국문목차

표제지 = 0,1,4

목차 = 0,5,4

요약 = i,9,2

표목차 = iii,11,2

그림목차 = v,13,3

사진목차 = viii,16,1

I. 서론 = 1,17,1

1. 연구의 배경 및 목적 = 1,17,3

2. 연구범위 = 4,20,2

3. 연구방법 = 5,21,3

II. 공동주택 전기 에너지 절약을 위한 전기설비의 특성검토 = 8,24,1

1. 공동주택 건축물의 전기설비 시스템 구성과 종류 = 8,24,1

2. 공동주택 수, 변전설비의 구성 및 특징 = 8,24,1

(1) 단선 계통도 설명 = 8,24,4

3. 공동주택 일반부하 및 동력부하의 종류와 특징 = 11,27,1

(1) 공동주택 입주자 전용지역 세대 내 일반부하의 종류 및 특징 = 11,27,1

(2) 공동주택 입주자 공용지역 일반부하의 종류 및 특징 = 11,27,3

(3) 공동주택 동력부하의 종류 및 특징 (공용지역만 해당됨) = 13,29,4

(4) 공동주택 년 간 최대수요전력의 특징 = 16,32,1

4. 공동주택 건축물의 전기설비 에너지 절약을 위한 기술적 검토 = 17,33,1

(1) 수, 변전설비에서의 에너지 절약사항 검토 = 17,33,17

(2) 동력설비에서의 에너지 절약사항 검토 = 33,49,28

(3) 일반 부하설비에서의 에너지 절약사항 검토 = 60,76,7

5. 환경요인으로 인해 발생되는 문제점 검토 = 67,83,1

(1) 대기 화학적 구성 = 67,83,1

(2) 온실 효과의 주범 이산화탄소 = 67,83,2

(3) 자연 속에서 순환되는 이산화탄소 = 68,84,2

(4) 온실 효과 측정의 결과 = 69,85,2

(5) 지구 온난화에 대한 반론 = 70,86,2

(6) 지구 온난화에 대한 대응책들 = 71,87,3

6. 공동주택 입주자, 관리자를 위한 전기 에너지 절약 홍보 및 계몽의 필요성 = 74,90,4

(1) 한전 고효율기기 지원제도 = 77,93,5

(2) 에너지 관리공단 ESCO 및 고효율기기 장려금 지원제도 = 81,97,1

(3) ESCO(Energy Service Company) 에너지 절약 전문 기업 제도 개요 = 82,98,1

(4) 에너지 절약 캠페인 효과 = 83,99,2

III. 6개 공동주택 안, 전기설비 및 발전기 연계 시스템 사용실태 조사 = 85,101,1

1. 6개 공동주택 전기설비 사용실태 조사 = 85,101,1

2. 대치 쌍용 2차 아파트 = 86,102,1

3. 대치 우성 1차 아파트 = 87,103,1

4. 상도동 건영 아파트 = 88,104,1

5. 상도동 I-PARK 아파트 = 89,105,1

6. 개포동 L/G 자이 아파트 = 90,106,1

7. 타워 팰리스 아파트 = 91,107,1

IV. 기존 공동주택 안, 전기설비 및 발전기 연계 시스템 문제도출과 대안모색 = 92,108,1

1. 수, 변전설비 및 발전설비와의 연계 시스템 문제점 = 92,108,1

2. 수, 변전설비 및 발전설비와의 연계 시스템 대안모색 = 92,108,2

(1) 소형가스 열병합발전기를 상용, 비상용 겸용으로 사용하는 경우 = 93,109,1

(2) 에어컨 전용 변압기 뱅크를 구성하는 경우 = 93,109,2

(3) 공동주택 옥상 및 측, 벽면을 활용한 태양광 발전을 사용하는 경우 = 94,110,1

(4) 공동주택 옥상에 소형 풍력발전기를 적용하는 경우 = 94,110,1

3. 에너지 절약을 위한 수, 변전설비 및 변압기 용량 산정의 기술적 검토 및 대안모색 = 94,110,1

