김선정 한양대학교 교수 연구팀이 수축이완하거나 회전할 때 전기 에너지를 저절로 생산하는 최첨단 실(yarn)을 개발했다. 연구팀은 탄소나노튜브를 꼬아서 코일 형태의 트위스트론 실*을 제조했다. 이 실을 전해질 속에서 잡아당기면 꼬임이 증가하면서 부피가 감소된다. 그 결과 전하를 저장할 수 있는 전기용량이 감소하고 전기용량 변화량만큼 전기에너지를 생산하게 된다. 트위스트론 실은 19.2밀리그램(mg)만으로도 2.3볼트(V)의 초록색 LED 전등을 켤 수 있다. 이 실은 초당 30회 정도의 속도로 수축 이완할 때 킬로그램(kg)당 250와트(W)의 전력을 생산한다. 연구팀은 파도나 온도변화를 활용해 트위스트론 실이 스스로 전기 에너지를 생산하는 실험을 통해 에너지 하베스터**로서의 응용가능성을 입증했다. 트위스트론 실에 풍선을 매달아 바다 속에 직접 넣었더니 파도가 칠 때마다 전기에너지가 생산됐다. 또한 공기 중 온도변화로 움직이는 나일론 인공근육과 트위스트론 실을 연결했을 때도 전기에너지가 생산됐다. 김선정 교수 연구팀의 연구논문 제목은 ‘탄소나노튜브 실로부터 전기 에너지 하베스팅’이며 관련 내용은 세계적인 학술지 사이언스 8월 25일자에 게재됐다. 김선정 교
국내 산업용 보일러산업을 대표하고 있는 (주)동광보일러(대표 박정연)가 신제품 ‘고효율 저NOx 진공온수보일러(모델명: KDNV-50G2HEXB)’를 올해 말 출시예정에 있어 업계의 이목을 집중시키고 있다. 동광보일러는 지난 5월 ‘폐열회수를 통한 난방 및 급탕용 온수 간접가열방식의 온수보일러 고효율화 기술’을 녹색기술인증(GT-17-00249)을 획득하고 이를 바탕으로 신제품 출시에 나선 것이다. 신속한 온수생산·연료비 절감으로 소비자 어필‘고효율 저NOx 진공온수보일러’는 보일러 통체 상부에 급탕용 및 난방용 열교환기를 내장하고 연도에 급탕용 보조 열교환관과 난방용 보조 열교환관을 설치했다. 급수 유입실에 공급되는 급수가 열교환기의 U자관과 보조 열교환관에 병렬연결로 배기가스의 현열과 응축잠열을 최대한 회수해 열효율을 극대화시킨 제품이다. 이로 인해 온수를 신속히 대량 생성할 수 있고 폐열회수가 뛰어나다는 장점을 보유했다. 특히 여름철 등 난방용 온수가 필요하지 않을 경우 난방용 보조 열교환관을 추가 활용해 온수의 온도를 높이고 폐열회수 성능을 향상시켜 연료비절감에 큰 효과를 나타내고 있다. 특히 지속적으로 이슈가 돼온 대기오염이 미세먼지 문제와 더해져
G1에어텍(대표 김충회)이 개발, 특허출원 중인 ‘LTD CoolRACK SPIRIT(저속 정류 급기유니트)’는 전산센터 공조에 필요한 환기풍량을 항온항습실로부터 서버랙에 직접 압출급기하는 냉각시스템으로 대풍량 처리가 가능하다. 서버랙 운영 시 기존 바닥급기방식(UFAC)보다 저 정압을 이용, 시스템 간소화, 운전에너지 절약, 정압차에 의한 벤츄리현상 및 Hot Spots현상이 방지된다. 또한 전산센터의 서버룸, 정밀측정실, 실험실 등과 같이 실내온도를 정밀하게 제어할 필요가 있거나 실내 IAQ를 향상시키는 목적으로도 적합하다. 실내 온·습도를 일정하게 유지하는 항온항습장치 등에서 고속팬을 이용 공급되는 고속의 난기류를 저속의 층류성 기류로 정류해 균일한 풍속으로 실내에 직접 공급함으로써 실내온도를 균일하고 정밀하게 제어할 수 있다. 전산센터의 연간 에너지사용량은 상당히 크기 때문에 직접 급기방식을 채택할 경우 에너지를 상당히 절약할 수 있어 전체시스템 말단에서 시스템을 완성하는 중요한 기술적 요소를 갖추게 됐다. 바닥급기방식의 경우 Access Floor를 두고 별도의 공기공급라인을 설치해야 해 공사비가 많이 소요된다. Server Rack 전체에 균일한
