship between economic growth and water-efficiency, which suggests that economic growth above a certain level reduces the rate of increase in water-efficiency. 본 연구는 우리나라의 1990-2014년 시계열 자료를 활용하여 물 효율성, 경제성장, 전력생산 및 이산화탄소 배출 간의 장·단기 인과관계를 실증적으로 분석하였다. 기존 연구들이 경제성장, 이산화탄소 배출 및 전력 및 에너지에 국한되어 분석을 한 반면 본 연구는 기존 변수들과 더불어 물 효율성과의 관계를 설명하였다는 기여를 가지고 있다. 실증분석결과를 살펴보면, 네 변수들은 단기조정관계를 통해 장기적으로 균형상태에 도달한다는 것과 변수들 간의 인과관계에서 이산화탄소 배출과 경제성장은 물 효율성의 원인이 되고 이산화탄소 배출과 경제성장 및 물 효율성은 전력생산의 원인이 된다는 사실을 발견하였다. 또한 물 효율성에 대한 장기 영향계수 추정결과를 통해 전력생산의 증가와 경제성장 및 이산화탄소 배출의 감소는 물 효율성을 증가시키며, 일정 수준 이상의 경제성장은 물 효율성의 증가속도를 감소시킨다는 경제성장과 물 효율성의 역U자형 관계를 확인하였다.

다꾸치 디자인 법을 이용한 염료감응 태양전지의 제조조건의 효율 기여효과에 관한 연구

최찬수,송규호 大田大學校 産業技術硏究所 2019 산업기술연구소 論文集 Vol.30 No.2

이 연구는 다꾸치 방법을 사용하여 염료감응 태양광 전지의 제작조건의 효율 기여효과를 조사하기 위하여 수행하였다. 제작조건으로서 여러 가지 TiO2 층, TiO2 입자의 크기 및 티타늄뷰톡사이드용액의 방울 수를 선택하였다. TiO2 층으로부터 67%, 입자의 크기로부터 32% 및 티타늄뷰톡사이드용액의 방울 수로부터 0.9%의 효율 향상 기여가 있다는 것을 발견하였다. 0.2 M 티타늄 뷰톡사이드의 한 방울(0.03 mL)을 불소 도핑한 주석 산화물(FTO) 전도성 유리 기저 물에 회전 피복하고 건조한티타늄뷰톡사이드막 상에 18 nm TiO2 슬러리의 0.0635 mm 두께의 층과 이를 건조한 18 nm TiO2 막상에400 nm TiO2 슬러리의 0.0635 mm 두께의 층으로 피복하고 건조한 후에 마지막으로 520oC에서전체 막을 작열하여 만든 가장 얇은 막을 가진 전지가 최대 극대 광전환 효율(ƞmax)을 보였다. 크로마토그리피 칼럼으로 정제한 N719 염료를 사용한 전지가 100 mW/cm2 광조명의 세기에서 8.03mA/cm2의 극대 광 전류밀도(Jmax), 3.0 mW/cm2의 극대 광 전력밀도(Pmax) 및 3%의 극대 광전력 변환효율(ƞmax)을 보였다. 같은 칼럼 정제법으로 정제한 N3 염료는 같은 조명도에서 6.10 mA/cm2의 극대전류밀도, 2.5 mW/cm2의 극대 전력밀도 및 2.5%의 광전력 변환효율을 나타내었다. 그러므로 N719염료가 N3 염료보다 약간 높은 광 변환효율값을 보였다. 또한 정제한 염료가 정제하지 않은 염료에비하여 약 0.3% 높은 광 변환효율을 나타내었다. 이 연구에서 효율은 박막을 만드는 데에 제약이 있기 때문에 비교적 낮았다; 스카치 테이프로 얻어진 가장 얇은 슬러리 층은 0.0635 mm이었다. 그러므로 이 연구로부터 가장 얇은 박막의 두께도 높은 효율을 얻기 위해서는 두꺼운 편이었다. 결과적으로 광은 두꺼운 막에 의하여 흡수되고 염료 분자에 도달하는 이용 가능한 광의 세기를 감소시키며박막으로부터 염료 분자를 통해서 이동하는 전자의 거리를 증가시켜 도선에 오르기 전에 전자는 사멸을 초래한다. 이것은 효율을 향상시키기 위한 얇은 막을 얻기 위하여 닥터 불레이드나 스크린 프린터와 같은 도구를 사용하여야 한다는 것을 의미한다.