보유기술

에너지환경연구팀 모델 기반 시스템 엔지니어링(MBSE)를 이용한 Complex System의 설계 및 관리 기술

· 기술설명

본 기술은 요구사항/기능/구조/성능 등 다양한 관점의 설계를 통합적으로 지원하는 MBSE 방법론 및 시스템 모델링 언어(SysML)를 이용하여, 다양한 이해당사자와 다분야의 기술이 통합되어 있는 Complex System의 설계 및 관리를 체계적으로 지원하는 기술임

에너지환경연구팀 딥러닝/기하인식 기술을 이용한 엔지니어링 도면 내 요소 정보 인식 기술

· 기술설명

본 기술은 딥러닝(Deep Learning) 및 기하 특성(Geometry Feature) 인식 기술을 이용하여, 이미지 기반의 복잡한 엔지니어링 도면(배관계장도(P&ID), 공정흐름도(PFD), 열물질수지(HMB) 등)의 구성요소를 자동으로 인식함으로써, 데이터의 디지털 전환(Digital Transformation)을 지원하는 기술임

에너지환경연구팀 플랜트 상태 모니터링 및 예지보전 기술

· 기술설명

- 플랜트의 상태를 실시간 모니터링하고, 고장 상태를 사전에 감지하고, 잔여유효수명(RUL)을 예측함으로써, 플랜트의 운영 안전성과 효율성을 높이는 기술임. - 전통적인 인공신경망 및 통계 기반의 머신러닝(Machine Learning) 기술과 최근 빠르게 발전하고 있는 딥러닝(Deep Learning) 기술을 이용하여 다양한 플랜트 및 설비에 범용적으로 적용할 수 있는 기술임.

에너지환경연구팀 플랜트 및 에너지시스템의 위험도/신뢰도 분석을 통한 안전도와 경제성 확보

· 기술설명

- 시스템의 위험도기반설계(Risk-based design) 및 신뢰도(Reliability) 평가 기술 - 안전(safety)에 관한 허용기준을 설정하여 체계적인 설계과정을 수행하고, 기준을 만족하도록 설계 도출 - 인명, 재산, 그리고 환경영향에 대한 정성적/정량적 위험도 분석(QRA) - 생애주기 전반에 걸친 투자비용, 운영비용, 그리고 위험도비용을 고려한 경제성 평가 기법

에너지환경연구팀 플랜트 가상안전훈련 통합기술

· 기술설명

- 플랜트에서 일어날 수 있는 화재/폭발 등의 안전사고를 예방할 수 있는 훈련 시스템을 가상환경 기반으로 구축하여 훈련을 진행 할 수 있는 기술임. - 가상환경을 이용할 때 필요한 인터페이스 중 햅틱 기술을 이용한 디바이스를 훈련 시스템에 적용 가능하게 하여 훈련 효과 및 현실감을 높일 수 있는 기술임. - 플랜트의 공정을 반영한 통제실 또는 제어실과 협업하여 진행 할 수 있는 훈련 시스템이 특징이며, 가상환경 내에서도 다수의 사람이 한 공간에서 협업이 가능한 시스템임.

에너지환경연구팀 플랜트 모듈화 구조 설계 기술

· 기술설명

- 본 기술은 플랜트 모듈화 사업의 모듈 구조물 해석 및 설계를 지원하는 설계 및 소프트웨어 기술임. - 플랜트 모듈 구조물의 중장거리 육상 및 해양 운송 이전에 구조 설계 건전성을 검토 및 개선하는데 설계자의 편의성을 향상시켜, 설계 중 발생 가능한 구조물의 운송 사고 및 모듈 변형, 파손 방지가 가능해짐. - 플랜트 모듈 구조 설계자의 업무 능률과 설계 품질을 향상시킬 수 있음.

에너지환경연구팀 경제성기반 공정 최적화 및 기술경제성 분석

· 기술설명

- 발전/재생에너지/환경/화공 플랜트의 정밀한 공정 모사를 통해 최적화, 탈설계점 해석을 통한 성능 예측을 통해 대상 공정에 대한 최적화 수행 - 대상 공정별 최적화 결과를 통해 예상되는 시설투자비를 산정, 산정된 투자비 기반으로 추정 현금흐름도를 작성하며, 이를 토대로 균등화 전력/원료 원가 분석하며, 순현가치분석(NPV), 내부수익률 분석(IRR), 투자비회수 기간(PP)을 산정하여 사업성 분석 수행 - 핵심 경제적 인자의 경제적 불확실성을 확률론적 접근법을 이용하여 경제적 위험도를 분석하여 경제성 확보를 위한 경제적 지침 제공

