목차
신재생 에너지에 대하여
1. 개요
2. 신재생에너지의 특징
3. 2004년도 신재생에너지 원별 공급량 및 비중
4. 신재생에너지 개발* 보급의 필요성
1) 태양광 이용기술
2) 지열히트펌프 시스템
3) 태양열 발전 시스템
4) 풍력 발전시스템
5) 수소-연료 전지
1. 개요
2. 신재생에너지의 특징
3. 2004년도 신재생에너지 원별 공급량 및 비중
4. 신재생에너지 개발* 보급의 필요성
1) 태양광 이용기술
2) 지열히트펌프 시스템
3) 태양열 발전 시스템
4) 풍력 발전시스템
5) 수소-연료 전지
본문내용
다.
또한 1989년부터는 통상산업부의 대체 에너지 기술 개발 사업으로 40kW급 인산염형 연 료 전지 발전 시스템의 개발 사업을 수행하였다. 연료 전지 본체 개발은 호남정유, 연료 개질기는 유공, 전력 변환 장치는 금성산전(현 LG산전), 계통 연계 기술 개발은 한국전기 연구소가 담당하고 가스공사가 사업을 주관하는 공동 연구 체제를 구성하였다.
2) 연료전지의 원리
수소와 산소가 가지고 있는 화학 에너지를 전기화학반응에 의하여 직접 전기 에너지로 변환시키는 고효율의 무공해 발전장치로서 공기극(cathode)에는 산소가, 연료극(anode)에는 수소가 공급되어 물의 전기분해 역반응으로 전기화학반응이 진행되어 전기, 열, 물이 발생함
연료극에서 수소가 수소이온과 전자로 분해된다.
↓
수소이온은 전해질을 거쳐 공기극으로 이동한다.
↓
전자는 외부회로를 거쳐 전류를 발생한다.
↓
공기극에서 수소이온과 전자, 그리고 산소가 결합하여 물이 된다.
3)연료전지의 특징
(1) 고효율 : Carnot Cycle의 제한을 받지 않음 (효율 > 40%).
(2) 무공해 : NOx와 SOx를 배출하지 않음.
(3) 무소음 : Moving Parts가 없음.
(4) 모듈화 : 건설과 증설이 용이하고 다양한 용량이 가능.
(5) 다연료 : 수소, 석탄가스, 천연가스, 매립지가스, 메탄올, 휘발유의 사용이 가능.
(6) 열병합(고온연료전지의 경우) : 폐열 활용이 가능.
이 다섯 가지의 신재생에너지들은 모두 제로 에너지 타운에 쓰이는 종류들이다.
물론, 이것들을 제외하고도 또 많은 종류의 신재생 에너지가 있지만, 분명 지역의 광역적,
국지적 특성에 맞는 신, 재생 에너지를 적용하여야 효율성을 높일 수 있을 것이다.
또한, 에너지 자급형 단독주택이라면, 에너지의 생산 못지않게 에너지를 절약할 수 있는
방안도 필요하다. 일단, 에너지 절약형 주택으로 향하기 위한 에너지 절약 방법을 위한 기술들을 살펴보기로 한다
분야별 에너지 절약 기술
①건축부문에 적용된 기술
- 건물배치의 최적화, 건물방위의 최적화, 건물형태의 최적화, Earth Berming (일부지중 복토), 층수의 감소, 층수의 최소화, Twin Core 채용, 출입구 위치를 풍향에 나란히 배치 방풍벽 설치, 방풍실 설치, 계단실, 화장실의 자연채광, Double Skin 채용, Louver에 의한 일사차폐, 창면적의 감소, 북측면의 특수 Pair Glass 사용, 외벽의 단 열강화, 옥상면의 일사차폐, 단열창호의 사용(단열 Shutter), 창문틀의 기밀성, 단열성 강화(System 창호), 출입문의 기밀성 강화, 자연환기 채용, 건물외벽의 색채계획, Double Skin의 열선 반사유리 사용,
지중 단열 시공, 출입구 문의 단열성능 강화, 자연광 실내사입을 위한 광선반
②기계설비부문에 적용된 기술
- 태양열의 냉.난방에 직접이용, 태양열의 급탕이용, 태양열의 저온집열 (계간축열), 실 내조건의 완화, 초에너지 조명방식에 의한 냉방부하의 절감, 태양광 조명에 의한 냉방 부하 절감, 외기냉방시스템 도입 (중간기), 최소 외기 취입량 제어, 예냉,예열시 외기량 제어, Double Skin 내부 통풍제어, No Leakage Damper 사용, 외기 흡입구의 최적 화, Cool Tube System, 고효율 모타의 사용, Duct 계의 저항감소, 배관계의 저항감 소, VAV 방식의 채용, 냉동기 냉수 온도의 상승, 열회수 시스템의 채용, 축열 시스템 의 채용, 태양열용 고온축열조, 온도성층형 축열조, 냉각수 순환제어, 최적 기동제어, 축열조의 단열강화, 기기류의 단열강화, 배관계의 단열강화, Duct 계의 단열강화, Duct계의 Leakage 방지, 절수기구의 사용, 양변기의 급수압력 절감 (Low Tank방식),
전층상수도 직결급수 방식, 배수의 자연방류, 우수의 자연방류, Co-generation시스템
채택
③전기부문에 적용된 기술
- Task Ambient Lighting 방식, Tablet Type swich 채용, 창측조명 기구의 제어, 화 장실, 계단실의 주광이용제어, 점심시간, 휴식시간 등에 강제소등 제어, 에너지절약형 안정기 사용, 저소비 전략형 형광등의 사용, 건축의 내장 마감 색상, 초절전형 유도등 사용, 조명 Pattern 제어, 태양광을 조명에 이용, 역율개선, 저손실형 변압기 사용, 변 압기의 대수 제어, 정전시 제어, 고반사, 저휘도의 반사갓 사용, 화장실의 개실제어, Solar Cell 사용
또한 1989년부터는 통상산업부의 대체 에너지 기술 개발 사업으로 40kW급 인산염형 연 료 전지 발전 시스템의 개발 사업을 수행하였다. 연료 전지 본체 개발은 호남정유, 연료 개질기는 유공, 전력 변환 장치는 금성산전(현 LG산전), 계통 연계 기술 개발은 한국전기 연구소가 담당하고 가스공사가 사업을 주관하는 공동 연구 체제를 구성하였다.