(1) 기존 공동주택 수, 변전설비 계획의 검토 = 94,110,2

(2) 수, 변전설비 변압기 용량 산정시 검토사항 = 95,111,3

4. 에너지 절약 및 에어컨 피크부하 부담 산정을 위한 수, 변전설비와 연계할 발전설비의 기술적 검토 및 대안모색 = 97,113,1

(1) 부하기능에 의한 분류 = 97,113,2

(2) 엔진 구동에 의한 분류 = 98,114,1

(3) 회전수에 의한 분류 = 98,114,1

(4) 발전기 용량 산정방식 = 98,114,5

(5) 가스 발전기와 디젤 발전기의 엔진 선정에 대한 비교 = 102,118,3

V. 공동주택 전기 에너지 절약 및 피크전력 제도를 위한 전기시설 개선에 관한 제안 = 105,121,1

1. 소형 가스 열병합 발전기를 상용, 비상용 겸용으로 설치하는 경우의 제안 = 105,121,2

(1) 소형 열병합 발전이란 = 106,122,2

(2) 열병합 발전 도입의 필요성 = 107,123,4

(3) 소형가스 열병합발전 도입 타당성 분석결과 = 110,126,6

(4) 소형 열병합 국내 보급현황 = 115,131,3

(5) 소형가스 열병합발전 보급 활성화 관련 지원제도 = 118,134,1

2. 열병합 발전이 아닌 경우 에어컨 전용 변압기뱅크 구성의 제안 = 119,135,1

(1) 기존 공동주택 수, 변전설비 사용실태와 문제점 = 119,135,4

(2) 회로 재구성 및 시스템 개선 제안사항 = 122,138,6

(3) 회로 변경 및 계량기 추가설치에 따른 경제성 검토 = 127,143,2

3. 공동주택 옥상, 측 벽면, 굴뚝을 활용 태양광 발전설비 설치의 제안 = 128,144,7

4. 풍력이 있는 지역 공동주택 옥상에 소형 풍력발전기 설치의 제안 = 134,150,2

(1) 태양광 발전설비 = 135,151,2

(2) 풍력발전설비 = 137,153,2

(3) 축전지설비 = 138,154,1

(4) 예상 부하 전력량 = 138,154,2

(5) 무발전 보상용 축전지 = 139,155,1

(6) 병용 시스템의 장점 = 139,155,1

VI. 전기 에너지 절약 적용사례 = 140,156,1

1. 국내 공동주택 및 건축물 전기 에너지 절약 적용사례 = 140,156,1

(1) 태양광발전을 이용한 전력관리 사례 = 140,156,1

(2) 비상용 자가발전설비에 의한 피크전력 제어 운용사례 = 141,157,2

(3) 비상용 자가발전기 활용사례 (J대학교 병원 92년도 사례) = 143,159,2

(4) 개포 5단지 940세대 ESCO 조명 교체사업 (2000년 9월) = 144,160,1

(5) 일산 청구현대아파트 지하주차장 조명개선 및 현관보안등설치 = 145,161,1

(6) ESCO 사업으로 폐열회수기 설치 약 14% 에너지 절약 = 145,161,2

(7) 소형 열병합 발전기 설치 및 운용사례 = 146,162,3

2. 해외 건축물 에너지 절약 적용사례 = 148,164,1

(1) 태양광발전을 이용한 전력관리 사례 = 148,164,2

(2) 건자재 일체형 태양광 발전시스템 적용사례 = 150,166,5

(3) 소형 열병합 발전기 설치 및 운용사례 (일본) = 154,170,3

VII. 결론 = 157,173,3

참고문헌 = 160,176,4

Abstract = 164,180,3

감사의 글 = 167,183,1

Table 2-1 가전제품 종류 및 특징 = 12,28,1

Table 2-2 공동주택 공용지역 일반부하종류 및 특징 = 13,29,1

