국내 하수처리시설 에너지 소비 패턴 진단 및 평가

김동윤 ( Kim Dongyoun ),이호식 ( Lee Hosik ),전태성 ( Jun Taesung ),박민오 ( Park Minoh ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-

한국의 하수처리시설 에너지 자립화를 위해 환경부는 2010년부터 에너지 자립화 기본계획으로 2030년까지 에너지자립률을 50%의 수준으로 올리려는 계획을 진행하고 있다. 그러나, 하수처리시설의 에너지 사용량은 꾸준히 증가하고 있고, 하수도 통계에 따르면 연간 총 전력사용량은 2014년 2,906GWh/년에서 2018년 5,975GWh/년으로 4년간 200% 넘게 증가하였다. 500m³/일 이상의 공공하수처리시설의 에너지자립률은 전체 전력사용량의 재생에너지 이용률인 20% 수준으로 아직 에너지 자립화 기본계획 2020년 목표인 30%에는 부족한 실정이다. 이번 연구의 목적은 하수처리장의 에너지소비 패턴과 과소비 기계설비를 에너지 진단프로그램을 통해 에너지 절감 요소를 분석하고 전력사용량을 절감하는 것이다. 광역시 내 500m³/일 이상 하수처리장의 에너지 소비패턴을 분석한 결과, 에너지 사용량이 규모와 공법별로 차이가 있었다. 규모별로 진단하였을 경우 시설용량이 큰 대규모 하수처리장의 경우 하수 1ton을 처리하는데 소모되는 에너지가 소규모 하수처리장에 비해 적었고, 공법별로 비교하였을 때 MBR공법을 사용한 하수처리장의 에너지 소모가 가장 높았다. 하수처리장의 주요에너지 소비패턴은 1순위는 송풍기, 2순위는 유입펌프로 대부분 하수처리장이 비슷한 형태를 보여주고 있다. 하수처리장의 각 기계설비들에 대한 세부적인 에너지 소모량 및 펌프, 송풍기 효율을 분석하기 위해 한국환경공단에서 제작한 에너지 진단프로그램인 Tool-kit을 활용하여 하수처리장의 에너지 진단을 진행했다. 주로 에너지 소모원이 높은 기계설비인 펌프와 송풍기 위주로 에너지 진단을 수행하였다. 하수처리장 내 기계설비들의 에너지 효율을 분석하기 위해 정격 전기 데이터와 실제 전기 데이터(전류, 전압, 역율 등)를 적용하여 효율을 분석하였고, 펌프효율의 경우에는 실제 양정, 측정 유량, 토출 압력 등 현장에서 측정한 데이터를 활용하여 효율을 분석하였다. ‘A’ 하수처리장을 대상으로 Tool-kit을 통한 에너지 진단결과 주요 기계 설비 중에는 송풍기와 유입펌프에서 에너지 소비량이 전체 전력 소모량의 50~70%로 많은 부분을 차지하고 있었다. 유입펌프의 경우 50% 수준의 부하율, 송풍기의 경우 70% 이상의 부하율을 나타냈다. 유입펌프의 경우 정격효율 대비 실제 효율은 60% 수준으로 나타났다. 송풍기의 경우 A, B, C 각각 84%, 70%, 86%의 용량부하율을 나타냈다. 각 기계설비 별로 에너지 진단을 통해 에너지 소모가 높은 노후 펌프 및 송풍기를 검토하고 이를 통해 우선적으로 교체가 진행된다면 에너지 효율을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

국내 하수처리시설 에너지 소비 패턴 진단 및 평가

김동윤 ( Kim Dongyoun ),이호식 ( Lee Hosik ),전태성 ( Jun Taesung ),박민오 ( Park Minoh ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-

