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태양광 발전 패널과 ESS가 적용된 건물의 피크부하제어에 따른 전력사용량 절감효과 분석

Author

정진우, 구보경

Journal Title

설비공학 논문집

Publication Year

2021

Topics

#Photovoltaics

Summary

This study analyzed the effect of reducing power consumption through peak load control using ESS in a low-energy office building equipped with a photovoltaic (PV) system and ESS. The results showed that PV generation supplied 22% of the building's electricity consumption, and ESS operation reduced grid power consumption by up to 5.83%.

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A critical review of control schemes for demand-side energy management of building clusters

Kaspar K.,Ouf M.,Eicker U. · 2022

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농촌건축물에너지설계 농업생명과학대학 생태조경·지역시스템공학부
전선 / 대학원
농업 시설 및 건축물의 운영에서 가장 중요한 사항은 에너지의 흐름을 최적화하고 부하를 최소화하는 것이다. 이에 따라 최근에 에너지 문제 해결을 위한 가장 대표적인 방법으로는 기존 에너지 절감기술과 신재생에너지 기술 개발이 있다. 신 재생에너지 개발과 비교하여 기존 에너지 절감기술은 훨씬 더 경제적이고 현실성이 높으나 향후 새로운 기술 개발을 위해서는 에너지의 흐름을 분석하고 설계하는 기술이 필수적이다. 이번 강의를 통해서, 농촌지역의 주거 및 생산시설 설계 시, 냉난방 에너지 부하 절감을 고려한 건축물 구조, 단열, 환경조절 시스템 등의 적정 설계에 대한 방법 및 기술들에 대하여 소개하고자 한다. BES (Building energy simulation) 모델링을 통하여 각 대상 구조 별 프로젝트를 수행함으로써 시뮬레이션에 대한 이해도를 향상시키고자 한다.
- # Renewable energy
- # Architectural engineering
- # Architecture
농업시설신재생에너지공학 농업생명과학대학 생태조경·지역시스템공학부
전선 / 대학원
우리나라는 에너지 자원의 고갈에 따른 위기에 직면하고 있으며 고유가 에너지 문제를 해결하기 위해 많은 노력을 시도하고 있다. 저탄소화 및 녹색산업화에 기반을 두고 녹색 성장력을 배가 시키기기 위한 많은 노력이 이루어지고 있다. 이에 따라 각 산업 분야에서 발생하는 에너지 부하의 감소를 위해 많은 연구가 진행되고 있으며 특히 농업에서는 소득에 큰 비중을 차지하는 에너지 부하를 절감하고 효율적으로 에너지를 사용하고자 노력하고 있다. 많은 신재생에너지원들은 자연 그대로의 에너지를 활용하므로 수입 에너지에 의존하는 농업 에너지 현실에 근본적인 대안이 될 수 있다. 본 강의를 통해 농촌 지역의 온실, 축사 등 농업생산ㆍ시설단지에 활용이 가능한 신재생에너지를 소개하고 각각의 에너지원에 대한 기술적 소개 및 기존 에너지원과의 경제성 분석을 실시한다. 또한 이를 이용한 농촌의 수입 증대 및 농촌의 산업 활성화의 기여 방안에 대해 소개하고자 한다.
- # Renewable energy
- # Engineering
- # Energy engineering
환경열공학 공과대학 기계공학부
전선 / 학사
이 과목은 열역학, 유체역학 및 열전달에 관한 기본 이론을 바탕으로 냉동시스템, 공기조화시스템부터 탄소중립 및 이산화탄소 저감을 위한 태양열 발전, 수소연료전지, 친환경차 통합 열관리 등을 다룬다. 실제 생활과 연관된 냉난방, 가습, 청정, 환기, 공기유동 등에 대한 기본 개념을 확립함으로서, 새로운 개념의 다양한 열이용 기기들을 효율적으로 설계하고 분석하는 능력을 확보하는 것을 목표로 한다. 열에너지의 합리적인 이용에 관해 학습하며 신재생에너지의 효과적인 활용을 위한 시스템 최적화를 수행한다. 특히, 친환경차 구성품의 각기 다른 열적 요구사항을 분석하고 가장 효율적으로 열관리를 수행할 수 있는 통합 열관리 시스템을 설계함으로써 다양한 경계조건 하의 열시스템 최적화 기법에 대해 학습할 수 있도록 한다.