Table 2-3 공동주택 공용지역 동력부하 종류 및 특징 = 15,31,1

Table 2-4 변압기의 손실 = 19,35,1

Table 2-5 변압기의 손실과 효율 = 20,36,1

Table 2-6 전력손실 절감비교표 (2004년 대한트랜스 자료집) = 23,39,1

Table 2-7 변압기 형태별 손실 비교 (치수 특성 1,000KVA, 부하60%의 예) = 24,40,1

Table 2-8 변압기의 종류와 특징 = 25,41,1

Table 2-9 변압기의 콘덴서 부설 용량 = 29,45,1

Table 2-10 단상 전기 절전기 설치시 전력소모 비교 = 32,48,1

Table 2-11 PMW 방식과 PAM 방식의 비교 = 39,55,1

Table 2-12 급수방식별 운전비 비교 예 = 42,58,1

Table 2-13 표준 전동기와 고효율 전동기의 효과 비교 = 47,63,1

Table 2-14 일반속도 제어장치와 VVVF 제어장치와의 비교 = 55,71,1

Table 2-15 전층 운행시와 격층 운행시 소비전력 비교 = 56,72,1

Table 2-16 TV 등 가전기기별 절전 효과표 = 62,78,1

Table 2-17 가전기기 작동시 소비전력과 대기시 소비전력 비교 (단위/W) = 63,79,1

Table 2-18 컴퓨터 관련제품의 절전 효과표 (월간 301Kwh ~ 400Kwh 사용하는 가정의 경우) = 64,80,1

Table 2-19 에너지 소비효율 등급제품 현황 = 65,81,1

Table 2-20 고효율 에너지 제품현황 = 66,82,1

Table 2-21 대체 에너지의 종류 및 특징 = 73,89,1

Table 2-22 월 전기사용량에 따른 현행 전기요금 부과 방법 = 75,91,1

Table 2-23 주택용 저압 전력요금표 (2005. 1월 현재) = 75,91,1

Table 2-24 주택용 전력 사용량별 요금표 (2004. 3. 1 시행) = 75,91,1

Table 2-25 공동주택 전기요금 체계, 2004년 3월 1일 이후 시행 = 76,92,1

Table 2-26 절전용량 및 지원단가 = 80,96,1

Table 2-27 하계 전력부하관리 지원제도개요 = 81,97,1

Table 2-28 법적 근거 및 사업범위 = 82,98,1

Table 2-29 전기 에너지 절감량과 그에 따른 효과 = 84,100,1

Table 4-1 변압기 용량 산정시 검토사항 = 96,112,1

Table 4-2 디젤 엔진과 가스터빈 엔진의 특징 비교 = 104,120,1

Table 5-1 열병합발전용 도시가스 요금 차등 적용('03.7.1.시행기준' 단위 원/Nm2(이미지참조) = 108,124,1

Table 5-2 48개 아파트 타당성 분석결과 = 110,126,1

Table 5-3 기존 난방 방식과 가스 Cogen의 연간 에너지 비용 비교 = 112,128,1

Table 5-4 열병합 시스템별 비교표 = 113,129,1

Table 5-5 에너지 비용 절감 비교표 = 114,130,1

Table 5-6 아파트 난방방식별 비교 (동작구 K아파트 실제사례) = 115,131,1

Table 5-7 난방방식별 장, 단점 특징비교 = 116,132,1

Table 5-8 에너지이용 합리화자금 자금지원제도 = 118,134,1

Table 5-9 하절기, 동절기 최대수요전력의 비교 = 122,138,1

Table 5-10 태양광 발전의 예상 발전량 = 136,152,1

Table 5-11 풍력 발전의 예상 발전량 = 137,153,1

