에너지공학 기초 및 실습

머리말 3
목차 5

PART I. 에너지공학 이론

제 I 부 에너지 및 시스템 ㆍ 13
제1장 에너지란 무엇인가? 15
1. 서론 15
2. 에너지의 중요성 17
3. 에너지의 형태 및 분류 18
4. 에너지의 단위 및 환산 20
5. 에너지의 변환 및 전달 22
6. 현대 산업사회의 주요 에너지 26
제2장 전기와 에너지 31
1. 전기 및 전자의 기초 개념 31
2. 기초 전기 및 전자 이론 43
3. 저항, 인덕터, 커패시터 50
4. 전기회로 기초 60
제3장 자기에너지 71
1. 자기장 형성의 기초이론 71
2. 자성재료의 종류 74
3. 첨단 비정질/나노결정 연자성재료 78
4. 연자성 분말재료 82
5. 발전의 원리와 전동기 84
6. 도난방지센서 85
7. 무선전력전송(Wireless Power Transmission: WPT)기술을 이용한 전기에너지 충전 86

제Ⅱ부 화석 연료와 신재생에너지 ㆍ 91
제4장 화석 연료 93
1. 석탄 93
2. 석유 100
3. 천연가스(natural gas) 112
제5장 원자력 에너지 117
1. 원자력 117
2. 핵분열 119
3. 방사능과 방사선 124
4. 원자력의 안전성 126
제6장 태양에너지 127
1. 서론 127
2. 태양열 이용 기술 128
3. 태양광 이용 기술 133
제7장 풍력에너지 141
1. 풍력발전 설비 개요 141
2. 풍력발전 설비의 구조 141
3. 풍력발전의 현황 및 전망 144
4. 육상풍력과 해상풍력 148
5. 풍력발전 설비의 모델링 151
제8장 해양 및 수력 에너지 161
1. 개요 161
2. 조력발전 162
3. 파력발전 164
4. 해양 온도차발전 165
5. 해양 염분차발전 166
6. 수력 발전 167
제9장 지열에너지 169
1. 개요 169
2. 지구 내부의 구조 70
3. 지열에너지 172
4. 지열 냉난방시스템 175
5. 지열발전 179
제10장 바이오매스 183
1. 개요 183
2. 바이오연료 184
3. 바이오 에탄올 186
4. 바이오 부탄올 189
5. 바이오 가스 190
6. 바이오 디젤 193
제11장 폐기물에너지 197
1. 폐기물의 특성과 활용 197
2. 생활쓰레기의 발열량 (heating value) 199
3. 열분해 연료화 206
4. 고형 연료 (Solid Refuse Fuel, SRF) 209
5. 소각 여열 210
6. 매립장 가스(Land Fill Gas, LFG) 211
7. 폐자원에너지 회수·사용률 산정 212
제12장 수소에너지와 연료전지 215
1. 개요 215
2. 수소의 기초 216
3. 수소와 에너지 219
4. 수소 제조 기술 222
5. 수소 저장 기술 227
6. 수소 에너지 변환 기술 232
제Ⅲ부 에너지의 저장 및 변환 ㆍ 245
제13장 에너지저장 247
1. 전지의 개요 및 분류 247
2. 에너지저장 장치의 구성 및 설계 249
3. 주요 에너지저장 장치 252
제14장 에너지 하베스팅 255
1. 개요 255
2. 압전 에너지 (Piezoelectric energy) 256
3. 열전 에너지 (Thermoelectric energy) 262

PART Ⅱ. 에너지공학 실습

제Ⅰ부 에너지 및 시스템 실습 ㆍ 273
제1장 전기회로 실습 275
실습 1 옴의 법칙(Ohm's Law) 실습 275
실습 2 직렬 회로 및 병렬 회로 실습 287
실습 3 키르히호프의 법칙(Kirchhoff's Law) 실습 297
제2장 자기에너지와 전동기 실습 303
실습 1 자기나침반 만들기 실습 303
실습 2 자기장의 세기(자속밀도) 측정 실습 309
실습 3 자기부상(초전도체) 실습 315
실습 4 3상 유도전동기 실습 321
실습 5 3상 동기전동기 실습 329
실습 6 직류전동기 실습 (타여자 권선) 337

제Ⅱ부 신재생에너지 실습 ㆍ 347
제3장 태양광 발전 실습 349
실습 1 부하 저항의 크기 변화에 따른 태양전지의 출력 전압, 전류 측정 및 모듈 효율 계산 실습 349
실습 2 일사량의 변화에 따른 태양전지 모듈의 출력(전압, 전류) 측정 실습 367
실습 3 태양전지 모듈의 직·병렬 연결에 따른 출력(전압, 전류) 측정 실습 379
제4장 풍력에너지 변환 실습 389
실습 1 풍속에 따른 풍력발전기 효율 측정 실습 389
실습 2 배터리 방전 특성 실습 397
제5장 바이오매스에너지 실습 405
실습 1 바이오디젤 추출 디바이스 제작 실습 405
실습 2 미세조류 배양 실습 411
실습 3 미세조류 수확(농축) 실습 417
실습 4 미세조류 오일 추출 및 디젤 전환 실습 425
제6장 폐기물에너지 실습 431
실습 1 원소분석(Element Analysis, Ultimate Analysis) 실습 431
제7장 수소연료전지 실습 437
실습 1 수소연료전지 실습 437
실습 2 수소연료전지 성능 평가 실습 453
실습 3 수소연료전지 단위셀 제조 및 평가 실습 465

제Ⅲ부 에너지의 저장 및 변환 실습 ㆍ 475
제8장 에너지저장 실습 477
실습 1 다니엘 전지 만들기 실습 477
실습 2 리튬-흑연 이차전지 만들기 실습 484
제9장 에너지변환 실습 493
실습 1 Cantilever-type 압전구동기 제작 및 측정회로 구성 실습 493
실습 2 Bridge-type 압전구동기 제작 및 측정회로 구성 실습 505

부록 513
찾아보기 519
집필진
감사의 글

손근용 인제대학교 나노융합공학부 교수(대표저자)