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국내 광전기화학 수소생산의 경제성 평가
Economic Evaluation of Domestic Photoelectrochemical Hydrogen Production 원문보기

한국수소 및 신에너지학회 논문집 = Transactions of the Korean Hydrogen and New Energy Society, v.21 no.1, 2010년, pp.64 - 71  

김봉진 (단국대학교 산업공학과) ,  김종욱 (한국에너지기술연구원 정책연구실)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper deals with an economic evaluation of domestic immersing type photoelectrochemical hydrogen production. We also make some sensitivity analysis of hydrogen production prices by changing the values of input factors such as the initial capital cost, the solar to hydrogen conversion efficiency...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 평가를 수행하였다. PEC 수소 생산시스템은 immersing type, window type, hybrid type 등으로 분류할 수 있으며, 본 논문에서는 immersing type PEC 수소 생산시스템에 대한 수소 제조비용을 산출하였다. PEC 수소 생산시스템의 수명주기 동안의 총비용과 연간 수소생산량에 근거하여 수소 제조 비용을 산출하였으며, 이러한 수소 제조 비용을 대리변수로 하여 PEC 수소 생산시스템의 경제성을 평가하였다.
  • 국내에서는 PEC 수소 생산시스템에 의해 수소를 생산한 경험이 적으므로, 본 논문에서는 이원 재외(2008)의 연구에 근거하여 국내 PEC 수소 생산시스템의 경제성을 평가하였다.
  • 본 논문에서는 경제성 평가에 많이 사용되고 있는 수명주기 (life cycle)에 기초한 비용 분석 방법을 사용하여 국내 PEC 수소생산의 경제성을 평가하고 수소 제조가격을 산출하였다. 현재 시점에서의 광촉매에 의한 수소 생산시스템의 경제성 평가는 시기상조인 것으로 판단되어 고려 대상에서 제외하였다.
  • 본 논문에서는 국내 PEC 수소 생산시스템의 경제성 평가를 수행하였다. PEC 수소 생산시스템은 immersing type, window type, hybrid type 등으로 분류할 수 있으며, 본 논문에서는 immersing type PEC 수소 생산시스템에 대한 수소 제조비용을 산출하였다.
  • Hybrid 讨pm는 이 들의 혼합형으로서 태양전지가 내부 window에 존재한다. 본 논문에서는 이들 중에서 가장 기본적인 형태인 immersing type PEC를 대상으로 국내 광전기 화학 수소생산의 경제성을 평가하였다.
  • 필요하다. 본 논문에서는 태양전지의 수명 기간을 기준하여 PEC 수소 생산시스템의 수명 기간을 20년으로 설정하였다.
  • 본 연구에서는 수명주기에 기초한 편익 및 비용분석 방법을 이용하여 국내 PEC 수소생산의 경제성 분석을 수행하였다. PEC 수소 생산시스템의 경제성은 초기 투자비, 연간 판매수입, 연간 운영비, 잔존가치, 시스템 수명, 할인율-, 태양 에너지, STH 효율 등에 의하여 결정된다.

가설 설정

  • (7) 태양에너지(E): 각 지역의 기후조건에 따라 태양에너지 자원량은 다르다. 각 지역의 수평면전일사량(B)은 광생물학적 수소 생산시스템의 경제성에 큰 영향을 준다.
  • 또한 5cm X 5cm 크기 의직 렬연결형 DSSC 4개로 구성된 태양전지 panel을 물 분해 장치 뒤에 위치시키고 광어노드 전극과 직렬로 연결한 시스템이다. 백금을 음극으로 사용하는 경우에는 초기투자비가 크게 증가하므로 Ni mesh 에 백금을 coatin职하여 사용할 수 있는 것으로 가정하였다. Table 1.
  • 수 있다. 본 논문에서는 기타 수입을 무시할 수 있는 것으로 가정하였다.
  • 700원이다. 한편 DSSC는 현재 대량생산이 되지 않으므로 비교적 고가이나, 향후에는 대량으로 생산되는 것을 가정하여 실리콘 태양전지 가격의 60% 수준인 4, 200원에 구입할 수 있는 것으로 추정하였다. 산소 족매막과 membranee 약 6cm x 6cm 크기로 각기 6, 700원과 3, 000원이 소요된다.
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참고문헌 (6)

  1. O' Regan, and M. Gratzel, "A Low-cost, High-efficiency Solar Cell based Dye-sensitized Colloidal $TiO_{2}$ Films", Letters to Nature, Vol. 353, 1991, pp. 737-740. 

  2. Department of Energy, Multi-year Research Development and Demonstration Plan, 2007, U.S.A. 

  3. 이원재, 이스와라, 김현주, 서선희, 이동윤, "태양광을 이용하여 수소를 제조하는 탄뎀형 광전기화학전지 모듈 개발", 제4회 수소에너지 사업단 워크샵,2008, 제주. 

  4. 조용기, 강용혁, 한반도 태양에너지 자원의 분석. 평가 및 데이터 신뢰성 향상 연구,2006, 한국에너지기술연구원. 

  5. 박찬석, 김규태, 최성호, 경제성공학, 영지문화사, 2004, p. 58. 

  6. 최봉하, 박수억, 이덕기, 김석기, 송진수, "Sunbelt 지역의 태양광발전 경제성분석", 신재생에너지 , Vol. 2, No.4, 2006, pp. 86-92. 

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