한국의 하수처리시설 에너지 자립화를 위해 환경부는 2010년부터 에너지 자립화 기본계획으로 2030년까지 에너지자립률을 50%의 수준으로 올리려는 계획을 진행하고 있다. 그러나, 하수처리시설의 에너지 사용량은 꾸준히 증가하고 있고, 하수도 통계에 따르면 연간 총 전력사용량은 2014년 2,906GWh/년에서 2018년 5,975GWh/년으로 4년간 200% 넘게 증가하였다. 500m³/일 이상의 공공하수처리시설의 에너지자립률은 전체 전력사용량의 재생에너지 이용률인 20% 수준으로 아직 에너지 자립화 기본계획 2020년 목표인 30%에는 부족한 실정이다. 이번 연구의 목적은 하수처리장의 에너지소비 패턴과 과소비 기계설비를 에너지 진단프로그램을 통해 에너지 절감 요소를 분석하고 전력사용량을 절감하는 것이다. 광역시 내 500m³/일 이상 하수처리장의 에너지 소비패턴을 분석한 결과, 에너지 사용량이 규모와 공법별로 차이가 있었다. 규모별로 진단하였을 경우 시설용량이 큰 대규모 하수처리장의 경우 하수 1ton을 처리하는데 소모되는 에너지가 소규모 하수처리장에 비해 적었고, 공법별로 비교하였을 때 MBR공법을 사용한 하수처리장의 에너지 소모가 가장 높았다. 하수처리장의 주요에너지 소비패턴은 1순위는 송풍기, 2순위는 유입펌프로 대부분 하수처리장이 비슷한 형태를 보여주고 있다. 하수처리장의 각 기계설비들에 대한 세부적인 에너지 소모량 및 펌프, 송풍기 효율을 분석하기 위해 한국환경공단에서 제작한 에너지 진단프로그램인 Tool-kit을 활용하여 하수처리장의 에너지 진단을 진행했다. 주로 에너지 소모원이 높은 기계설비인 펌프와 송풍기 위주로 에너지 진단을 수행하였다. 하수처리장 내 기계설비들의 에너지 효율을 분석하기 위해 정격 전기 데이터와 실제 전기 데이터(전류, 전압, 역율 등)를 적용하여 효율을 분석하였고, 펌프효율의 경우에는 실제 양정, 측정 유량, 토출 압력 등 현장에서 측정한 데이터를 활용하여 효율을 분석하였다. ‘A’ 하수처리장을 대상으로 Tool-kit을 통한 에너지 진단결과 주요 기계 설비 중에는 송풍기와 유입펌프에서 에너지 소비량이 전체 전력 소모량의 50~70%로 많은 부분을 차지하고 있었다. 유입펌프의 경우 50% 수준의 부하율, 송풍기의 경우 70% 이상의 부하율을 나타냈다. 유입펌프의 경우 정격효율 대비 실제 효율은 60% 수준으로 나타났다. 송풍기의 경우 A, B, C 각각 84%, 70%, 86%의 용량부하율을 나타냈다. 각 기계설비 별로 에너지 진단을 통해 에너지 소모가 높은 노후 펌프 및 송풍기를 검토하고 이를 통해 우선적으로 교체가 진행된다면 에너지 효율을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

국내 하수처리시설 에너지 소비 패턴 진단 및 평가

김동윤 ( Kim Dongyoun ),이호식 ( Lee Hosik ),전태성 ( Jun Taesung ),박민오 ( Park Minoh ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-

한국의 하수처리시설 에너지 자립화를 위해 환경부는 2010년부터 에너지 자립화 기본계획으로 2030년까지 에너지자립률을 50%의 수준으로 올리려는 계획을 진행하고 있다. 그러나, 하수처리시설의 에너지 사용량은 꾸준히 증가하고 있고, 하수도 통계에 따르면 연간 총 전력사용량은 2014년 2,906GWh/년에서 2018년 5,975GWh/년으로 4년간 200% 넘게 증가하였다. 500m³/일 이상의 공공하수처리시설의 에너지자립률은 전체 전력사용량의 재생에너지 이용률인 20% 수준으로 아직 에너지 자립화 기본계획 2020년 목표인 30%에는 부족한 실정이다. 이번 연구의 목적은 하수처리장의 에너지소비 패턴과 과소비 기계설비를 에너지 진단프로그램을 통해 에너지 절감 요소를 분석하고 전력사용량을 절감하는 것이다. 광역시 내 500m³/일 이상 하수처리장의 에너지 소비패턴을 분석한 결과, 에너지 사용량이 규모와 공법별로 차이가 있었다. 규모별로 진단하였을 경우 시설용량이 큰 대규모 하수처리장의 경우 하수 1ton을 처리하는데 소모되는 에너지가 소규모 하수처리장에 비해 적었고, 공법별로 비교하였을 때 MBR공법을 사용한 하수처리장의 에너지 소모가 가장 높았다. 하수처리장의 주요에너지 소비패턴은 1순위는 송풍기, 2순위는 유입펌프로 대부분 하수처리장이 비슷한 형태를 보여주고 있다. 하수처리장의 각 기계설비들에 대한 세부적인 에너지 소모량 및 펌프, 송풍기 효율을 분석하기 위해 한국환경공단에서 제작한 에너지 진단프로그램인 Tool-kit을 활용하여 하수처리장의 에너지 진단을 진행했다. 주로 에너지 소모원이 높은 기계설비인 펌프와 송풍기 위주로 에너지 진단을 수행하였다. 하수처리장 내 기계설비들의 에너지 효율을 분석하기 위해 정격 전기 데이터와 실제 전기 데이터(전류, 전압, 역율 등)를 적용하여 효율을 분석하였고, 펌프효율의 경우에는 실제 양정, 측정 유량, 토출 압력 등 현장에서 측정한 데이터를 활용하여 효율을 분석하였다. ‘A’ 하수처리장을 대상으로 Tool-kit을 통한 에너지 진단결과 주요 기계 설비 중에는 송풍기와 유입펌프에서 에너지 소비량이 전체 전력 소모량의 50~70%로 많은 부분을 차지하고 있었다. 유입펌프의 경우 50% 수준의 부하율, 송풍기의 경우 70% 이상의 부하율을 나타냈다. 유입펌프의 경우 정격효율 대비 실제 효율은 60% 수준으로 나타났다. 송풍기의 경우 A, B, C 각각 84%, 70%, 86%의 용량부하율을 나타냈다. 각 기계설비 별로 에너지 진단을 통해 에너지 소모가 높은 노후 펌프 및 송풍기를 검토하고 이를 통해 우선적으로 교체가 진행된다면 에너지 효율을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