Table 6-1 비상용 자가발전설비에 의한 피크컷(Peak-Cut)운용사례 = 141,157,1

Table 6-2 비상용 자가발전설비의 활용가능 전력의 잠재량 조사 = 142,158,1

Table 6-3 이태원 청화 아파트 열병합 공사 개요 = 146,162,1

Table 6-4 상도동 건영 아파트 열병합 공사 개요 = 147,163,1

Table 6-5 단국대학교 병원 열병합 공사 개요 = 147,163,1

Table 6-6 공동주택 열병합발전 설치 운용사례 (주식회사) CES자료 = 148,164,1

Table 6-7 중앙 관공서 청사에서 태양광 발전설비 계획 = 149,165,1

Table 6-8 일본 시립 하꼬다테 병원 열병합공사 개요 = 154,170,1

Table 6-9 일본 호텔 쿄세라 열병합공사 개요 = 155,171,1

Fig 1-1 최근 10년간 최대 수요전력현황 = 3,19,1

Fig 1-2 우리나라의 에너지 소비구조 변화 = 3,19,1

Fig 1-3 연구의 흐름 = 7,23,1

Fig 2-1 공동주택 수ㆍ변전설비 단선 결선도 (364세대) = 10,26,1

Fig 2-2 최근 1년간 월별 최대수요전력 현황 (2004년 대치2차 쌍용) = 16,32,1

Fig 2-3 전력손실 절감효과 (2004년 대한트랜스 자료집) = 23,39,1

Fig 2-4 고조파로 인한 전기설비의 악 영향 발생 설명도 = 30,46,1

Fig 2-5 단상 전기 절전기 설치시 절감 비교표 = 32,48,1

Fig 2-6 인버터의 기본원리 및 슬립제어방식 = 35,51,1

Fig 2-7 주파수 제어방식 = 35,51,1

Fig 2-8 전압형 인버터 원리 = 36,52,1

Fig 2-9 전류형 인버터 원리 = 36,52,1

Fig 2-10 PAM 제어방식 = 37,53,1

Fig 2-11 등 펄스폭 제어방식 = 37,53,1

Fig 2-12 PWM 방식과 PAM 방식의 비교 = 38,54,1

Fig 2-13 부스터 펌프 Q - P 특성 = 41,57,1

Fig 2-14 고효율 및 표준전동기 효율비교 = 46,62,1

Fig 2-15 고효율 전동기의 절전효과 = 46,62,1

Fig 2-16 1단 속도제어방식의 회로도 = 50,66,1

Fig 2-17 2단 속도제어방식의 회로도 = 51,67,1

Fig 2-18 VVVF 장치 회로도 = 54,70,1

Fig 2-19 VVVF 방식의 에너지 절약 특성 = 55,71,1

Fig 2-20 예측 설비보전 개념도 = 57,73,1

Fig 2-21 지구 온난화 현상의 원리와 온실효과 = 68,84,1

Fig 2-22 지구 평균 표면 온도의 변화 = 69,85,1

Fig 2-23 국가별 이산화탄소 방출량 (1995) = 70,86,1

Fig 2-24 지구 대기 중 이산화탄소 축적 농도 = 71,87,1

Fig 2-25 우리나라 에너지 수입 의존도 및 중장기 전력수요예측 = 77,93,1

Fig 3-1 22.9 KV-Y 한전 인입 수, 변전설비 단선 결선도 = 86,102,1

Fig 3-2 22.9 KV-Y 한전 인입 수, 변전설비 단선 결선도 = 87,103,1

Fig 3-3 22.9 KV-Y 한전 인입 수, 변전설비 단선 결선도 = 88,104,1

Fig 3-4 22.9 KV-Y 한전 인입 수, 변전설비 단선 결선도 = 89,105,1

Fig 3-5 22.9 KV-Y 한전 인입 수, 변전설비 단선 결선도 = 90,106,1

Fig 3-6 22.9 KV-Y 한전 인입 수, 변전설비 단선 결선도 = 91,107,1

