에너지공학은 최근 증가하는 지구 온난화 문제, 미세먼지를 포함한 환경 문제, 에너지 고갈 및 이에 따른 대체에너지의 개발과 함께 4차산업혁명시대에 향후 인류의 미래를 이끌어 갈 중요한 학문 분야 중의 하나이다. 에너지공학은 전기·전자, 물리, 화학, 기계, 바이오, 나노 및 재료공학 등이 복합되어 있는 융합학문으로서 다양한 학문적 지식을 필요로 한다. 이 책은 에너지공학도를 위한 이론 및 실무에 대한 입문서로서, 국내외적으로 다양하게 응용되고 있는 에너지 분야를 공부하고자 하는 학생들에게 에너지의 기본 개념을 이해하고, 다양한 에너지관련 산업의 분야별 특징을 잘 이해할 수 있도록 구성하였다. 특히, 에너지공학 분야의 실습 교재가 부족하여 실무 중심의 인력을 필요로 하는 산업 현장에서, 본 교재에 포함되어 있는 실무를 배운 학생들이 실질적인 문제를 쉽게 파악하고 해결할 수 있도록 이론적 내용과 실습을 위한 내용을 함께 구성하였다.

저자 : 손근용 인제대학교 나노융합공학부 교수(대표저자) 저자 : 박원욱 인제대학교 나노융합공학부 교수 저자 : 박흥재 인제대학교 환경공학과 교수 저자 : 서현웅 인제대학교 미래에너지공학과 조교수 저자 : 송한정 인제대학교 나노융합공학부 교수

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