에너지환경연구팀 플랜트 타당성 평가 기술

· 기술설명

· 플랜트 산업은 제품을 제조하기 위한 하드웨어, 설치 및 엔지니어링, 시공, 유지보수가 복합적으로 적용된 종합산업으로서 플랜트 구축을 위한 프로젝트 추진시 대규모의 비용이 소요되고 설치시 수십년간 가동되기 때문에 사전에 기술적, 경제적 타당성을 검토하여 프로젝트의 추진여부를 판단하는 과정이 필요함 · 본 연구팀에서는 다양한 플랜트에 대한 기술성, 경제성 분석 실적을 보유하고 있음.

에너지환경연구팀 바이오항공유 제조 기술(항공연료 제조 및 물성제어기술)

· 기술설명

- 석유계 또는 바이오기반 원료 전환에 의한 고부가 항공유 제조용 통합공정 상 필요한 요소기술로는 원료수급, 물성/공급조건 확보, 크래킹/이성질화를 위한 다단 촉매수소화공정, 제조된 항공연료에 대한 물성 및 수율 극대화를 위한 후처리 기술, 상기 단위공정의 연계 통합을 위한 엔지니어링 기술, 공정최적화에 의한 스케일-업 기술, 항공유 품질최적화 등이 요구되며, 이들 요소기술들이 연계될 수 있는 통합공정의 구현이 필요함.

에너지환경연구팀 수전해-연료전지 융합 기술

· 기술설명

- 재생에너지원의 잉여 전력은 수전해(알칼라인/PEM)를 통해 수소/천연가스(메탄화)로 전환/저장되며, 재생에너지 출력 저하 시 저장된 수소/천연가스를 활용하여 전기에너지로 전환이 필요함 - 기존 P2G와 연계가 고려되고 있는 저온형 연료전지는 간헐적 운전이 가능하나, 발전 효율이 낮고, 간헐적 운전으로 인한 경제성 결여 문제가 있음 - 이를 극복하기 위해 P2G 기술과 연계 가능한 고온형 연료전지 엔지니어링 기술을 개발하고, 전력/경제성 빅데이터 기반 최적 P2G 운영 최적화 방안 도출과 고온형 연료전지 운영 최적화 방안 개발

에너지환경연구팀 PCM 열저장 기술

· 기술설명

- 본 기술은 열이용 효율을 개선하기 위한 기술로써 산업설비 및 발전설비에서 발생하는 폐열을 회수하여 상변화물질(PCM, Phase Change Material)의 상변화 잠열로 저장하는 축열설비, 저장된 열을 농작물 재배 비닐하우스, 수영장 및 야영장 등 공공편의시설과 같은 열수요처에 온수 및 난방을 공급하기 위한 방열설비, 열저장시스템의 열전달매체 등 공정 운영을 위한 제어설비 그리고 열택배 운영을 위한 차량거치설비로 구성됨. - 핵심 기술은 열저장물질인 PCM의 물성에 대한 분석 및 상변화 현상의 CFD 해석기술, 저장탱크 내부 PCM 온도 분포 및 용융도 제어 및 열전달 유체의 유동 균일성을 유지하기 위한 저장탱크 설계기술 및 전산 열유체 해석기술, 축열 및 방열을 위한 시스템 설계 및 운영, 평가 기술로 함. - 4 GJ급 PCM 열저장 시스템을 국내 거창에 설치하여 시운전을 완료하였으며, 이후 폐열회수 및 폐열 이용효율 개선을 통한 사업 추진 예정임.

에너지환경연구팀 액화공기 에너지 저장을 활용한 전력 수요 대응

· 기술설명

- 비첨두 전력, 산업용 압축공기 및 에너지저장시스템(ESS)을 바탕으로, 간헐적 재생에너지원을 가용도 향상을 위한 액화공기에너지저장시스템(LAES) 기술 개발 - 전력 수요 및 부하변동을 고려한 액화공기 활용 수요 대응 시스템(DROPLET)의 최적 공정 사이클 개발 - 열매체유 순환 시스템을 활용한 고온 및 저온 에너지 저장 기술을 개발 - 상변화물질을 적용한 잠열저장장치 Pilot Test 기반 구축 - 극저온 유체(LNG, 액화공기 등)를 활용한 공정시스템 개발 - 시스템의 위험도기반설계(Risk-based design) 및 신뢰도 평가 기술

