표제지
목차
요약 10
기호 및 약어 14
I. 서론 17
1. 연구 배경 17
가. 연구의 배경 17
나. 연구의 목적 18
2. 연구 내용 20
가. 연구의 범위 및 방법 20
나. 연구의 과정 22
II. 우리나라 철도 전력설비 24
1. 철도역사 전원시스템과 부하설비 24
가. 철도역 전원시스템의 구성 24
나. 철도역의 전력 부하설비 32
2. 철도 전력설비 및 전력사용량 현황 35
가. 우리나라 철도의 전력설비 현황 35
나. 우리나라 철도의 일반전력 사용량 현황 49
III. 태양광발전의 이론적 고찰 54
1. 신재생에너지의 개요 54
가. 신재생에너지의 정의 54
나. 신재생에너지의 종류 54
2. 태양광발전시스템의 개념 69
가. 태양광발전 69
나. 태양광발전 기술 72
다. 태양광발전시스템의 분류 76
IV. 철도역사 태양광발전시스템 설치 사례 79
1. 해외 철도역사의 신재생에너지 이용 사례 79
가. 태양광발전시스템을 설치한 철도역사 79
나. 지열을 이용한 철도역사 85
2. 우리나라 철도의 태양광발전시스템의 설치 사례 93
가. 우리나라 철도의 태양광발전시스템 93
나. 우리나라의 태양광발전시스템 설치 사례 96
V. 태양광발전시스템 활용 방안 및 시설 기준 99
1. 철도역사의 태양광발전시스템 활용 방안 99
가. 태양전지의 종류와 특징 99
나. 태양전지의 에너지 변환효율과 기술의 발달 현황 105
다. 태양광발전시스템의 검토 108
라. 태양광발전 설치 방식의 검토 111
마. 태양광발전시스템의 철도역사 활용 방안 115
2. 철도역사의 태양광발전시스템 시설 기준 118
가. 일반사항 118
나. 태양광발전시스템의 전기설비 설계 및 시설기준 123
다. 시험·검사의 절차 및 방법 135
라. 운영 및 유지보수 143
VI. 태양광발전시스템의 활용 효과 157
1. 최대전력의 수요에 대처 가능 157
2. 이산화탄소(CO₂) 배출량 감소 158
3. 전력 에너지자원의 수입 대체 161
4. 결과 고찰 162
VII. 결론 164
참고문헌 167
ABSTRACT 169
표 2-1. 우리나라의 철도 전력설비 총괄 현황 36
표 2-2. 일반전력용 한전 전원 수전 현황 38
표 2-3. 단순 계산식에 의한 배전 방식별 전력공급성능의 비교 44
표 2-4. 우리나라 철도의 배전선로 가선 현황 48
표 2-5. 우리나라 철도의 일반전력 사용량 현황 50
표 2-6. 철도역의 연도별 전력 사용량 및 태양광발전 현황 52
표 2-7. 철도 건물의 연도별 전력 사용량 및 태양광발전 현황 53
표 2-8. 철도역과 건물의 연도별·계절별 태양광발전량 현황 53
표 3-1. 태양전지의 종류별 효율 및 특징 76
표 4-1. 태양광 발전설비 설치현황 95
표 5-1. 태양전지의 종류별 효율 및 장단점 비교 107
표 5-2. 태양광발전시스템의 종류별 특징과 장단점 비교 111
표 5-3. 태양광발전 설치방식별 특징과 장단점 비교 115
표 5-4. 전압강하 및 전선 단면적 계산식 130
표 5-5. 전류에 대한 백분율로 나타낸 최대 고조파전류 왜형 132
표 5-6. 일상점검 항목 및 점검 요령 144
표 5-7. 정기점검 항목 및 점검 요령 145
표 5-8. 운전상태에 따른 시스템의 발생 신호 154
표 5-9. 인버터 이상신호 조치방법 155
표 5-10. 태양광 발전설비 운영방법 156
그림 2-1. 우리나라 철도 배전선로 계통도 27
그림 2-2. 22.9㎸ 3상 4선식 수변전설비 표준 결선도 29
그림 2-3. 3상 3선식 △결선 비접지방식의 회로도 42
그림 2-4. 3상 4선식 Y결선 중성선 접지방식의 회로도 43
그림 2-5. 6.6㎸ 3상 3선 비접지방식 1회선 배전선로 계통 구성도 45
그림 2-6. 6.6㎸ 3상 3선 비접지방식 2회선 배전선로 계통 구성도 46
