여행하는 기술사의 잡동사니(P.E.'s Bits and Pieces)

안녕하세요 여러분 민(MIN) 입니다. 이번 포스팅에서는 [발전 사업자가 신재생 에너지를 판매하는 방법 그리고 그린 수소 생산을 위한 절차 및 구조]에 대한 이야기를 나눠보고자 합니다.   1. 발전 사업자가 신재생 에너지를 판매하려면? 발전 사업자가 신재생 에너지를 판매하는 구조는 일반적으로 전력거래소(KPX)를 통한 전력 거래와 신재생에너지 공급인증서(REC) 거래로 나뉩니다. 기본적인 구조는 다음과 같습니다:  판매 구조 요약:1. 발전소 설비 투자 및 설치: 신재생 에너지 발전소(태양광, 풍력 등)가 설치되면, 발전사업자는 전력거래소와 계약을 통해 전력 시장에 참여하게 됩니다.   2. 전력 생산 및 거래소(KPX) 납품: 신재생 에너지 발전소가 전력을 생산하면, 이 전력은 전력거래소(KPX)에 ..

안녕하세요 여러분 민(Min) 입니다. 이번 포스팅에서는 ([전력] 오스트리아 전력망에 대한 전문적인 개요)에 대한 주제로 여러분들과 공유하고자 합니다. 오스트리아는 유럽 중부에 위치한 국가로, 높은 수준의 에너지 효율성과 안정적인 전력망을 자랑합니다. 오스트리아의 전력망은 다양한 전압 레벨과 긴 송전선로, 합리적인 전기 요금 체계로 구성되어 있습니다. 이번 블로그 글에서는 오스트리아 전력망의 전압 레벨, 송전선로 길이, 전기 요금 등을 자세히 살펴보겠습니다. 전압 레벨오스트리아의 전력망은 고압, 중압, 저압으로 구성되어 있으며, 주요 전압 레벨은 다음과 같습니다:- 초고압 (EHV): 380 kV- 고압 (HV): 220 kV- 중압 (MV): 110 kV, 30 kV, 20 kV- 저압 (LV): 4..

2024년을 맞이하면서 전 세계 전력 회사들은 에너지 환경을 재편하는 수많은 과제에 직면해 있습니다. 이러한 과제는 기술 발전, 환경 문제, 규제 변화, 소비자 기대치의 변화 등 다면적입니다. 여기서는 전력 회사들이 2024년에 헤쳐 나가야 할 가장 중요한 문제를 살펴보겠습니다.1. 재생 에너지로의 전환가장 중요한 과제 중 하나는 화석 연료에서 재생 에너지원으로의 전환입니다. 전 세계 정부와 기관은 탄소 배출을 줄이고 기후 변화에 대처하기 위한 야심 찬 목표를 설정하고 있습니다. 전력 회사의 경우 이는 다음을 의미합니다.• 인프라 업그레이드: 태양광 및 풍력 발전소와 같은 재생 에너지 발전을 지원하기 위한 새로운 인프라에 대한 상당한 투자.• 그리드 통합: 재생 에너지원을 기존 그리드에 통합하여 재생 에..

South Korea’s energy landscape is set to undergo significant transformations with the introduction of the 11th Basic Plan for Electricity Supply and Demand, covering the period from 2024 to 2038. This comprehensive plan outlines the strategic direction for the nation’s energy policy, focusing on increasing the share of carbon-free energy sources, enhancing energy security, and meeting environmen..

안녕하세요 여러분 민(Min) 입니다. 이번 포스팅에서는 [국가별 CO2 배출 가격: 탄소 배출에 대한 최신 동향]에 대한 주제로 여러분들과 공유하고자 합니다. 최근 기후 변화와 환경 문제에 대한 관심이 높아지면서, 전 세계적으로 CO2 배출에 대한 규제와 가격 정책이 강화되고 있습니다. 각국은 탄소세와 배출권 거래제도(ETS)를 통해 CO2 배출을 관리하고 있으며, 이러한 시스템의 목적은 기업들이 온실가스 배출을 줄이고 더 친환경적인 기술과 연료로 전환하도록 유도하는 것입니다. 이번 포스팅에서는 주요 국가별 CO2 배출 가격과 그 특징을 살펴보겠습니다.  2024년 주요 국가별 CO2 배출 가격 현황 1. 유럽 연합 (EU)유럽 연합은 가장 강력한 탄소 규제 시스템 중 하나를 운영하고 있습니다. EU의..