에너지환경연구팀 Power to gas 기술

· 기술설명

● Power-to-Gas 기술은 에너지 저장 방법 중의 하나로 태양광, 풍력과 같은 재생에너지원으로부터 생산된 전기에너지를 수소 또는 메탄으로 전환하는 기술임 ● 저장이 어려운 전기를 대용량, 장기간 저장이 가능하며 재생에너지원의 출력 변동성과 간헐성을 보완하여 수요 공급의 균형을 위한 수단으로 활용될 수 있음 ● 본 연구팀에서는 촉매를 사용하는 열화학적인 CO2 메탄화 공정 및 미생물을 사용하는 생물학적 CO2 메탄화 공정 설계기술을 보유하고 있음

에너지환경연구팀 부유식 해상풍력발전 시스템 설계 기술

· 기술설명

- 환경조건(바람/파도/해류)의 통계적 분석을 바탕으로 설계하중조건(DLC) 결정 - 부유식 해상풍력발전 통합연성해석(Fully Coupled Analysis)을 통해 풍력터빈 및 부유체의 설계하중 평가 - 부유체 형상에 따른 운동저감 기술 개발 및 계류라인 최적 설계

에너지환경연구팀 풍력발전 제어시스템 설계 기술

· 기술설명

- 대형 풍력터빈 신뢰성 향상 및 경량화를 위한 하중저감 제어알고리즘 개발 - 네거티브 댐핑 현상을 완화한 부유식용 제어알고리즘 개발

에너지환경연구팀 풍력발전 시스템 하중 해석 기술

· 기술설명

- Bladed S/W 기반 통합수치모델 구축 및 국제표준에 따른 통합하중해석 수행 - 50년 주기 극한하중 및 20년 생애주기 등가피로하중을 바탕으로 풍력터빈 강도 및 피로수명 평가

에너지환경연구팀 육·해상풍력 풍력발전단지 기술

· 기술설명

- IEC 및 MEASNET 등 국제기준에 적합한 풍력자원해석을 수행하여 개발 후보지에 적합한 시스템 및 단지용량 선정 - 풍력발전 시스템의 후류영향을 고려하여 연간발전량은 최대화하고 난류강도는 최소할 수 있는 최적화 단지배치 수행

에너지환경연구팀 수소 생산, 이송, 활용 분야 경제성, 환경성 분석

· 기술설명

● LNG 액화 공정 중 C3MR 공정의 공정 설계 및 제어 전략 수립을 통해서 안정적으로 운영할 수 있는 기술 ● 1ton/day급 C3MR BSU 설계 및 제작에서 핵심 단위 설비인 압축기, 열교환기, 팽창 밸브 등을 설계 및 선정하고 상세설계 기술 ● 플랜트의 startup, 정상운전(케스케이드 제어전략 적용), shutdown까지 운전 절차 수립 및 연속운전 가능 기술 보유

에너지환경연구팀 수소 저장/운송 기술에 대한 경제성/환경성 분석

· 기술설명

● 수소의 공급 비용은 생산-저장/이송-활용 단계에서 산정되는 비용의 합으로 결정되며, 생산 및 활용 부분에 비해 이송 부분의 비용은 수송량, 수송방법(고압기체수송, 액화수송, 배관수송), 수송 거리 등 다양한 조건에 따라 달라짐 ● 수소의 저장/이송 방법의 적용에 따라 수소 공급 비용 및 온실가스 배출량이 달라지기 때문에 경쟁력 있는 수소 공급 모델 도출을 위해 다양한 저장/수송 조건에 대한 객관적인 분석이 필요함 ● 본 연구팀에서는 다양한 수소 저장/이송 방법에 대한 경제성 및 환경성 분석 기술을 보유하고 있음.

에너지환경연구팀 천연가스 기반 수소스테이션 설계 기술

· 기술설명

● 수소충전소에 수소를 공급하는 방법은 충전소 사이트에서 수소를 생산하고 공급하는 분산형(On-site) 방식과 수소 생산기지에서 생산된 수소를 수소충전소까지 이송하여 공급하는 집중형(Off-site) 방식이 있음. 분산형 방식의 수소스테이션은 이송비용을 절감할 수 있기 때문에 이송에 소모되는 비용이 높거나 소용량의 수소 공급 지역에 적합한 모델이 될 수 있으며 수소경제 기반 구축 및 확산기에는 천연가스 기반의 수소충전소 보급이 필요함. ● 본 연구팀에서는 수소충전소용 천연가스기반 수소제저 설비 설계 기술을 보유하고 있음.

연구부서

보유기술

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