- # Engineering
- # Thermodynamics
- # Fluid mechanics
전력ICT 이론 및 응용 공학전문대학원 응용공학과
전선 / 대학원
본 과목에서는 전력 소비자를 중심으로 연구되고 있는 에너지-ICT 융합기술의 이론과 응용방법을 학습한다. 우선 전력시스템과 전력 소비자와의 인터페이스가 되는 가정/빌딩/공장의 에너지관리시스템 기술을 살펴보고, 에너지관리시스템의 주요 기능인 수요반응에 대하여 학습한다. 또한 센서와 통신기술을 이용하여 전력사용량과 같은 전력 소비자 데이터를 수집하는 사물인터넷 융합기술을 살펴본다. 그리고 빅데이터 융합기술로서 많은 양의 전력 소비자 데이터를 효과적으로 처리/분석하고 응용하기 위한 전력 빅데이터 기술을 학습한다. 마지막으로 에너지-ICT 융합기술의 응용 사례를 통해 실제 전력시스템 적용시의 효과 및 이슈에 대하여 살펴본다.
- # Internet of things
- # Electricity
- # Electric power system
에너지 산업 분석론 공과대학 협동과정 기술경영·경제·정책전공
전선 / 대학원
국민생활과 산업발전에 없어서는 안될 전력에 대해 공학적·경제학적 통합분석을 수행한다. 주로 project evaluation, optimal plant mix, DSM(Demand Side Management), Forecasting Methods, IRP(Integrated Resource Planning), marginal cost pricing, peak-load pricing, time-of-use pricing, rate of return regulation, price cap regulation, econimies of scale, economies of scope, subadditivity, efficiency, privitization, emission control, environmental damage cost, environmental control cost, shadow price, internalization of social cost 등을 다룬다.
- # Electricity
- # Environmental economics
건축설비계획특론 공과대학 건축학과
전선 / 대학원
① 기계설비계획: 건축물에서의 난방설비, 공기조화설비, 급배수설비, 열원기기 계획시의 고려사항을 중규모 건물의 기계설비 설계를 통하여 공부하고, 건물 자동화 시스템의 적용에 따른 타당성을 공부한다. ② 전기설비계획: 건축물에서의 조명설비, 배선설비, 수변전설비, 그리고 약전설비 계획시의 고려사항을 중규모 건물의 전기설비 설계를 통하여 공부하고, office automation, telecommunication 시스템의 적용에 따른 타당성을 공부한다.
- # Hvac
- # Systems design
- # Automation
신 전력생산 운용기술 공학전문대학원 응용공학과
전선 / 대학원
기후변화 대응 전략 중 대표적인 방법이 청정 전력의 생산 증대와 이를 효과적으로 운영하는 것이다. 즉 청정에너지 생산의 증대 및 생산부터 송배전 및 사용 과정에서 효율 향상, 재생에너지를 비롯한 청정에너지가 많이 발전되는 시간대 및 최소화되는 시간대의 전력생산, 운영 및 저장된 신재생에너지의 사용 등이 대응 전략의 기본이 될 것이다. 본 교과목은 이런 측면에서 새로운 기후변화 전략에 의하여 전력계통의 운영에 필요하게 된 신 전력기술에 대하여 종합적으로 다루고자 한다. 본 강좌에서 다루는 주요 내용은 - 발전원으로서 원전, SMR(small modular reactor), 태양광 및 풍력, 수소터빈 발전, 연료전지, 수력, 조력 발전 등 - 에너지 저장시설로 수소생산, BESS(battery energy storage system), 양수발전과 기타 에너지 저장설비 - 전력운용방법으로 HVDC, MVDC와 Smart Grid - 전력거래방식의 현대화 등을 포함한다.
- # Renewable energy
- # Electricity
전력시스템운영론 공과대학 전기·정보공학부
전선 / 대학원
이 과목은 전력시스템의 계통 운영의 전반에 대해 다룬다. 전력시스템 운영의 목적은 경제성과 신뢰성을 확보하는 것으로서, 이 목적을 최대한 충족시키는 최적화 방법(optimization technique)을 배운다. 전력시스템의 안전도(security)에 대해 배우고, Cost model, 경제 급전(Economic dispatch), 최적 조류 계산(Optimal power flow) 등을 배운다.