공공하수처리시설에서 에너지 사용현황 및 절감방안 연구

김종락 ( Jongrack Kim ),이가희 ( Gahee Rhee ),유광태 ( Kwangtae You ),김동윤 ( Dongyoun Kim ),이호식 ( Hosik Lee ) 한국물환경학회(구 한국수질보전학회) 2020 한국물환경학회지 Vol.36 No.6

This study aims to conserve and monitor energy use in public sewage treatment plants by utilizing data from the SCADA system and by controlling the aeration rate required for maintaining effluent water quality. Power consumption in the sewage treatment process was predicted using the equipment’s uptime, efficiency, and inherent power consumption. The predicted energy consumption was calibrated by measured data. Additionally, energy efficiency indicators were proposed based on statistical data for energy use, capacity, and effluent quality. In one case study, a sewage treatment plant operated via the SBR process used∼30% of energy consumed in maintaining the bioreactors and treated water tanks (included decanting pump and cleaning systems). Energy consumption analysis with the K-ECO Tool-kit was conducted for unit processing. The results showed that about 58.7% of total energy consumed was used in the preliminary and biological treatment rotating equipment such as the blower and pump. In addition, the energy consumption rate was higher to the order of 19.2% in the phosphorus removal process, 16.0% during sludge treatment, and 6.1% during disinfection and discharge. In terms of equipment energy usage, feeding and decanting pumps accounted for 40% of total energy consumed following 27% for blowers. By controlling the aeration rate based on the proposed feedback control system, the DO concentration was reduced by 56% compared pre-controls and the aeration amount decreased by 28%. The overall power consumption of the plant was reduced by 6% via aeration control.

EV용 배터리 특성을 반영한 고전압 전원장치 개발

송승민(Seung-Min Song),김동윤(Dongyoun Kim),김인동(In-Dong Kim),강승표(seungpyo Kang),김장목(Jang-Mok Kim) 전력전자학회 2021 전력전자학술대회 논문집 Vol.2021 No.7

쥐 해마에서 글루타메이트의 시간에 따른 변화가 급성 스트레스 연구에 미치는 영향 : 자기공명분광학을 이용한 연구

연제형(Jehyeong Yeon),윤창수(Chang-Soo Yun),황윤호(Yoonho Hwang),백현만(Hyeon-Man Baek),김동윤(DongYoun Kim),한봉수(Bong Soo Han) 대한전자공학회 2021 대한전자공학회 학술대회 Vol.2021 No.6

It was reported that rodents were significantly influenced by stress from experimental procedure and by isoflurane anesthesia. Therefore, in MRS experiments in the hippocampus of normal mice, the concentrations of Glu and tCho were observed to decrease over time. Glu is a potential stress biomarker and its concentration increases with stress. The purpose of this study is to investigate the effect of the time delay that may occur during 1H-MRS experiments on acute stress studies by comparing the control group and the stress group. 20 C57BL/6N male mice were grouped into the control group and the stress group. The stress group mice were exposed to acute constrain stress, and 1H-MRS data were obtained from the left hippocampus, and the difference in the concentration of metabolites due to stress was compared. We found that the statistical significance of the difference in Glu concentration between the two groups changed if there was a difference of about 17 minutes in the data collection time between the two groups. In conclusion, the results of this study suggest that it is necessary to avoid the difference in the timing of data collection between the control and experimental groups in stress studies.