안녕하세요 여러분 민(Min) 입니다. 이번 포스팅에서는 [IEC 61850을 활용한 디지털 변전소 자동화 시스템 개요 및 구성]에 대한 주제로 여러분들과 공유하고자 합니다.  디지털 변전소 자동화 시스템(Digital Substation Automation System, DSAS)은 IEC 61850 표준을 기반으로 구축됩니다. IEC 61850은 변전소 자동화 및 관련 시스템의 통신과 상호 운용성을 위해 개발된 국제 표준입니다. 이 표준은 변전소 내 장치 간의 통신을 표준화하고, 디지털 보호 및 제어 시스템의 설계 및 구현을 용이하게 합니다. ### 디지털 변전소 자동화 시스템(DSAS)의 개요디지털 변전소는 기존의 아날로그 시스템 대신 디지털 통신 및 장치를 사용하여 전력 시스템의 보호, 제어 및 ..

안녕하세요 여러분 민(Min) 입니다, 최근 제가 Python을 활용한 연구를 공부하던 중 가장 기본이 되는 3Bus System에 대한 분석자료를 아래와 같이 공유드립니다.  계통 구성전력 계통 구성 요소 설명  1. Grid Connection (그리드 연결) • Voltage (전압): 1.02 pu (퍼 유닛) • 설명: 전력 계통이 외부 그리드와 연결되는 지점을 의미합니다. 퍼 유닛 시스템에서 1.02 pu는 기준 전압 대비 1.02배임을 나타냅니다. 2. Voltage Level (전압 수준) • 20kV (킬로볼트): 상위 전압 수준을 나타냅니다. • 400V (볼트): 하위 전압 수준을 나타냅니다. 3. Transformer (변압기) • Transformer Ratio (변압기 비율): ..

안녕하세요 여러분 민(Min) 입니다. 이번 포스팅에서는 제조업의 Thermal/Electric Load에 대한 분석이라는 주제로 포스팅을 작성하고자 합니다.  제조 부문의 전기 부하와 열 부하 간의 비율은 제조 공정 유형, 기후 및 시설의 특정 에너지 요구 사항에 따라 크게 달라질 수 있습니다. 그러나 일반적인 통찰력과 일반적인 비율은 업계 표준 및 연구를 기반으로 제공될 수 있습니다. ### 제조업 일반적인 전력/열 부하 비율1. **일반 제조**: - **전기 부하**: 기계, 조명, HVAC 시스템, 사무 장비에 사용됩니다. - **열부하**: 공정난방, 냉방, 공간난방, 물난방에 사용됩니다. - **일반적인 비율**: 1:1 ~ 1.5:1(전기:열) 이는 모든 전기 부하 단위에 대해 대략 1~1..

안녕하세요 여러분 민(Min) 입니다. 이번 포스팅의 내용은 Grid-connected vs Isolated 형태의 Microgrid Simulation에 대한 내용입니다.  산업단지의 Net-Zero 목표를 위한 연구를 진행하는 경우, grid-connected 형태의 시뮬레이션과 isolated (독립형) 형태의 시뮬레이션 중 어느 것을 선택해야 하는지는 연구의 목적과 상황에 따라 달라집니다. 각 형태의 시뮬레이션은 서로 다른 장단점을 가지고 있으며, 이를 잘 이해한 후 선택하는 것이 중요합니다.### Grid-Connected 형태의 시뮬레이션#### 장점:1. **안정성**: 전력망에 연결되어 있어 필요할 때 전력을 공급받거나 남는 전력을 전력망에 판매할 수 있습니다.2. **경제성**: 전력망에..

산업단지의 daily load profile (하루 동안의 부하 프로파일) 데이터가 kWh 단위로 제공되는 경우, 이를 활용하여 peak load (최대 부하, kW)와 daily load profile (kW 단위의 일일 부하 프로파일)을 계산할 수 있습니다. 다음은 그 방법입니다.1. **데이터의 이해:**   - daily load profile 데이터가 24시간 동안의 kWh로 주어진 경우, 이는 시간당 에너지 소비량을 나타냅니다.   - 예를 들어, 각 시간대별 kWh 값이 주어진다면, 이는 시간당 소비된 전력량입니다.2. **Daily Load Profile (kW) 계산:**   - 각 시간대의 kWh 값을 kW로 변환하려면, 단순히 시간으로 나눕니다. 시간당 소비된 kWh는 곧 시간당 소비..

