In the energy-guzzling industries such as steel making and cement, power plants utilizing waste heat have been attracting attention to increase energy efficiency. However, the existing economic analysis system doesn't consider the special working fluids and the cost models of the main equipment used in the waste heat recovery power plant. So it is difficult to estimate the plant economics accurately. Therefore, It is required to develop a economic analysis module that can more accurately evaluate for the power plant. In this study, the systems engineering approach was used to design and develop the module that systematically reflects the characteristics of the power plant and various requirements. Specifically, first, the special working fluids and main equipment applied to the power plant were investigated. Next, the cost models for each equipment were developed. Finally, the economic analysis module based on this was developed.
A large part of the overall industrial energy is dissipated as waste heat despite of much development in the utilization of thermal energy. A mean efficiency is reported to be only around 30 to 35%. The existing waste heat recovery technology has reached its limit and consequently, the development of a new technology is necessary. Improving efficiency using thermoelectric technology has recently come into the spotlight because of its unique way to recover thermal energy. In fact, thermoelectric generator directly converts thermal energy into electric energy by a solid state without any moving parts. Futhermore remarkable improvement in the thermoelectric energy conversion efficiency has been achieved. In this study, a thermoelectric generator was made using commercialized thermoelectric modules. With thermoelectric modules attached on a duct surface, hot air was blown into the duct using a hot air blower. On the other side of the module, a water jacket was attached to cool the module. With different air inlet temperatures and water flowrates, the electrical power of the thermoelectric generator was measured.
고형연료(RDF)는 가연성 폐기물을 성형된 형태로 만드는 것으로 화석연료의 대체 에너지로 이용되어질 수 있을 뿐만 아니라 일반 소각설비에 비해 수송성, 저장성이 뛰어나며 발열량이 거의 일정하여 연소 안정성이 우수하고 액체연료나 기체연료의 비해 경제성과 안정성이 높다는 장점이 있다. 하지만 고형연료의 미량 포함되어 있는 중금속 물질에 의해 연소장치의 부식이나 시설 노후 촉진화와 같은 원인을 제공하며, 심각한 환경오염원의 전구물질이 생성될 수 있어 실용화에는 큰 장해 요인이 되고 있다. 따라서 본 연구에는 고형연료의 재료가 되는 폐기물을 분석하여, 중금속성분이 미치는 영향을 조사하고 부존자원의 최적 이용 방안을 도출하며, 이를 바탕으로 부존자원 액상/고상 연료화 기술, 부존자원 복합이용시스템, 폐열활용 시스템과 같은 기술에 적용하여 부존자원 재활용 및 에너지를 최적 활용할 수 있는 D/B 구축을 하는 것이 최종 목표이다.
ESCO란 에너지 절약회사(Energy Saving Company) 또는 에너지 서비스 회사(Energy Service Company)를 뜻하는 용어로 지난 1992년 정부에서 에너지 절약을 촉진하기 위해 정책자금을 도입하면서 등장했다. 이들 기업은 정부에서 정책자금을 빌려 공장이나 아파트 등 에너지 사용자에게 에너지 절약시설을 지어주고 에너지를 줄인양만큼 투자비를 회수해 간다. 고유가가 계속되면서 에너지절약 전문기업인 ESCO 단위 사업규모가 점차 대형화되고 있다. ESCO 투자실적은 1998년 이후 에너지절약 시설 개체 사업의 급속한 증가에 힘입어 매년 급격히 성장하고 있다. 최근에는 2천억원대의 시장규모를 가지고 2005년에는 건당 평균 9.1억원이 지원된 것으로 나타났다. 에너지관리공단 자금지원팀의 자료에 의하면 ESCO투자사업 자금지원은 1993~1998년 197건에 480억원이 지원됐으나 2005년에는 202건에 1,829억원이 지원된 것으로 나타났다. 지난 2006년 9월 말 현재 ESCO투자사업 자금지원은 106건에 1,020억원이 대출 은행에 추천된 것으로 알려졌다. 또한 에스코 사업분야가 조명기기·보일러 등 단순설비 교체에서 열병합발전소·냉난방설비, 공정개선 및 폐열회수 등 복합설비 쪽으로 확대되고 있는 것으로 나타났다. 따라서 에너지 소비가 큰 화학 철강 제지 등 산업체, 대형병원, 산업단지 등이 새 에너지 절감 시스템을 도입하면 에너지 효율성 개선에 효과적인 사업이다. 본지는 지난호에 ESCO사업 현황과 투자사례를 게재하고, 이번호에는 ESCO사업 지원시책과 외국의 ESCO활동 현황 및 국내의 ESCO 투자사례를 게재할 계획이다.
