Lee Kang Jun Studio

Urban Plant Station(UPS)

김예솔 / Kim Yeh Sol

Urban Plant Station(UPS)

도심지 내 수소연료전지 발전소 프로토타입

김예솔 / Kim Yeh Sol

Introduction

위치 : 서울 강남구 언주로 423 (역삼동) 일대

용도 : 발전소 / Infrastructure

층수 : B2-3F

대지면적 : 2,356.2㎡

건축면적 : 1,235.0㎡

연면적 : 4,378.2㎡

Agenda

화석연료의 사용은 지구의 환경을 파괴한다. 많은 국가에서 주 에너지 공급원을 화석연료에서 신재생 에너지로 적극 전환하고 있으며, 이와 함께 도시의 전력 공급 방법도 변화해야 한다.

이 프로젝트는 주 에너지원이 수소로 전환되며 좌초자산화된 주유소 부지를 활용한 도심지 친환경 분산발전소 프로토타입을 제안한다.

Theme Background

우리나라의 기존 에너지 시스템은 대규모 발전소 기반의 집중형 발전 방식을 따른다. 해안가에 있는 발전소에서 전력을 생산하고, 송/배선 시스템을 거쳐 원거리에 있는 소비자에게 전달하기 위해 선형 위주의 전국적 네트워크가 구축되어 있다. 하지만 이러한 발전 방식은 송전탑과 고압 송전선로 건설에 따른 민원과 환경문제, 지역간 전력 자급률의 불균형, 공급의 안정성, 장거리 송전의 전력 손실 등의 문제를 지속적으로 일으켜왔다.

미래의 에너지 시스템은 소규모 발전소 중심의 분산형 발전의 방향으로 나아가야 한다. 지역 내, 수요지 내에서 자체적인 에너지의 생산과 소비가 가능하게 되고, 중앙계통에 문제가 있어도 안정적인 전력 공급을 할 수 있으며, 새로운 전력 플랫폼이 갖추어지게 된다.

분산 발전 시스템은 특히 전력 수요량이 많고 계통 부담으로 전기 전송이 어려운 수도권 지역에 필요한 모델이 될 것이다.

Hydrogen Fuel Cell

수소 연료전지는 수소와 산소의 전기화학반응을 통하여 전기와 열에너지를 생산하는 에너지 변환 장치이다. 장치의 구성은 수소와 산소를 공급하는 MBOP, 전해질과 전극이 거쳐가며 화학반응이 일어나는 STACK(연료전지), 생성된 직류를 교류로 변환하고, 수증기와 온수를 회수하는 EBOP로 이루어져 있다.

연료전지는 여러 단계의 에너지 변환과정을 거치는 기존 발전형태와 달리, 화학에너지가 바로 전기에너지로 변환되어 에너지 효율이 높고, 부산물로 생산되는 것은 순수한 ‘물’이어서 환경오염을 일으키지 않는다. 또, 다른 신재생 발전소처럼 설비 구축에 환경적인 제약이 없고, 발전량에 따라 크기가 다양해 수요처 인근에 설치하기 용이하다는 특징이 있다.

Site

서울의 전력 사용량은 전국에서 4위로 매우 높은 순위를 기록하지만 전력 시설은 터무니없이 부족하다. 프로토타입을 제안할 도시는 전력자립도가 10%로 낮은 서울로 정하였다. 서울 내에서도 현재 가장 전력 소비량이 높은 구인 강남구에 제안하였다.

Program

발전시설이 도심지에 위치하는 만큼 혐오시설로 자리 잡아서는 안 되기 때문에 주민들이 함께 이용할 수 있는 프로그램과 기존 사이트 내에 존재하던 화석연료의 상징적인 건물인 주유소를 대체할 친환경적인 프로그램을 제안했다.

발전소와 함께 들어갈 프로그램 2가지 중 첫째는 온실이다. 발전시설에서 부산물로 발생하는 물과 열은 온실을 운영함에 있어 유용하게 작용할 수 있으며, 사이트가 위치한 역삼2동의 부족한 녹지공간을 보충하는 역할 또한 하게 된다.

두번째는 전기차 충전소이다. 에너지원의 교체로 인해 화석연료의 가치가 떨어지게 되고 이에 내연기관차와 관련된 기존의 주유소를 수소차와 전기차와 관련된 시설로 전환하여 사용을 유도했다.

Concept

지하층에 위치한 발전 시설과 충전소 평면에 기둥을 배치하면서 만들어진 8m 간격의 그리드에서 수직 구조가 지상층으로 연장되어 온실 프로그램과 자연스럽게 연결되게 했고, 기둥과 슬라브가 일체화 된 PC 모듈을 사용해 다양한 층고의 연결된 동선을 만들어내도록 했다.

Design

발전소가 도시에서 혐오시설로 인식되지 않게 하기 위해 지상층에는 사람들이 편안하게 사용할 수 있는 녹지와 수공간, 온실, 카페 등을 배치했고, 발전 시설과 충전소는 지하층과 Sunken 공간에 배치해 사이트 내부로 들어온 사람들 만이 볼 수 있게 배치하였다.

Panel

Work Details

Location

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Comment (1)

  1. 이영욱

    예솔이 고생많았어!! 시다 한티스푼 기여한거 뿌듯하다ㅎㅎㅎㅎ

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