지열은 지구를 구성하는 토양, 암반 및 지하수가 가지고 있는 무한한 열에너지로 가장 친환경적이고 효율이 높아 설치된 이후 운용비용이 저렴한 신재생에너지인 것으로 잘 알려져 있다. 지열이 가지고 있는 가장 큰 또 하나의 장점 중 하나는 지상이나 건물 외부에 공간적으로 노출되는 부분이 거의 없다는 것이다. 이러한 시설특성으로 풍력, 태양광 등 신재생에너지원 중 보급이 활발하게 이뤄지고 있다. 또한 이산화탄소 저감을 위해 국가에서 시행하고 있는 설치의무화제도와 매년 상향조정되는 신재생에너지 의무적용 비율 충족을 위해 지열에너지는 더욱 주목받고 있다. 하지만 지열이 보다 더 넓게 적용되기 어려웠던 이유는 초기 시설비용이 많이 소요되는 경제적인 부담이 크다는 것이다. 경제적 부담을 줄일 수 있는 신기술이 국내 지열 전문 벤처기업인 지앤지테크놀러지(대표 조희남)에 의해 개발돼 주목받고 있다. 지앤지테크놀러지는 한국에너지기술평가원의 ‘마중물 프로젝트’ 지원을 받아 ‘지오썸-Ⅲ’ 기술을 개발했다. 이는 지열시스템의 핵심 요소인 지중 열교환기를 보다 경제적으로 시공할 수 있도록 한 것으로 ‘춘천 행복이 가득한집 요양원’에서 실제 운용에 들어갔다. 지앤지테크놀러지는 이러
신소재를 이용한 태양전지 면적이 10배 이상 넓어져 발전단가가 낮아질 수 있을지 주목된다. 이광희 광주과학기술원 신소재공학과 교수 연구팀이 ‘페로브스카이트 태양전지’를 10배 이상 크게 만들어도 효율이 떨어지지 않는 신기술을 개발했다. 페로브스카이트는 실리콘태양전지를 대체할 수 있는 차세대 태양전지 소재다. 부도체, 반도체, 도체, 초전도 현상을 모두 보이는 특별한 구조를 이루고 있다. 실리콘태양전지보다 낮은 비용으로 제작할 수 있어 상용화된다면 태양광발전단가를 상당히 낮출 수 있을 것으로 기대를 받는 소재다. 페로브스카이트 태양전지 상용화를 막는 가장 큰 걸림돌은 효율저하다. 페로브스카이트 태양전지로 많은 태양광에너지를 얻기 위해 크기를 크게 만들면 만들수록 효율이 급격하게 감소하는 문제가 있었다. 이유는 페브로스카이트 필름을 형성할 때 곳곳에 작은 구멍인 ‘핀홀’이 발생하기 때문이다. 연구팀은 이를 상당부분 극복했다. 계면상용화제를 이용해 효율저하를 상당히 줄이면서 기존 1cm²의 소면적 페로브스카이트 태양전지 면적을 10배 이상 크게 제작하는 데 성공했다. 연구결과는 세계적인 학술지 어드밴스트 머티리얼즈(Advanced Materials) 4월10일자에
농산물 저장고의 상대습도를 조절하고 온도편차를 줄여 보관되는 상품이 더욱 신선하고 상품성을 오래 유지할 수 있는 기술이 개발됐다. 권오영 한국농식품산업설비협동조합 본부장은 ‘농산물 저장고의 상대습도 조절장치 및 방법(제10-1676947)’과 ‘농산물 저장고(제10-1718204)’ 특허를 획득해 농업인들의 이윤창출에 앞장서고 있다. 철저한 온·습도 관리…농산물 이윤 극대화 공산품과는 다르게 농산물은 살아숨쉬는 특성이 있어 적절한 온·습도관리가 필수적이다. 일반적으로 고구마, 감자, 양파, 마늘 등 농산물이 저장되는 저장고에는 유닛쿨러가 냉기를 토출하면서 공기를 탑다운(top down)방식으로 순환시켜 적정온도로 유지한다. 이러한 방식을 사용하는 기존 저장고는 내부 위치에 따라 3~5℃의 온도편차가 존재한다. 권오영 본부장은 풍속과 풍량, 방향을 최적화, 쿨러에서 나가는 바람이 벽을 타고 순환해 저장고 내 온도편차를 0.5℃로 줄였다. 전면으로 공기를 흡입하고 상면으로 공기를 토출하는 기류조절 팬을 구비함으로써 냉기를 원활하고 균일하게 순환시켜 저장된 농산물을 동일한 품질로 신선하게 저장할 수 있다. 또한 저장되는 농산물은 종류에 따라 함수율이 다르기