각 학문의 지식의 공유와 정보량이 많아지면서, 다양한 산업 전반에 걸친 기술 발전은 에너지 수요를 급증시켰다. 발전된 기술들은 대체 에너지원을 발견 해내었고, 효율 증진을 위해 관련연구들은 진행 중이다. 전기 자동차가 탄생한 이유에는 오늘날의 기후변화 문제도 있겠지만, 활용 가능한 대체에너지원들의 효율성이 높아진 이유일 것이다. 본 논문은 열에너지로부터 전기자동차와 열전소자 이용 방안에 관해 제안한다.
ESCO란 에너지 절약회사(Energy Saving Company) 또는 에너지 서비스 회사(Energy Service Company)를 뜻하는 용어로 지난 1992년 정부에서 에너지 절약을 촉진하기 위해 정책자금을 도입하면서 등장했다. 이들 기업은 정부에서 정책자금을 빌려 공장이나 아파트 등 에너지 사용자에게 에너지 절약시설을 지어주고 에너지를 줄인양만큼 투자비를 회수해 간다. 고유가가 계속되면서 에너지절약 전문기업인 ESCO 단위 사업규모가 점차 대형화되고 있다. ESCO 투자실적은 1998년 이후 에너지절약 시설 개체 사업의 급속한 증가에 힘입어 매년 급격히 성장하고 있다. 최근에는 2천억원대의 시장규모를 가지고 2005년에는 건당 평균 9.1억원이 지원된 것으로 나타났다. 에너지관리공단 자금지원팀의 자료에 의하면 ESCO투자사업 자금지원은 1993~1998년 197건에 480억원이 지원됐으나 2005년에는 202건에 1,829억원이 지원된 것으로 나타났다. 지난 2006년 9월 말 현재 ESCO투자사업 자금지원은 106건에 1,020억원이 대출 은행에 추천된 것으로 알려졌다. 또한 에스코 사업분야가 조명기기·보일러 등 단순설비 교체에서 열병합발전소·냉난방설비, 공정개선 및 폐열회수 등 복합설비 쪽으로 확대되고 있는 것으로 나타났다. 라서 에너지 소비가 큰 화학 철강 제지 등 산업체, 대형병원, 산업단지 등이 새 에너지 절감 시스템을 도입하면 에너지 효
율성 개선에 효과적인 사업이다. 지는 이번호에 ESCO사업 현황과 투자사례를 게재하고, 다음호에는 ESCO사업 지원시책과 외국의 ESCO활동 현황 및 국내의 ESCO 투자사례를 게재할 계획이다.
기술확산 단계에서 이루어지는 기술대안에 대한 평가는 단순한 과정이 아니고, 기술적 특성뿐만 아니라 경제적 효과 등 여러 가지 요소들이 고려되어야 하는 복합적인 평가과정을 가지게 된다. 이는 오늘날 산업계 각 분야에서 바람직한 기술대안의 평가, 선정 및 적용이 기업경쟁우위에 지대한 영향을 미치며 나아가 기업의 생존 및 성장을 좌우하기 때문이다. 본 연구에서는 열공급시스템의 기술적 대안 선정을 위한 방법론으로서 MAUT 방법을 고찰하고, 이 방법의 실무적 적용 가능성을 검토하기 위해 에너지기술분야의 폐열 활용시스템 대안들에 대한 평가에 적용한 결과를 제시하였다.
