에너지 회수

Energy recovery
펜실베니아 피츠버그의 지속 가능한 경관을 위한 센터 꼭대기에 있는 Berner Tricoil 에너지 회수 시스템

에너지 회수에는 시스템 전체의 서브시스템에서 다른 서브시스템으로 에너지를 교환함으로써 시스템 전체에 대한 에너지 입력을 최소화하는 기술 또는 방법이 포함됩니다.에너지는 어떤 형태로든 하위 시스템에 있을 수 있지만, 대부분의 에너지 회수 시스템은 감각적 또는 잠복적 형태로 열에너지를 교환합니다.

에너지 회수를 실현하기 위해서는 일일 열 에너지 저장 또는 계절 열 에너지 저장(STES) 중 하나를 사용해야 합니다.예를 들어, 야간 난방을 지원하기 위해 완충 탱크에 저장된 에어컨 기계에서 나오는 폐열을 들 수 있습니다.

원칙

이 원칙의 일반적인 적용은 시스템에서 주변으로 전달되는 배기 흐름 또는 폐기물 흐름이 있는 시스템에 적용됩니다.물질의 흐름 중 일부 에너지(종종 기체 또는 액체)는 보충 또는 투입 물질의 흐름으로 전달될 수 있습니다.이러한 입력 질량 흐름은 종종 시스템 주변에서 발생하며, 주변 환경에서는 폐기물 흐름보다 온도가 낮습니다.이 온도차를 통해 열 전달이 가능하므로 에너지 전달(이 경우)이 가능합니다.열 에너지는 종종 액체 또는 가스 폐기물 흐름에서 HVAC 시스템 또는 프로세스 시스템과 같은 건물의 신선한 보충 공기와 물 흡입구로 회수됩니다.

시스템 어프로치

에너지 소비는 대부분의 인간 활동의 중요한 부분입니다.이러한 소비에는 한 에너지 시스템을 다른 에너지 시스템으로 변환하는 작업이 포함됩니다. 예를 들어 다음과 같습니다.기계 에너지를 전기에너지로 변환하여 컴퓨터, 빛, 모터 등에 전력을 공급할 수 있습니다.입력 에너지는 작업을 추진하며 대부분 열로 변환되거나 출력 에너지로 공정에서 제품을 따릅니다.에너지 회수 시스템은 출력 전력을 수집하여 동일한 프로세스 또는 다른 프로세스에 입력 전력으로 제공합니다.

에너지 회수 시스템은 이 에너지 사이클을 닫아 입력 전력이 자연으로 방출되는 것을 방지하고 다른 형태의 작업에 사용됩니다.

예

전동 터보 컴파운드(ETC)

전기 터보 컴파운드(ETC) 단면
주요 기사:전동 터보 화합물

ETC(Electric Turbo Compounding)는 배기가스로부터 폐에너지를 회수하여 가스와 디젤 엔진의 연비를 개선해야 하는 과제에 대한 기술 솔루션입니다.

STES

  • 스웨덴의 한 주조 공장에서는 폐열이 회수되어 150m 깊이의 140개의 열 교환기 장착 보어홀(직경 155mm) 클러스터가 관통하는 대량의 천연 암반에 저장되었습니다.이 매장은 몇 개월 [2]후에도 필요에 따라 인접한 공장을 난방하는 데 사용됩니다.
  • 캐나다 앨버타에 있는 드레이크 랜딩 솔라 커뮤니티는 STES를 사용하여 자연열을 회수하고 사용합니다. 그렇지 않으면 낭비될 수 있습니다.지역사회는 암반 내 시추공 클러스터를 사용하여 계절 간 열을 저장하며, 이를 통해 차고 [3][4]지붕에 있는 태양열 집열기에서 연중 난방량의 97%를 얻을 수 있습니다.
  • 추운 겨울 온도는 건조한 냉각탑을 통해 물을 순환시키고 이를 사용하여 깊은 대수층이나 시추공 클러스터를 냉각함으로써 회수할 수 있습니다.추위는 나중에 여름 [5]냉방용으로 저장소에서 회수됩니다.성능계수(COP)가 20~40인 이 냉각방법은 기존 [6]에어컨보다 10배 더 효율적입니다.

환경에 미치는 영향

대규모 산업이나 유틸리티와 같은 소형 시스템에서는 에너지 회수 가능성이 큽니다.에너지 절약과 함께, 세계의 에너지 소비를 극적으로 줄일 수 있을 것입니다.이로 인한 효과는 다음과 같습니다.

2008년 재생 에너지 개발의 회장 톰 카스텐은 "우리는 현재 [7]산업체가 버리는 열로 미국 전기의 약 19~20%를 만들 수 있다고 생각합니다."라고 말했다.