공동주택환기시스템 및 중앙집진식 진공 청소시스템 전문기업인 (주)그렉스전자(대표 한승진)와 현대엔지니어링 주식회사는 미세 먼지 감소효과가 기존대비 3배가량 뛰어난 ‘ 미세먼지 개선을 위한 공동주택의 바닥열을 이용한 환기시스템(주방하부급기시스템)’을 개발해 주목받고 있다. 이번 환기시스템은 9 월부터 분양된 현대엔지니어링의 공동주택 세대환기시스템에 적용될 예정이다. ‘미세먼지 개선을 위한 공동주택의 바닥 열을 이용한 환기시스템’은 바닥열이용급기 와 주방후드배기를 연동한 신기술이다. 주방 렌지 하부(싱크대 하단)에 급기배관을 추가 로 설치해 조리 시 후드와 동시 가동함으로 써 가정에서 발생되는 미세먼지 농도를 크게 저감, 실내공기질을 개선할 수 있다. 경제성·편의성·내구성 탁월 최근 대기 중의 미세먼지 오염이 심각한 수준으로 나타나 국민들의 관심이 높아지고 있다. 하지만 외부에서 유입되는 미세먼지의 차단만을 신경쓴 나머지 실내에서 발생되는 미세먼지 배출 대책마련이 시급한 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 그렉스전자가 개발한 ‘미세먼지 개선을 위한 공동주택의 바닥열을 이용한 환기시스템’은 조리 시 각실급기+후드배기+하부급기가 동시에 연
시스템에어컨은 설치 및 유지보수의 편리성, 고효율 운전 및 실내 쾌적성 등 다양한 면에서 우수한 특성을 가지고 있으나 냉동사이클 원리를 이용하는 시스템의 특성상 실외온도가 낮아질수록 난방성능이 감소하는 특징이 있다. 이와 같은 기술적 한계를 보완하기 위해 가변속 인버터 압축기, Vapor Injection기술 등이 개발돼 제품에 적용되고 있으나 저온 난방성능 향상은 여전히 시스템에어컨의 중요한 기술적 과제로 남아 있다. 압축기의 회전 속도를 증가시킬 수 있는 인버터 압축기를 사용하면 전체 냉매 순환량을 늘릴 수 있어 기존의 정속 압축기를 사용하는 것보다 난방성능을 향상시킬 수 있지만 압축과정에서 발생하는 열로 인해 속도를 증가시키는데 제한을 받을 수 있다. 또한 Vapor Injection기술은 실외온도가 낮을수록 난방성능 향상 효과가 증가하는 특성이 있어 실외온도에 따른 난방성능 감소를 개선하는 매우 효과적인 방식이고 일부 과열을 방지하는 효과도 있으나 저온에서 고속운전을 하는 과정에서 발생하는 열을 해결하기에는 부족하다. Flash Injection기술은 기존의 Vapor Injection기술을 한단계 발전시킨 것으로, 효율 저하를 최소화하면서 압축기의
대한기계설비산업연구원(원장 이언구, KRIMFI: Korea Research Institute of Mechanical Facilities Industry)은 ‘대용량 지열설비 이용을 위한 개방형 지중열교환기 용량 설계 Tool 개발’에 대한 연구보고서를 발표, 손쉽게 연간 건물부하를 예측하고 개방형 지중열교환기의 길이를 계산하는 Tool을 공개했다. 2004년 이후 국내에는 총 11개의 신재생에너지가 지정됐고 지금까지 그 틀이 유지되고 있다. 