Journal of Intelligence and Information Systems (지능정보연구)

Korea Intelligent Information System Society (한국지능정보시스템학회)
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Utilizing the Idle Railway Sites: A Proposal for the Location of Solar Power Plants Using Cluster Analysis

철도 유휴부지 활용방안: 군집분석을 활용한 태양광발전 입지 제안

  • Eunkyung Kang (Department of Big Data Analytics, Kyung Hee University) ;
  • Seonuk Yang (Department of Big Data Analytics, Kyung Hee University) ;
  • Jiyoon Kwon (Department of Big Data Analytics, Kyung Hee University) ;
  • Sung-Byung Yang (Department of Business Administration/Big Data Analytics, Kyung Hee University)
  • 강은경 (경희대학교 일반대학원 빅데이터응용학과) ;
  • 양선욱 (경희대학교 일반대학원 빅데이터응용학과) ;
  • 권지윤 (경희대학교 일반대학원 빅데이터응용학과) ;
  • 양성병 (경희대학교 경영대학 경영학과 & 빅데이터응용학과)
  • Received : 2022.11.14
  • Accepted : 2022.12.12
  • Published : 2023.03.31
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Abstract

Due to unprecedented extreme weather events such as global warming and climate change, many parts of the world suffer from severe pain, and economic losses are also snowballing. In order to address these problems, 'The Paris Agreement' was signed in 2016, and an intergovernmental consultative body was formed to keep the average temperature rise of the Earth below 1.5℃. Korea also declared 'Carbon Neutrality in 2050' to prevent climate catastrophe. In particular, it was found that the increase in temperature caused by greenhouse gas emissions hurts the environment and society as a whole, as well as the export-dependent economy of Korea. In addition, as the diversification of transportation types is accelerating, the change in means of choice is also increasing. As the development paradigm in the low-growth era changes to urban regeneration, interest in idle railway sites is rising due to reduced demand for routes, improvement of alignment, and relocation of urban railways. Meanwhile, it is possible to partially achieve the solar power generation goal of 'Renewable Energy 3020' by utilizing already developed but idle railway sites and take advantage of being free from environmental damage and resident acceptance issues surrounding the location; but the actual use and plan for these solar power facilities are still lacking. Therefore, in this study, using the big data provided by the Korea National Railway and the Renewable Energy Cloud Platform, we develop an algorithm to discover and analyze suitable idle sites where solar power generation facilities can be installed and identify potentially applicable areas considering conditions desired by users. By searching and deriving these idle but relevant sites, it is intended to devise a plan to save enormous costs for facilities or expansion in the early stages of development. This study uses various cluster analyses to develop an optimal algorithm that can derive solar power plant locations on idle railway sites and, as a result, suggests 202 'actively recommended areas.' These results would help decision-makers make rational decisions from the viewpoint of simultaneously considering the economy and the environment.

지구온난화와 기후변화 등의 유례없는 기상이변으로 전 세계 곳곳이 극심한 몸살을 앓고 있으며, 경제적 손실 또한 눈덩이처럼 불어나고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 2016년 '파리기후변화협정(The Paris Agreement)'이 체결되어 지구의 평균온도 상승을 1.5℃ 아래로 유지하기 위한 정부간 협의체가 결성되었으며, 우리나라도 2050년 탄소중립을 선언함으로써 기후재앙을 막기 위한 노력을 진행하고 있다. 특히, 온실가스 배출로 인한 기온상승은 수출 의존도가 높은 우리나라 경제는 물론 환경과 사회 전반에 부정적인 영향을 미칠 것으로 예상된다. 또한, 교통수단의 다변화가 가속화되면서 수단선택의 변화도 크게 증가하고 있는 가운데 저성장 시대의 개발 패러다임이 도시재생으로 변화함에 따라, 노선의 수요 감소, 선형 개량, 도심 철도의 외곽 이설 등에 영향을 받아 증가하고 있는 철도 유휴부지 활용에 대한 관심이 높아지고 있다. 한편, 철도 유휴부지를 활용한 태양광발전은 '재생에너지 3020'의 태양광발전 목표를 일부 달성하면서도, 입지를 둘러싼 환경훼손과 주민 수용성 문제에서 자유로워질 수 있는 장점에도 불구하고, 설비실태나 설비계획에 있어 미진한 상황이다. 이에, 본 연구에서는 국가철도공단과 재생에너지클라우드플랫폼에서 제공하는 데이터를 활용하여 태양광발전 설비 설치가 가능한 적합 유휴지를 발굴 및 분석하는 알고리즘을 개발하고, 사용자가 원하는 조건을 고려한 잠재적인 적합 지역을 탐색 및 도출함으로써, 개발 초기 설비나 확충 등에 소요되는 막대한 비용을 절약할 수 있는 방안을 마련하고자 하였다. 본 연구는 다양한 군집분석을 활용하여 철도 유휴부지에 태양광발전 설치입지를 도출할 수 있는 최적의 알고리즘을 개발하고, 면적, 설치용량, 발전량, 예상수익 등이 모두 높은 '태양광발전 설치 적극권장 지역' 202곳을 도출하였다. 이를 바탕으로 경제와 환경을 동시에 고려한 관점에서 의사결정자의 합리적인 판단을 도울 수 있을 것으로 기대한다.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 2020년 대한민국 교육부와 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임(NRF-2020S1A5B8103855).

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