제1장 에너지 ... 11
   1.1 에너지의 의미 ... 13
   1.2 에너지자원 현황 및 전망 ... 18
      1.2.1 화석연료 이용 현황 및 전망 ... 19
      1.2.2 재생에너지 이용 현황 및 전망 ... 23
제2장 열역학 제1법칙 ... 29
   2.1 시스템의 종류 ... 31
   2.2 열과 일의 형태 ... 32
   2.3 시스템의 전체에너지 ... 37
   2.4 열역학 제1법칙 ... 39
      2.4.1 밀폐시스템의 열역학 제1법칙 ... 42
      2.4.2 개방시스템의 열역학 제1법칙 ... 45
        2.4.2.1 이동하는 유체의 전체에너지 ... 46
        2.4.2.2 정상상태 ... 47
        2.4.2.3 장치에 적용한 실례 ... 49
제3장 열역학 제2법칙 ... 59
   3.1 열기관 ... 62
   3.2 열효율 ... 64
   3.3 열역학 제2법칙 : 켈빈-프랜크 서술 ... 65
   3.4 냉동기 및 히트펌프 ... 66
   3.5 열역학 제2법칙 : 크라우시우스 서술 ... 71
   3.6 영구운동 기관 ... 72
   3.7 가역과정과 비가역과정 ... 74
   3.8 카노 사이클(Carnot cycle) ... 76
      3.8.1 카노 사이클 구성 및 카노원리 ... 76
      3.8.2 카노 열기관의 효율 ... 79
   3.9 열에너지의 품질 ... 81
제4장 엔트로피(entropy) ... 83
   4.1 엔트로피의 정의 ... 84
   4.2 엔트로피 증가의 원리 ... 89
      4.2.1 엔트로피의 생성 ... 89
      4.2.2 엔트로피 증가의 원리 ... 90
   4.3 밀폐시스템의 엔트로피 변화 ... 92
   4.4 개방시스템의 엔트로피 변화 ... 95
   4.5 엔트로피 변화의 원인 ... 97
제5장 엑서지(exergy) ... 101
   5.1 엑서지의 정의 ... 102
   5.2 가역일과 비가역성 ... 105
   5.3 열역학 제2법칙 효율 ... 108
   5.4 밀폐시스템의 열역학 제2법칙 분석 ... 111
   5.5 개방시스템의 열역학 제2법칙 분석 ... 116
제6장 태양에너지 ... 123
   6.1 태양에너지 특성 ... 124
      6.1.1 흑체 복사 ... 124
      6.1.2 태양에너지 분석 ... 131
      6.1.3 태양에너지 입사량(solar energy incident) ... 141
      6.1.4 태양에너지 흡수율과 표면 방사율 ... 143
      6.1.5 온실효과(green house effect) ... 145
   6.2 태양의 위치 ... 146
      6.2.1 태양의 고도 ... 147
      6.2.2 태양의 방위각 ... 154
제7장 태양에너지의 직접 이용 ... 157
   7.1 태양에너지 계산 ... 161
      7.1.1 대기권 밖의 태양에너지 ... 161
      7.1.2 대기권을 투과하는 태양에너지 ... 166
      7.1.3 경사면에 조사된 태양에너지 ... 171
      7.1.4 집열판에 흡수된 태양에너지 ... 177
   7.2 평판형 태양열 집열기 설계 ... 188
      7.2.1 전체 열전달 해석 ... 189
      7.2.2 집열기 윗면을 통한 열손실 ... 190
      7.2.3 집열기 밑면과 옆면을 통한 열손실 ... 197
      7.2.4 유체관 사이의 온도분포 ... 199
      7.2.5 유체 흐름 방향의 온도분포 ... 204
      7.2.6 집열기의 열회수량 ... 205
      7.2.7 집열기 평균온도 및 유체 평균온도 ... 208
제8장 태양에너지 변환 ... 211
   8.1 태양열 발전(solar thermal power) ... 212
      8.1.1 구유형 발전 시스템(solar through system) ... 212
      8.1.2 타워형 발전 시스템(solar power tower) ... 214
      8.1.3 접시형 발전 시스템(solar dish / engine system) ... 217
      8.1.4 우주선용 태양열발전(solar dynamic power system) ... 220
      8.1.5 에너지 변환장치 ... 221
   8.2 태양광 발전 ... 222
      8.2.1 태양전지의 발전원리 ... 224
      8.2.2 에너지 변환효율 ... 231
      8.2.3 태양전지의 성능 향상 ... 236
      8.2.4 에너지 변환효율 발전 동향 ... 240
      8.2.5 태양전지의 설치 ... 242
      8.2.6 태양광 발전소 건설 사례 ... 250
      8.2.7 염료감응형 태양전지 ... 253
제9장 풍력발전 ... 257
   9.1 풍력발전 개요 ... 260
      9.1.1 풍력발전 시스템의 구성 요소 ... 260
      9.1.2 풍력터빈의 회전 원리 ... 264
   9.2 풍력터빈 출력 ... 267
      9.2.1 디스크 모델(actuator disk model) ... 269
      9.2.2 풍속 분포도 ... 275
      9.2.3 풍력터빈 출력밀도 ... 281
      9.2.4 풍속에 대한 고도의 영향 ... 287
   9.3 풍력터빈의 운영 ... 289
      9.3.1 풍력터빈의 날개 특성 ... 289
      9.3.2 출력계수와 날개 끝 속도 비(tip speed ratio) 관계 ... 291
      9.3.3 최대풀력을 위한 운영 ... 293
      9.3.4 풍력터빈의 환경 영향 ... 295
   9.4 국내외 풍력발전 현황 ... 297
제10장 해양에너지(ocean energy) ... 301
   10.1 조력발전(tidal power) ... 303
      10.1.1 조력발전 원리 ... 304
      10.1.2 조력발전 방식 및 장ㆍ단점 ... 307
      10.1.3 국내외 현황 ... 310
   10.2 조류발전(tidal current or stream) ... 311
   10.3 파력발전(wave power) ... 314
      10.3.1 공기터빈형(air turbine) ... 316
      10.3.2 부위(Buoy) 연결형 ... 318
      10.3.3 부주(Pontoon)형 ... 320
   10.4 해수온도차 발전(ocean thermal energy conversion) ... 322
제11장 소규모 수력발전 ... 325
   11.1 소규모 수력발전 원리 및 수차의 종류 ... 326
   11.2 소수력발전소 설치 사례 ... 332
제12장 경제성 검토 ... 335
   12.1 미래가치의 현재가치 환산 ... 337
   12.2 투자비 환수율 ... 341
   12.3 재생에너지 시스템의 간단한 경제성 검토 ... 343
   12.4 태양열 설비 투자비 회수기간 ... 351
부록
   1. 산업자원부 고시 제2006-89호 ... 354
   2. 지식경제부고시 제2008-45호(신재생에너지이용 발전전력의 기준가격 지침) ... 361
참고문헌 ... 365
찾아보기 ... 371