2007년 에너지부 연구에서는 135,000 메가와트의 열과 전력(에너지 회수 사용)이 미국에서 발생할 가능성이 있는 것으로 밝혀졌으며, 로렌스 버클리 국립 연구소의 연구에서는 [9]CHP를 제외하고 산업 폐기물 에너지에서 얻을 수 있는 약 64,000 메가와트가 확인되었다.[8]이러한 연구에 따르면 총 전력 용량의 약 20퍼센트인 약 20만 메가와트가 미국의 에너지 재활용에서 발생할 수 있습니다. 따라서 에너지 재활용의 광범위한 사용은 지구 온난화 배출량을 약 20퍼센트 [10]줄일 수 있습니다.실제로 2005년 현재 미국 온실가스 오염의 약 42%는 전력 생산, 27%는 [11][12]열 생산에서 발생한다.

일부 분야에서는 글로벌 에너지 회수 실시가 환경에 미치는 영향을 정량화하기 어렵다.주요 장애물은 다음과 같습니다.[citation needed]

  • 개인 주택을 위한 효율적인 기술의 부족.개인 주택의 열 회수 시스템은 30% 이하의 낮은 효율성을 가질 수 있습니다.단열재나 건물 개선과 같은 에너지 절약을 사용하는 것이 더 현실적일 수 있습니다.많은 지역이 강제 냉각에 더 의존하며, 다른 용도로 사용하기 위해 주거지에서 열을 추출하는 시스템은 널리 이용 가능하지 않다.
  • 비효율적인 인프라스트럭처특히 열회수는 생산자에서 소비자로의 짧은 거리가 필요합니다.해결책은 대형 소비 장치를 생산자 근처로 옮기는 것일 수 있습니다.다른 합병증이 있을 수 있습니다.
  • 수송 섹터가 준비되지 않았습니다.운송 부문은 에너지 공급의 약 20%를 사용하고 있으며, 대부분의 에너지는 중력과 마찰을 극복하는 데 사용됩니다.회생제동이 가능한 전기자동차가 에너지 회수에 가장 적합한 것으로 보인다.선박의 풍력 시스템은 개발 중입니다.이 분야에서는 항공 산업에 대한 연구가 거의 알려져 있지 않다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ 사이클론 전력 기술 웹 사이트
  2. ^ Andersson, O.; Hég, M. (2008년), "배달물 10 – 스웨덴 – ITT Flygt, Emmaboda, 스웨덴, ITT Flygt, 산업 애플리케이션에 지열 에너지 통합, 페이지 38–56 및 72–76, 2013년 4월 21일 회수.
  3. ^ Wong, Bill(2011년 6월 28일), "Drake Landing Solar Community" 2016-03-04년, IDEA/CDEA District Energy/CHP 2011 Conference, 토론토에서 보관, 2013년 4월 21일 페이지 1~30회 회수
  4. ^ 왕비, 손튼 J. (2013).태양열 펌프와 히트 펌프를 내장하고 있습니다.재생열 워크숍.
  5. ^ Paksoy, H.; Stiles, L.(2009), "Aquifer Thermal Energy Cold Storage System at Richard Stockton College" 2014-01-12 아카이브, Effstock 2009 (11th International) – 효율성과 지속 가능성을 위한 열 에너지 스토리지, 스톡홀름.
  6. ^ 윌럼슨, G. 1998미국의 개방 루프 지열 열 펌프 시스템과 네덜란드의 대수층 냉간 저장 장치 – 유사점과 차이점.제2회 스톡턴 국제 지열 회의.1998년 3월 16일과 17일
  7. ^ '재활용' 에너지 절감 효과로 기업의 비용 절감 효과데이비드 쉐이퍼의 작품.2008년 5월 22일모닝 에디션내셔널 퍼블릭 라디오
  8. ^ Bruce Hedman, Energy and Environmental Analysis / USCHPA, "에너지 효율 옵션으로서의 열과 전력과 열회수의 조합", 2007년 9월 10일 워싱턴 DC 상원에 대한 브리핑
  9. ^ "Clean Energy Technologies: a Preliminary Inventory of the Potential for Electricity Generation, Lawrence Berkley National Laboratory, 4/05" (PDF).
  10. ^ "The Energy Information Administration, Existing Capacity by Energy Source, 2006".
  11. ^ "Inventory of U.S. Greenhouse Gas Emissions and Sinks". U.S. Environmental Protection Agency. Archived from the original on 2011-12-18.
  12. ^ "Emissions of Greenhouse Gases in the United States 2005". U.S. Energy Information Administration.

외부 링크

Wikimedia Commons에는 에너지 회복과 관련된 미디어가 있습니다.