그중 건물에 직접 이용 가능하고 계절과 기상 조건에 관계없이 사용할 수 있는 에너지원은 지열이 유일하다. 또한 비싼 초기투자비에도 불구하고 저렴한 운영비로 인해 경제성을 갖추고 있고 자연에너지 활용이라는 지속 가능성으로 친환경성도 인정을 받고 있다. 신재생에너지관련 주요 통계자료를 보면 태양열, 태양광, 풍력, 수력, 해양, 지열, 바이오, 폐기물, 연료전지 9가지분야를 에너지톤(toe)으로 환산한 통계에서 폐기물이 여전히 67%로 첫 번째이며, 지열에너지는 0.9%로 7번째에 있다. 따라서 전체적인 통계 수치만으로는 국내에서의 지열에너지 위상은 매우 낮은 것으로 평가될 수 있다. 그러나 지열에너지의 사용분야를
터보냉동기는 일반적으로 스크류, 스크롤 냉동기에 비해 용량이 크고 효율이 높아 대형 건물공조와 산업현장 공정냉각을 위해 주로 사용되고 있다. 그러나 소용량이 필요한 현장에서는 터보압축기 제작이 어렵고 중·대형에 비해 효율이 낮아 거의 적용되지 않는 것이 현실이다.초기 터보냉동기 구매 시 주로 가격, 성능, 효율을 고려하기 때문에 가격이 저렴하면서도 성능이 좋고 효율이 높은 제품은 누구에게나 최우선 구매 조건이 된다. 또한 운영측면에서는 기기의 지속적인 효율 유지와 제품수명 연장을 위한 주기적인 오버홀 등과 같은 유지보수 비용도 중요한 요소이다.터보냉동기는 전기모터의 회전력을 이용해 냉매를 압축하는 전기구동방식을 채택하고 있고 회전체의 마찰을 줄이기 위해 윤활유를 사용하고 있다. 윤활유는 수명이 있어 일정주기마다 교체해야 하며 그렇지 않으면 불순물이 섞이고 점도가 낮아져 오일로 인해 회전체가 비정상적으로 마모돼 냉동기 성능 및 수명이 저하될 수 있다. 이에 따라 운영자는 평상시 터보냉동기의 안정성에 중요한 요인인 윤활유의 적정 순환량, 온도 및 점도 관리가 필요하며 일정 운전시간 경과 이후 성능 유지를 위해 정비계획을 수립해 관리하고 있다. LG전자에서는 터보
지앤지테크놀러지(대표 조희남)는 기존 개방형 지열공이 갖고 있던 문제점 해결을 위해 개발한 ‘지오썸(Geossum) 개방형(SCW) 지열공법’이 환경분야 신기술(NET) 인증을 획득했다고 밝혔다.SCW 지열공의 운용과정에서 가장 심각하고 치명적인 것은 지열공벽이 무너져 순환지하수의 순환을 막거나 순환수량을 급감시키는 것이다. 이렇게 지열공이 함몰되면 일반 개방형 지열공은 지금까지도 이를 보수할 수 있는 방법이 없어 결국 폐공 처리할 수밖에 없었다. 함몰원인은 항상 온도가 일정한 지하수 우물과는 달리 지열공은 연중 30℃가 넘는 온도차에 따라 시간이 갈수록 지열공벽의 불안정성이 높아지기 때문.지오썸 공법(Geossum Method)의 근원적 기술의 원리는 게오힐 공법이 가지고 있는 내부케이싱에 의해 급수측과 환수측을 구분해 설치하고 환수측에 환수관을 설치하고 콩자갈 등 여과사리를 채우는 기술을 활용했다.다만 게오힐 공법을 국내에 설치해 운용하는 과정에서 발생됐던 시간이 경과함에 따라 순환지하수량이 급격하게 감소하는 문제를 해결하기 위해 환수관 아래에 환수관 헤더를 구성, 어떠한 지질 특성, 즉 함몰에 의하거나 진흙이나 미세한 토사 슬라임 등의 유입에 의해 콩자