2) 연료전지의 원리
수소와 산소가 가지고 있는 화학 에너지를 전기화학반응에 의하여 직접 전기 에너지로 변환시키는 고효율의 무공해 발전장치로서 공기극(cathode)에는 산소가, 연료극(anode)에는 수소가 공급되어 물의 전기분해 역반응으로 전기화학반응이 진행되어 전기, 열, 물이 발생함
연료극에서 수소가 수소이온과 전자로 분해된다.
↓
수소이온은 전해질을 거쳐 공기극으로 이동한다.
↓
전자는 외부회로를 거쳐 전류를 발생한다.
↓
공기극에서 수소이온과 전자, 그리고 산소가 결합하여 물이 된다.
3)연료전지의 특징
(1) 고효율 : Carnot Cycle의 제한을 받지 않음 (효율 > 40%).
(2) 무공해 : NOx와 SOx를 배출하지 않음.
(3) 무소음 : Moving Parts가 없음.
(4) 모듈화 : 건설과 증설이 용이하고 다양한 용량이 가능.
(5) 다연료 : 수소, 석탄가스, 천연가스, 매립지가스, 메탄올, 휘발유의 사용이 가능.
(6) 열병합(고온연료전지의 경우) : 폐열 활용이 가능.
이 다섯 가지의 신재생에너지들은 모두 제로 에너지 타운에 쓰이는 종류들이다.
물론, 이것들을 제외하고도 또 많은 종류의 신재생 에너지가 있지만, 분명 지역의 광역적,
국지적 특성에 맞는 신, 재생 에너지를 적용하여야 효율성을 높일 수 있을 것이다.
또한, 에너지 자급형 단독주택이라면, 에너지의 생산 못지않게 에너지를 절약할 수 있는
방안도 필요하다. 일단, 에너지 절약형 주택으로 향하기 위한 에너지 절약 방법을 위한 기술들을 살펴보기로 한다
분야별 에너지 절약 기술
①건축부문에 적용된 기술
- 건물배치의 최적화, 건물방위의 최적화, 건물형태의 최적화, Earth Berming (일부지중 복토), 층수의 감소, 층수의 최소화, Twin Core 채용, 출입구 위치를 풍향에 나란히 배치 방풍벽 설치, 방풍실 설치, 계단실, 화장실의 자연채광, Double Skin 채용, Louver에 의한 일사차폐, 창면적의 감소, 북측면의 특수 Pair Glass 사용, 외벽의 단 열강화, 옥상면의 일사차폐, 단열창호의 사용(단열 Shutter), 창문틀의 기밀성, 단열성 강화(System 창호), 출입문의 기밀성 강화, 자연환기 채용, 건물외벽의 색채계획, Double Skin의 열선 반사유리 사용,
지중 단열 시공, 출입구 문의 단열성능 강화, 자연광 실내사입을 위한 광선반
②기계설비부문에 적용된 기술
- 태양열의 냉.난방에 직접이용, 태양열의 급탕이용, 태양열의 저온집열 (계간축열), 실 내조건의 완화, 초에너지 조명방식에 의한 냉방부하의 절감, 태양광 조명에 의한 냉방 부하 절감, 외기냉방시스템 도입 (중간기), 최소 외기 취입량 제어, 예냉,예열시 외기량 제어, Double Skin 내부 통풍제어, No Leakage Damper 사용, 외기 흡입구의 최적 화, Cool Tube System, 고효율 모타의 사용, Duct 계의 저항감소, 배관계의 저항감 소, VAV 방식의 채용, 냉동기 냉수 온도의 상승, 열회수 시스템의 채용, 축열 시스템 의 채용, 태양열용 고온축열조, 온도성층형 축열조, 냉각수 순환제어, 최적 기동제어, 축열조의 단열강화, 기기류의 단열강화, 배관계의 단열강화, Duct 계의 단열강화, Duct계의 Leakage 방지, 절수기구의 사용, 양변기의 급수압력 절감 (Low Tank방식),
전층상수도 직결급수 방식, 배수의 자연방류, 우수의 자연방류, Co-generation시스템
채택
③전기부문에 적용된 기술
- Task Ambient Lighting 방식, Tablet Type swich 채용, 창측조명 기구의 제어, 화 장실, 계단실의 주광이용제어, 점심시간, 휴식시간 등에 강제소등 제어, 에너지절약형 안정기 사용, 저소비 전략형 형광등의 사용, 건축의 내장 마감 색상, 초절전형 유도등 사용, 조명 Pattern 제어, 태양광을 조명에 이용, 역율개선, 저손실형 변압기 사용, 변 압기의 대수 제어, 정전시 제어, 고반사, 저휘도의 반사갓 사용, 화장실의 개실제어, Solar Cell 사용
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