- # Electric power system
- # Mathematical optimization
건축환경설계 공과대학 건축학과
전선 / 학사
건축환경분야의 통합적인 문제 해결 능력배양을 목적으로, 기존에 지어진 건축물을 대상으로 현재의 환경상태를 분석, 평가하고, 실제의 건축 프로그램의 분석을 토대로 다양한 건축환경계획 및 설비시스템의 조건에 대응하여 주제별 개념정립, 분석, 시뮬레이션에 의한 대안 평가를 통해 종합적인 환경 개선을 위한 제안을 할 수 있는 방안에 대하여 학습한다.
- # Environmental design
- # Environmental Science
- # Architectural engineering
신재생에너지 공과대학 에너지자원공학과
전선 / 학사
중요성이 높아지고 있는 신재생에너지의 공학적 특성, 원리, 배경기술, 한계, 그리고 이들의 상호연관성을 배운다. 또한 태양열, 풍력, 조력, 지열, 바이오매스 등 다양한 신재생에너지를 경제적인 관점에서의 장단점을 분석한다.
- # Renewable energy
- # Geothermal energy
바이오열역학 농업생명과학대학 바이오시스템·소재학부
전필 / 학사
열과 일, 에너지에 대한 기초 개념을 이해하고 열에너지의 이용 효율 극대화를 위한 열역학 시스템의 공학적 설계 능력과 성능 분석을 위한 기초과학 이론을 습득하고, 이를 농산물 저장, 건조, 운송, cold--chain 등에 적용하고, 생명공학이나 물질대사, 자연환경 에너지의 분석, 폐기물 처리 등에 적용하는 능력을 배양한다.
- # Thermodynamics
- # Waste treatment
건축환경시뮬레이션연구 공과대학 건축학과
전선 / 대학원
본 과정은 열, 에너지, 빛, 공기 등과 같은 환경제어시스템의 종합적인 분석과 설계/관리 전략을 위한 기술을 습득하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 본 과정은 크게 컴퓨터이용환경계획, 건물열에너지해석, 건물유체해석, 퍼실리티매니지먼트 계획 등의 4가지 세부주제로 구성되어 있다.
- # Environmental Science
- # Architectural engineering
- # Architecture
건물열에너지이론 공과대학 건축학과
전필 / 학사
건축기계설비 시스템의 기초 공학이론을 숙지함으로써 장차 건축기계설비 엔지니어링과 관련한 교과목을 이해하기 위한 기초지식을 터득할 뿐 아니라, 전기 및 소방, 건축시공 및 구조 등의 엔지니어링 업무를 수행하기 위한 기초지식을 습득한다. 열역학적 성질, 열역학 제1법칙과 제2법칙, 열역학 사이클, 습공기선도, 전도열전달, 대류열전달, 복사열전달, 증발 및 수분이동, 건물 냉난방 부하 및 에너지 해석 등과 같은 건축물과 냉난방 시스템의 열역학 및 열전달적인 기본개념을 배우고, HVAC 시스템 및 자동제어 시스템 등과 같이 실제 기계설비에서의 응용을 배운다.
- # Thermodynamics
- # Law of thermodynamics
- # Thermodynamic process
도시 형태와 에너지 환경대학원 도시계획학과
전선 / 대학원
오늘날 도시는 세계 에너지 소비와 온실가스 배출에 막대한 기여를 하고 있다. 국제적 맥락에서 저에너지 도시개발의 촉진을 위해 도시의 형태와 에너지의 상관관계에 대한 적절한 이해가 필요하다. 본 교과목의 목표는 글로벌 관점에서 도시 형태에 따른 에너지 성과에 대한 최신이슈의 이해, 최신 모델링 기법과 탐구적 설계 응용 프로그램을 학생들이 이용할 수 있도록 돕고자 하는데 있다. 본 교과목에서는 도시 형태를 정의하는 양적 연구방법에 따라 교통, 건물에너지, 건물 및 기반시설 에너지, 분산형 재생가능에너지의 4가지 분야에 대한 에너지 효율과 도시 형태와의 상관관계에 대해서 다룬다. 도시 스케일의 에너지 모델링에 대한 최신 툴을 다루게 될 것이며, 수업 시간에 다룰 일부 툴은 글로벌 문화와 도시 규제의 맥락에서 다양한 도시 형태별 에너지 효율을 측정하고 살펴보는데 활용한다. 본 교과목에서는 추가적으로 에너지를 고려한 계획과 설계 기법, 용도구역설정 및 기타 정책기법을 다룰 것이며, 최종적으로 도시 형태와 에너지 효율, 에너지 중심의 도시계획과 디자인 원칙에 대해서 학습하고 다룬다.
- # Renewable energy
- # Energy consumption