그림 2-7. 6.6㎸ 3상 3선 비접지방식 3회선 배전선로 계통 구성도 46
그림 2-8. 22.9㎸ 3상 4선 접지방식 1회선 배전선로 계통 구성도 46
그림 2-9. 22.9㎸ 3상 4선 접지방식 2회선 배전선로 계통 구성도 47
그림 2-10. 22㎸ 3상 3선 비접지방식 2회선 배전선로 계통 구성도 47
그림 3-1. 연료전지의 발전원리 및 기본 구성 55
그림 3-2. IGCC 실증발전소의 공정 흐름도 56
그림 3-3. 타워형 태양열 발전시스템 개요도 59
그림 3-4. 주요 바이오매스 에너지의 종류 및 용도 60
그림 3-5. 수평형 풍력발전기의 구조 62
그림 3-6. 조류발전시스템 65
그림 3-7. 태양전지의 기본 구조 및 동작 모형 70
그림 3-8. 태양광발전시스템의 구성요소 71
그림 3-9. 태양전지의 종류 73
그림 3-10. 태양전지 종류별 효율 추이 75
그림 4-1. 태양전지가 설치된 뉴욕 Coney Island의 Stillwell Avenue역 80
그림 4-2. 태양전지가 설치된 독일 Freiburg Central역 81
그림 4-3. 태양전지가 설치된 독일 Uelzen역 81
그림 4-4. 태양전지가 설치된 독일 Berlin hauptbahnhof역 82
그림 4-5. 태양전지가 설치된 영국 London Blackfriars역 83
그림 4-6. 태양전지가 설치된 중국 상하이 홍차오역 83
그림 4-7. 태양전지가 설치된 상하이 지하철 방음벽 84
그림 4-8. 태양전지가 설치된 도쿄 요츠야역 및 도쿄역 85
그림 4-9. 영국 Liverpool South Parkway역 전경과 BIPV 86
그림 4-10. 오스트리아 U-Bahn의 Praterstern역 지열시스템 87
그림 4-11. 독일 Bad Lauterberg역 자동 제설시스템 87
그림 4-12. 선로전환기 자동 제설시스템 88
그림 4-13. 풍력발전기가 설치된 미국 Saco역 89
그림 4-14. 호주 Gold Coast의 Varsity Lakes역 90
그림 4-15. 계획중인 호주 멜버른의 Richmond역 90
그림 4-16. Vienna의 new Main Railway역 조감도 91
그림 4-17. 도쿄 마루노우치역 게이트에 설치된 압전소자 91
그림 4-18. 태양전지가 설치된 철도박물관 승강장 지붕 96
그림 4-19. 태양전지가 설치된 경의선 운정역 97
그림 4-20. 태양전지가 설치된 전라선 여수엑스포역 98
그림 4-21. 태양전지가 설치된 수인선 역사 전경 98
그림 5-1. 결정질 태양전지의 제조 과정 99
그림 5-2. 2세대 박막형계 태양전지 102
그림 5-3. 미래형 3세대 태양전지 105
그림 5-4. 독립형 태양광발전시스템 108
그림 5-5. 계통연계형 태양광 시스템 109
그림 5-6. 하이브리드 태양광발전시스템 110
그림 5-7. 경사 고정식 태양광발전시스템 112
그림 5-8. 경사 가변식 태양광발전시스템 112
그림 5-9. 단축 추적식 태양광발전시스템 113
그림 5-10. 양축 추적식 태양광발전시스템 114
그림 5-11. 건물 일체형 태양광발전시스템 114
그림 5-12. 태양광발전시스템의 계획 123
그림 5-13. 태양광발전시스템의 설계 순서 124
그림 5-14. 어레이 배선 시공도 128
그림 5-15. 케이블 차수 128
그림 5-16. 엔트런스캡에 의한 차수 129
그림 5-17. 접지저항의 측정방법 136
그림 5-18. 간이접지 측정방법(전압강하식) 136
그림 5-19. 누전차단기의 내부 회로 137
그림 5-20. 태양광 단독운전 방지장치 138
그림 5-21. 비접지 확인방법 141
그림 5-22. 개방전압 측정회로 149
그림 5-23. P-N 간 단락에 의한 절연저항 측정회로 150
그림 5-24. 인버터의 절연저항 측정회로 151