안녕하세요 여러분 민(Min) 입니다. 최근 탈탄소/Net-Zero가 강조되면서 Green Hydrogen System에 대한 이슈가 에너지/전력계 에서 붉어지고 있습니다. 이번 포스팅에서는 Green Hydrogen System에 대한 자세한 내용에 대하여 다뤄보고자 합니다. 몇 가지 구체적인 세부 사항을 포함하여 Green Hydrogen System에 대해 자세히 살펴보겠습니다. **전기분해 과정:*** 전기분해는 그린수소 생산의 핵심기술입니다. 이는 전기를 사용하여 물(H2O)을 구성 요소인 수소(H2)와 산소(O2)로 분리합니다.* **전해조 유형:** 녹색 수소 생산에 사용되는 전해조에는 두 가지 주요 유형이 있습니다. * **양성자 교환막(PEM) 전해조:** 이는 효율성, 소형 크기, 태양..

여러분 안녕하세요 민(Min) 입니다. 이번 포스팅에서는 Seoctor Coupling 개념이 Decarbonization 그리고 Net-Zero에 미치는 영향에 대한 포스팅을 작성해보고자 합니다.  Sector Coupling은 에너지 시스템 전체를 살펴봄으로써 탈탄소화를 목표로 하는 새로운 개념입니다. 전통적으로 전기, 냉난방, 운송, 산업 공정은 상당히 독립적으로 작동해 왔습니다. Sector Coupling은 이러한 사일로를 해체하고 이러한 섹터를 상호 연결할 것을 제안하는 것이 일반적입니다.Sector Coupling의 핵심 아이디어는 다음과 같습니다.* 우리는 풍력이나 태양광 같은 재생 가능 에너지원에 점점 더 의존하고 있지만 이는 가변적입니다. 필요할 때 항상 전력을 생산하지는 않습니다.* ..

안녕하세요 여러분 민(Min) 입니다. 이번 포스팅에서는 고조파가 전력계통에 미치는 영향에 대한 이야기를 풀어보고자 합니다. 고조파는 말 그래도 정격보다 높은(우리나라 기준 60Hz) 주파수를 의미합니다.  전력 시스템의 고조파는 교류(AC)의 이상적인 정현파 파형이 왜곡될 때 발생합니다. 이러한 왜곡은 시스템에 비선형 부하가 존재하기 때문에 발생합니다. 이러한 비선형 부하는 원활하지 않고 펄스 단위로 전류를 끌어와 기본 전력 주파수(50 또는 60Hz)의 배수인 추가 주파수를 시스템에 주입합니다.고조파가 문제가 되는 이유는 다음과 같습니다.* **장비 가열 증가:** 고조파 전류는 변압기, 모터 및 케이블에 과도한 가열을 일으킬 수 있습니다. 이는 기본 전류가 동일하더라도 고조파의 존재로 인해 발열을 ..

안녕하세요 여러분 민(Min) 입니다. 이번 포스팅에서는 증기 에너지를 사용하는 공장 부지 선정에 대한 이야기를 해보고자 합니다. 증기 생성 열원 그리고 최적 부지 선정에 대한 이야기를 지금부터 시작합니다.  ## 500°C 증기용 공정 열원:500°C 증기를 생성하기 위한 세 가지 유망한 공정 열원은 다음과 같습니다.1. **화석연료 연소 보일러:** 이는 천연가스, 석탄 또는 연료유를 사용하여 보일러의 물을 가열하여 증기를 생성하는 전통적인 방법입니다. 저렴하고 안정적이지만 다음과 같은 단점이 있습니다. * **높은 CO2 배출:** 이는 기후 변화에 영향을 미치며 향후 규제에 직면할 수 있습니다. * **연료 가격 변동:** 천연가스와 석유 가격은 변동이 심할 수 있습니다.2. **열병합 발전(CH..

여러분 안녕하세요 민(Min) 입니다. 이번포스팅에서는 에너지 분야에서 히트펌프 시스템에 대한 이야기를 해보고자 합니다. 히트펌프는 집을 난방하고 냉방할 수 있는 이중 기능 HVAC 시스템입니다. 그들은 열 에너지를 소스(공기 또는 땅)에서 집으로 전달하여 작동하며 난방 모드에서 역방향 에어컨처럼 작동합니다. 다음은 가스 시스템에서 히트 펌프로 전환하는 것이 좋은지 결정하는 데 도움이 되는 장단점을 분석한 것입니다. 히트펌프의 장점:비용 절감: 열 펌프는 일반적으로 기존 전기 저항 난방 시스템보다 훨씬 더 효율적이며 잠재적으로 난방비를 최대 65%까지 줄일 수 있습니다. 또한 집을 시원하게 만들어 별도의 에어컨이 필요하지 않게 해줍니다.지속 가능성: 열 펌프는 화석 연료를 태우는 대신 전기를 사용하여 열..