- # Urban planning
도시 형태와 에너지 환경대학원 환경관리학과
전선 / 대학원
오늘날 도시는 세계 에너지 소비와 온실가스 배출에 막대한 기여를 하고 있다. 국제적 맥락에서 저에너지 도시개발의 촉진을 위해 도시의 형태와 에너지의 상관관계에 대한 적절한 이해가 필요하다. 본 교과목의 목표는 글로벌 관점에서 도시 형태에 따른 에너지 성과에 대한 최신이슈의 이해, 최신 모델링 기법과 탐구적 설계 응용 프로그램을 학생들이 이용할 수 있도록 돕고자 하는데 있다. 본 교과목에서는 도시 형태를 정의하는 양적 연구방법에 따라 교통, 건물에너지, 건물 및 기반시설 에너지, 분산형 재생가능에너지의 4가지 분야에 대한 에너지 효율과 도시 형태와의 상관관계에 대해서 다룬다. 도시 스케일의 에너지 모델링에 대한 최신 툴을 다루게 될 것이며, 수업 시간에 다룰 일부 툴은 글로벌 문화와 도시 규제의 맥락에서 다양한 도시 형태별 에너지 효율을 측정하고 살펴보는데 활용한다. 본 교과목에서는 추가적으로 에너지를 고려한 계획과 설계 기법, 용도구역설정 및 기타 정책기법을 다룰 것이며, 최종적으로 도시 형태와 에너지 효율, 에너지 중심의 도시계획과 디자인 원칙에 대해서 학습하고 다룬다.
- # Renewable energy
- # Energy consumption
- # Urban planning
건축환경시스템 공과대학 건축학과
전선 / 학사
건축물의 환경생태학적 특성에 대한 이해를 바탕으로 다양한 환경성능을 만족시킬 수 있는 건축적 요구사항, 건축환경이론에 근거한 환경시스템의 분석, 평가에 의하여 건축환경시스템의 개념 및 기본원리를 파악하고 건축환경계획에 응용하는 방법에 대하여 학습한다.
- # Architecture
- # Architectural engineering
- # Environmental Science
최적화기법의 전력시스템 응용 공과대학 전기·정보공학부
전선 / 대학원
본 강좌에서는 계통 운영과 계획, 시장 연계, 성능평가와 신뢰도 평가 등을 위한 전력계통 분석기법을 소개한다. 전력 계통 예제를 통하여 convex optimization, 동적 최적화, 최적 제어 등에 대한 주요 알고리즘을 소개한다. 본 강의에서는 convex optimization에 대한 interior-point methods, decision theoretic planning, Markov decision processes, 선형 계획법, 동적 계획법, 최적 제어 기법과 비선형 최적화에 대한 최적화 조건과 같은 주제들을 다룬다.
- # Electric power system
- # Mathematical optimization
- # Markov decision process
태양에너지 변환 소재 및 소자 공과대학 재료공학부
전선 / 대학원
태양에너지는 무한한 청정 에너지원으로 기후변화 문제에 대응할 수 있는 가장 이상적인 대안이다. 이 강의는 태양에너지를 에너지원으로 활용하는 가장 대표적인 방법인 태양광발전을 위한 태양전지 기술에 관한 것으로, 태양전지의 기본적인 작동원리부터 태양전지를 구성하는 다양한 소재 및 소자구조에 대해 소개하고, 최신 연구개발 동향을 공유하여 태양전지 및 기타 태양에너지 활용에 관한 연구를 수행중인 대학원생들의 지식을 함양하고 연구 활동에 도움을 주는 것을 목표로 한다.
- # Solar energy
- # Photovoltaic system
- # Photovoltaics
최적에너지시스템설계 공과대학 기계공학부
전선 / 학사
본 과목에서는 에너지 시스템에 대한 기본적인 개념의 습득과 시스템의 설계에 필요한 여러 가지 최적화 기법을 학습한다. 열역학, 열전달 및 유체역학의 기본 개념들을 에너지 시스템에 적용시켜 시스템을 기술할 수 있는 수학적인 모델을 도출하고 도출된 모델에 의거하여 시스템을 최적화하는 방안에 대하여 취급한다. 또한 다양한 에너지시스템을 예로 들어 설계시의 고려점 및 최적화 기법들을 다룬다.
- # Thermodynamics
- # Fluid mechanics
- # Systems design
지속가능기술 기초실험 첨단융합학부 첨단융합학부
전필 / 학사
본 과목은 지속가능 기술과 관련된 기초실험을 통해 기본적인 연구개발 방법론을 익히는 것을 목표로 한다. 구체적으로는 전기화학, 분광학, 박막증착, 결정구조분석, 분말합성 등에 대한 실험을 수행하고, 이러한 실험이 실제 지속가능 기술에 어떻게 응용되는지를 이해하고자 한다.
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