Fig 5-1 열병합발전 시스템 개념도 = 105,121,1

Fig 5-2 가스 열병합발전 이용 시스템 개요 = 106,122,1

Fig 5-3 건물 열병합발전 시스템 에너지 공급 FLOW = 107,123,1

Fig 5-4 가스 열병합발전 시스템 에너지 흐름도 = 107,123,1

Fig 5-5 사업 전ㆍ후 에너지 시스템 구성 = 111,127,1

Fig 5-6 이산화탄소 배출 및 연료소비 전력생산 비교 = 111,127,1

Fig 5-7 난방 방식별 년간 관리비 비교 = 112,128,1

Fig 5-8 1,050세대 월별 시간대 전기 부하량 = 117,133,1

Fig 5-9 1,050세대 월별 시간대 열 부하량 = 117,133,1

Fig 5-10 22.9 KV 수, 변전설비 단선도 = 120,136,1

Fig 5-11 최근 1년간 월별 최대수요전력 현황 (2004년 대치2차 쌍용) = 121,137,1

Fig 5-12 에어컨 전용 뱅크를 구성한 예 = 123,139,1

Fig 5-13 기존 공동주택 외벽을 이용한 에어컨 간선 설치 개념도 = 125,141,1

Fig 5-14 기존 공동주택 에어컨 전용회로 계량기 결선도 = 126,142,1

Fig 5-15 태양광 발전 시스템 기본 구성도 = 128,144,1

Fig 5-16 태양광 발전 시스템 설치 개념도 = 129,145,1

Fig 5-17 공동주택 옥상, 측 벽면을 활용한 태양광 모듈 설치도 = 130,146,1

Fig 5-18 공동주택 굴뚝을 활용한 태양광 모듈 설치도 = 130,146,1

Fig 5-19 태양광 풍력 병용 시스템 = 135,151,1

Fig 5-20 태양광에 의한 발전량 = 136,152,1

Fig 5-21 풍력에 의한 발전량 = 137,153,1

Fig 6-1 PVTEC가 제안한 6종류의 태양전지 모듈 설치방식 = 151,167,1

Photo 2-1 유입 변압기 외형 = 26,42,1

Photo 2-2 건식 변압기 외형 = 26,42,1

Photo 2-3 어머퍼스 주상변압기 외형 = 26,42,1

Photo 2-4 MOLD 변압기 외형 = 26,42,1

Photo 2-5 고압 콘덴서 외형 = 29,45,1

Photo 2-6 저압 콘덴서 외형 = 29,45,1

Photo 2-7 ZED 중성선 영상 고조파 전류 저감장치 설치효과 = 31,47,1

Photo 2-8 단상 전기 절전기 설치도 = 33,49,1

Photo 2-9 부스터 펌프 외형 = 42,58,1

Photo 2-10 에너지 절약형 인버터 및 고효율 AC저압모터 & 일체드라이버 = 47,63,1

Photo 2-11 승강기 인버터 제어반 및 시스템 구조도 = 52,68,1

Photo 2-12 승강기 구조도 (로프식) = 53,69,1

Photo 2-13 풍력 에너지 이용 등 대체 에너지 개발의 필요성 = 73,89,1

Photo 5-1 중앙 합동청사 2호관에 설치된 태양광 발전설비 (일본) = 131,147,1

Photo 5-2 건물 옥상에 설치된 태양광 발전설비 (일본) = 132,148,1

Photo 5-3 태양광 모듈 설치도 = 136,152,1

Photo 5-4 풍력발전설비 설치도 = 138,154,1

Photo 6-1 단열 패널방식의 모델하우스 = 151,167,1

Photo 6-2 핀랜드, 피에털서리의 IEA 솔라 하우스 = 152,168,1

Photo 6-3 일본의 WISH 하우스 = 152,168,1

Fig 1-1 최근 10년간 최대 수요전력현황 = 3,19,1

Fig 1-2 우리나라의 에너지 소비구조 변화 = 3,19,1