안녕하세요 여러분, 민(Min) 입니다. 이번 포스팅에서는 에너지 사용량 기반 전력설비 용량 산출 방법에 대하여 단계적 접근법에 대한 설명을 해보고자 합니다.   삼성전자를 포함한 국내 전력사용량 상위 5대 기업의 2021년 전력량은 총 47.67TWh(테라와트시)로 국내 신재생에너지 발전량 (43.1TWh)을 넘었다. 전력소비량은 삼성전자(18.41TWh), SK하이닉스(9.21TWh), 현대제철(7.04TWh), 삼성디스플레이(6.78TWh), LG디스플레이(6.23TWh) 순이다. 현재 RE100에 가입한 기업이 30개임을 감안하면 재생에너지 공급량은 전력 수요에 한참 못 미친다.  에너지 사용량이 많아짐에 따라 열량과 전력설비 용량의 관계를 다루는데에는 상당한 고민과 연구가 필요합니다. 작은 예시..

안녕하세요 여러분 민(Min) 입니다. 이번 포스팅에서는 Siemens Energy, General Electric(GE) 및 Hitachi Energy등 대표적인 에너지 기업들에 대한 분석을 진행해보고자 합니다. 그럼, 지금부터 기업 분석을 시작합니다. #### 지멘스 에너지 - **CEO**: 크리스티안 브루흐 - **본사**: 독일 뮌헨 - **수익**: 2022년 320억 유로 - **운영 분야**: Siemens Energy는 재생 에너지, 전력 및 열 생산, 송전, 석유 및 가스 산업 서비스 등 에너지 환경 내 다양한 부문에서 운영됩니다. 특히 그들은 풍력 발전 분야의 주요 기업인 Siemens Gamesa를 소유하고 있습니다. - **주가 동향**: Siemens Energy는 Siemens..

안녕하세요 여러분 민(Min) 입니다. 이번 포스팅에서는 독일과 한국의 전력시스템을 비교해보고자 합니다. 우수한 전력시스템을 보유한 두 국가의 전력시스템은 어떻게 다른지 지금부터 출발하겠습니다. 독일과 한국의 전력 시스템을 비교하려면 전력망 구성, 전압, 주파수 및 전반적인 전력 인프라 설계를 조사해야 합니다. 두 나라 모두 고도로 발전되고 효율적인 전력 시스템을 보유하고 있지만, 그 구조와 운영 방식에는 뚜렷한 차이가 있습니다. ### 독일의 전력 시스템 독일의 전력 시스템은 높은 수준의 복잡성, 효율성 및 재생 가능 에너지원에 대한 강한 강조가 특징입니다. 이 나라는 풍력, 태양광, 바이오매스에서 생산되는 전력의 상당 부분을 보유하고 있어 보다 지속 가능한 에너지 시스템으로 전환하는 데 있어 선두 주..

안녕하세요 여러분 민(Min) 입니다. 이번 포스팅에서는 열역학 제2법칙에 대한 간략한 설명 그리고 발전 효율식에 대한 이야기를 해보고자 합니다. 먼저, 열역학 제 1법칙 그리고 제 2법칙에 대한 예시를 잠시 보시죠. 전통적인 화석 연료 발전소(석탄, 천연 가스, 석유)에 사용되는 것과 같은 연소 기반 발전 시스템의 효율성은 근본적으로 열역학 제2법칙에 설명된 열역학 원리에 의해 설명됩니다. 여기서 핵심 개념은 카르노 효율입니다. 이는 모든 열기관이 작동하는 온도에 따라 달성할 수 있는 이론적 최대 효율을 제공합니다. ### 카르노 효율 카르노 효율(\(\eta\))은 엔진이 열을 배출하는 열원(\(T_{hot}\))과 방열판(\(T_{cold}\))의 온도에 따라 결정됩니다. . 이는 다음 공식으로 제..

안녕하세요 여러분 민(Min) 입니다. 이번 포스팅에서는 무효전력 보상장치에 대한 이야기를 좀 나눠보고자 합니다. 신재생에너지가 계통에 유입되면서 뮤효전력 보상장치의 필요성이 나날히 늘어가고 있습니다. 이 용량을 설정할 때, 어느 정도를 설정해야 하는지는 계통은 연구하는 사람들에게는 큰 일 중 하나이기도 하죠. 개략적이고 간략한 그 해석에 대한 이야기를 여기에 풀어보고자 합나다. 전력 시스템의 FACTS(Flexible AC Transmission Systems) 및 동기식 콘덴서와 같은 무효 전력 보상 장치의 용량은 일반적으로 발전 용량의 직접적인 비율로 정의되지 않습니다. 대신, 전압 지원 요구 사항, 안정성 개선, 전력 흐름 제어, 전송 손실 감소 등 전력 시스템의 특정 요구 사항에 따라 결정됩니다..