In this study, in order to utilize the waste heat of industrial wastewater in the range of the relatively low temperature of 40~5$0^{\circ}C$ as a heat source, a hybrid heat pump system was considered by computer simulation method. In the simulation, an absorber, desorber and solution heat exchanger were modelled by UA values while a compressor and pump performance were specified by an isentropic efficiency. Simulation results show that the performance of hybrid heat pump can be up to 80% higher than that of conventional R134a heat pump when it makes a process hot water of 9$0^{\circ}C$ while the wastewater is cooled down to 2$0^{\circ}C$. As the absorber pressure increases, the system performance and deserter pressure increase with a favorable effect of a compressor discharge gas temperature drop.
에너지의 효과적인 저장과 관리는 에너지 공급과 수요의 시간적 양적 불균형을 해소하고, 에너지 이용효율을 향상시킬 수 있다는 점에서 새로운 에너지원을 개발하는 일만큼 중요하다. 열에너지 저장 시스템은 산업폐열이나 태양열과 같은 열원 기반의 에너지를 저장하는 시스템으로서, 대용량 저장 시설에 암반 지하공동을 활용하는 경우 주변 암반의 낮은 열전달 특성과 높은 화학적 안정성을 통해 보다 효율적인 저장 시스템을 구축할 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 열에너지 저장 방식과 저장 매질의 일반적인 특성과 열에너지 저장사례에 대하여 살펴보고, 지하공동을 활용한 열에너지 저장 시스템에 대한 각 저장 매질의 적용성에 대해 개괄적으로 검토하였다.
본 연구에서는 단순 폐기 되는 농업폐기물(토마토, 고추, 파프리카)을 고형연료로 재활용하기 위한 열풍건조장치를 개발하고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 하였다. 연구를 위해 건조용량 500 kg/hr인 쓰레기소각장 폐열을 열원으로 사용하는 건조기를 제작하였다. 경상남도 진주시 농산물 시장에서 구입한 남해산 시금치를 실험원료로 사용하였다. 열교환기에서 스팀 열교환에 의해 가열된 건조공기를 열풍으로 사용하여 절단 원료 투입량(126, 250, 300 kg), 원료교반여부(수동 교반, 수동 비교반), 건조방식(건조물 정치, 건조물 이송), 건조시간(0.25, 0.5, 0.6 hr)에 따른 건조특성을 파악하였다. 투입 원료의 함수율은 85.65%로 측정되었으며, 소각장 공급 스팀에 의해 열교환기에서 가열된 건조공기온도는 건조기에 투입된 실험원료의 퇴적고에 따른 압력저항에 의해 다소 차이를 보였으며 약 108 내지 144℃로 측정되었다. 동일 건조방식, 투입량, 건조시간, 건조공기온도에서 상하층간 원료를 교반하는 하는 경우가 그렇지 않은 경우에 비해 약 2배 정도의 높은 건조속도를 보였다. 각 실험에서 건조용량은 약 500 kg/hr으로 나타났다. 국내 농산물 건조기 157개의 농업실용화재단 검사성적서를 기준으로 투입 에너지에 대한 건조 소요에너지 비를 나타내는 건조효율을 비교한 결과 국내 농산물 건조기 57.76%, 개발된 농업폐기물 건조기 33.46%로 기존 농산물 건조기에 비해 낮게 나타났다. 개발된 농업폐기물 건조기는 건조시간이 1시간 이내로 건조시간이 짧으며, 건조 중 많은 풍량이 손실되어 건조효율이 저하된 것으로 판단되었다. 소각장 폐열을 직접 건조열원으로 사용하는 경우 건조공기온도는 최저 160℃ 이상으로 예상 되는 바 건조용량이 크게 향상될 것으로 예측된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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