Photo 2-1 유입 변압기 외형 = 26,42,1

Photo 2-2 건식 변압기 외형 = 26,42,1

Photo 2-3 어머퍼스 주상변압기 외형 = 26,42,1

Photo 2-4 MOLD 변압기 외형 = 26,42,1

Photo 2-5 고압 콘덴서 외형 = 29,45,1

Photo 2-6 저압 콘덴서 외형 = 29,45,1

Fig 2-4 고조파로 인한 전기설비의 악 영향 발생 설명도 = 30,46,1

Photo 2-7 ZED 중성선 영상 고조파 전류 저감장치 설치효과 = 31,47,1

Photo 2-8 단상 전기 절전기 설치도 = 33,49,1

Fig 2-12 PWM 방식과 PAM 방식의 비교 = 38,54,1

Photo 2-12 승강기 구조도 (로프식) = 53,69,1

Photo 2-13 풍력 에너지 이용 등 대체 에너지 개발의 필요성 = 73,89,1

Fig 2-21 지구 온난화 현상의 원리와 온실효과 = 68,84,1

Fig 2-22 지구 평균 표면 온도의 변화 = 69,85,1

Fig 2-23 국가별 이산화탄소 방출량 (1995) = 70,86,1

Fig 2-24 지구 대기 중 이산화탄소 축적 농도 = 71,87,1

Fig 2-25 우리나라 에너지 수입 의존도 및 중장기 전력수요예측 = 77,93,1

Fig 3-1 22.9 KV-Y 한전 인입 수, 변전설비 단선 결선도 = 86,102,1

Fig 3-2 22.9 KV-Y 한전 인입 수, 변전설비 단선 결선도 = 87,103,1

Fig 3-3 22.9 KV-Y 한전 인입 수, 변전설비 단선 결선도 = 88,104,1

Fig 3-4 22.9 KV-Y 한전 인입 수, 변전설비 단선 결선도 = 89,105,1

Fig 3-5 22.9 KV-Y 한전 인입 수, 변전설비 단선 결선도 = 90,106,1

Fig 3-6 22.9 KV-Y 한전 인입 수, 변전설비 단선 결선도 = 91,107,1

Fig 5-1 열병합발전 시스템 개념도 = 105,121,1

Fig 5-3 건물 열병합발전 시스템 에너지 공급 FLOW = 107,123,1

Fig 5-4 가스 열병합발전 시스템 에너지 흐름도 = 107,123,1

Fig 5-7 난방 방식별 년간 관리비 비교 = 112,128,1

Fig 5-8 1,050세대 월별 시간대 전기 부하량 = 117,133,1

Fig 5-9 1,050세대 월별 시간대 열 부하량 = 117,133,1

Fig 5-12 에어컨 전용 뱅크를 구성한 예 = 123,139,1

Fig 5-13 기존 공동주택 외벽을 이용한 에어컨 간선 설치 개념도 = 125,141,1

Fig 5-14 기존 공동주택 에어컨 전용회로 계량기 결선도 = 126,142,1

Fig 5-16 태양광 발전 시스템 설치 개념도 = 129,145,1

Photo 5-1 중앙 합동청사 2호관에 설치된 태양광 발전설비 (일본) = 131,147,1

Photo 5-2 건물 옥상에 설치된 태양광 발전설비 (일본) = 132,148,1

Fig 5-19 태양광 풍력 병용 시스템 = 135,151,1

Photo 5-3 태양광 모듈 설치도 = 136,152,1

Photo 5-4 풍력발전설비 설치도 = 138,154,1

Fig 6-1 PVTEC가 제안한 6종류의 태양전지 모듈 설치방식 = 151,167,1

Photo 6-1 단열 패널방식의 모델하우스 = 151,167,1

Photo 6-2 핀랜드, 피에털서리의 IEA 솔라 하우스 = 152,168,1

Photo 6-3 일본의 WISH 하우스 = 152,168,1