최근 지방행정연수원에 설치된 개방형(SCW) 지열시스템에 대한 부실시공이 논란이 되고 있는 가운데 이를 해결할 수 있는 공법이 개발돼 주목받고 있다. 그동안 개방형(SCW) 지열공이 운용 중 공벽이 무너지는 사고가 자주 발생해 지열공 폐쇄가 잦았고 지열공 내부에 수중순환펌프를 사용하게 되는 유지관리상의 불편과 잦은 모터 소손사고 발생, 그리고 순환되는 지하수의 수질이 악화될 경우 시설 운영을 중단할 수도 있다는 우려가 높았다. 개방형(SCW)이 가지고 있는 장점인 큰 열용량 이용에 대한 특성을 살리고 종래의 공 무너짐 사고 등에 대한 문제점을 해결하기 위해 국내 한 업체에서 시도됐던 기술이 독일에서 수입한 게오힐(GeoHill)공법이었다.게오힐공법은 굴착된 지열공 내부에 대구경의 프라스틱 케이싱을 삽입, 설치하고 이 프라스틱케이싱과 지열공 사이 공간에 별도의 환수관(30mm3가닥)을 지열공 바닥 깊이까지 함께 삽입하고 난 후 프라스틱케이싱과 지열 공사이의 남은 공간에 콩자갈(직경 5mm 내외)을 채움으로써 지열공이 중간에 무너지지 않도록 지지될 수 있도록 하면서 환수관을 통해 설혹 콩자갈을 채운 일부 구간이 진흙 등 토사류로 메워진다 하더라도 순환지하수가
태양에너지 중 열을 이용하는 태양열시스템은 정부의 보급 중점분야로 분류, 관리되고 있으며 현재까지 국내에 약 20만여개의 태양열시스템이 보급됐다. 가정용 온수급탕서부터 상업용 온수가열, 태양열 보조냉방, 태양열 보조 지역난방, 산업공정열, 해수담수화기술까지 광범위한 응용범위에서 적용되고 있어 발전유망 에너지원으로 손꼽히고 있다.온실가스를 배출하지 않는 대표적인 친환경에너지로써 입지를 굳히고 있는 태양열분야의 기술개발은 전 세계적인 미래지향 먹거리 사업으로 인정받고 있다. 또한 온실가스 저감이라는 목표를 짊어지고 있는 현시대에서 장려돼야할 사업이기도 하다.이에 한국산업기술진흥원 녹색인증사무국에서 녹색기술 인증을 받은 세한에너지(주)(대표 권영식)의 ‘중고온 집광형이중진공관형 태양열 집열기 기술’이 주목받는다.세한에너지의 ‘중고온 집광형 이중진공관형 태양열 집열기 기술’은 진공관형 집열기술을 핵심요소로 한다. 이는 국내의 이중진공관형 집열기 생산업체들의 제품들과 비교해 투과면적 및 전면적기준 효율성에서 최상위에 속하며 보급실적에서도 선두권을 유지하고 있다.특히 현재 국내에는 이중진공관형 집열기 생산판매업체가 10개소에 불과하고 대부분의 업체들이 제품품질 저하,
한국형 온돌문화에 적합하고 에너지절감을 획기적으로 향상시킬 수 있는 ㈜그렉스전자(대표 오재근) ‘공동주택의 바닥열을 이용한 환기시스템’이 녹색건축물 인증기준에서 2등급을 인정받아 정부의 녹색에너지 성장방침에 어울리는 신기술로 평가받으며 녹색기술인증을 획득했다. 그렉스전자가 개발한 이 바닥열 시스템은 공동주택의 바닥 모르타르층 하부에 급기관로를 설치함으로써 바닥열을 이용해 별도의 장치 없이 외부공기를 실내공기와 유사한 온도로 변환해 공급하는 급기시스템이다. 바닥열 환기시스템은 기포콘크리트 내에 급기덕트를 매설해 공급되는 급기온도가 실내 난방온도와 유사하게 유지할 수 있기 때문에 프리히터 등과 같은 환기를 위한 보조적인 에너지가 불필요하다. 한국인이 살기 편한 ‘한국식 온돌 문화’에 착안해 개발한 이 시스템은 천장배관은 50mm의 최소 규격 원형덕트를 사용하기 때문에 국내에 건설되고 있는 모든 신축 또는 리모델링 공동주택에 적용이 가능하다. 아울러 가정에서 사용하는 진공청소기 호스를 환기장치 본체의 청소용 점검구에 연결해 급기덕트 내부를 항상 청결하게 유지함으로써 쾌적한 실내공기환경을 조성할 수 있고 덕트 오염에 따른 팬의 정압상승과 풍량감소 등 문제도 방지
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