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에너지 절감과 가전기기. Proposed by. 박성준 ( 전남대 ). 2009. 2. 6. 국내에너지 수입현황. 정유공장. 풍력에너지. 신재생에너지 란 ?. 석유 , 석탄 , 원자력 또는 천연가스 이외의 새로운 신에너지 , 자연에너지 또는 재생 가능한 에너지 자원 화석에너지와 비교하여 비고갈성 , 환경성 , 공공성 , 기술성 등의 특징 보유. 공급측면의 에너지. 수요측면의 에너지. 실 용 화 단 계. 석유. 석유대체에너지. 석탄. 원자력. 천연 가스.

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2009. 2. 6

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  1. 에너지 절감과 가전기기 Proposed by 박성준 (전남대) 2009. 2. 6

  2. 국내에너지 수입현황

  3. 정유공장 풍력에너지 신재생에너지 란 ? • 석유, 석탄, 원자력 또는 천연가스 이외의 새로운 신에너지, 자연에너지 • 또는 재생 가능한 에너지 자원 • 화석에너지와 비교하여 비고갈성, 환경성, 공공성, 기술성 등의 특징 보유

  4. 공급측면의 에너지 수요측면의 에너지 실 용 화 단 계 석유 석유대체에너지 석탄 원자력 천연 가스 재생가능에너지 리싸이클에너지 수력 발전 열이용 분야 발전분야 보 급 단 계 천연가스 Cogeneration 신 에 너 지 연료 전지 태양열 폐기물 지열 태양광 풍력 그린 에너지 자동차 바이오매스 미활용 에너지 폐기물 바이오 매스 폐재료 바이오가스 연구 개발 단계 조력 발전 해양 온도차 발전 에너지작물 신재생에너지의 종류 • 재생에너지 : 태양열, 태양광발전, 바이오매스, 풍력, 수력, 지열, 해양에너지, • 폐기물에너지(8개 분야) • 신에너지: 연료전지, 석탄액화가스화, 수소에너지(3개 분야)

  5. 국내 신에너지 자원량 (단위 : 1,000 TOE) 단위 : toe/년 출처 : 한국에너지기술연구원 자료(2004)

  6. 태양전지 모듈 태양전지/모듈 Array시공 인버터 태양광 발전 Balance of system Power conditioning 기술 배터리 설계/시공 기판 태양광 발전 시스템의 구성

  7. 인버터 태양전지 공사비 11% 65% 24% 구성 및 가격 비율 75만엔/kW 1000만/kW • 태양전지가 발전 시스템 가격의 2/3를 점유 ① 태양전지 ② 인버터 ③ 분전반 ④ 전력량계

  8. 태양광 산업의 성공인자 • 안정적인 (정책적) 제반 조건 • 각종 시장 도입 프로그램 • 투자 안정성 • 신뢰성이 높은 제품 • 고객의 신뢰 • 비용 절감 • 공공의 의식 구조 • 대응 되는 제품 • 제품의 다양성

  9. 단상 10kW조합형 3상인버터

  10. 태양광발전 시장전망 2010년까지 적어도 30%의 성장이 예측 되는 차세대 성장 산업 태양전지 및 모듈 시장규모 ’04년 모듈생산(단위:MW) • 사업확대 ( 업체별 증설 • 및 해외생산 계획 ) • 일본/유럽/미국이 세계 • 생산량의 88% 점유 • BIPV 및 RIPV 일체화 • LGIE, HHI 및 KD Solar • 등이 30MW 정도 능력 설치/서비스 인버터/PCS 모듈 361억$ (6GW) 年평균30%↑ 239억$ (3.5GW) 150억$ (2GW) 인버터 및 PCS ’04년 PCS생산(단위:MW) • 대규모 발전용 설비를 • 위한 대용량 PCS 개발 • 독립형 계통연계형 • Transless 대세 • HexPower, HHI, 한양정공 • 및 다한 등 기초기술 확보 • 소형경량화, 고효율, 저가 • 및 고신뢰성이 관건 83억$ (1.2GW) ‘04 ‘06 ‘08 ‘10

  11. 산업전자 연구실 목표 • 선도형 전문인력 양성을 통한 주요 연구소 인력공급 체제구축 • 자립형 연구능력을 갖춘 전문인력 교육체제 구축 • 자대출신의 우수 학부학생 유치(개방형 실험실 운영) • 주변 대학교의 우수 학부유치 홍보(인적교류에의한 홍보,홈페지운영) • 국내 최고의 연구 인건비 지급(산업체 중심의 연구 용역) 우수 전문인력의 안정적 확보 • 현장 인력이 참여한 실무형 세미나 및 인센티브제 실시(1회/주) • 특화한 전문 교육을 통한 맞춤형 세미나 교육실시(분야별:1회/주) • 외부 특성화 교육 참여의 극대화 체계적 인력양성 기반구축 • 유관기관과의 인력교류 에 의한 실험실 홍보 • 1인 책임 1과제 수행을 통한 연구기반 능력함양 • 특성화 된 학술논문 발표에 의한 실험실 홍보 • 인력양성 센터의 적극적 참여에 의한 실험실 홍보 전문인력 공급 기반구축

  12. 산업전자 연구실 인력배치 산업전자 실험실 운영 교육 추진전략 우수 연구 인력 확보 • 자대 출신의 연구인력 확보를 위한 전략 수립 • 타대 출신의 연구인력 확보를 위한 전략 수립 연구 인력의 적성 및 능력 분석 대전력 인력양성 교육 트랙 소전력 인력양성 연구 트랙 전동력 인력양성 연구트랙 산업전자 실험실 정규 교과목 수강지도 H/W 기술교육 시스템 제어기술 S/W 기술교육 분야별 세미나지도 기본 교육 세미나 실시 파견교육과정 수강지도 분야별 능력평가 기준통과 산, 학, 연, 관 추업체계 의한 구직 - 지속적이고 자립화 기술교육 전략추진 - 유관기관 연계협력 전력변환 연구 특화 실험실 건설

  13. 분야별 연구내용 및 인력 구성 분야명 인력구성 주요 연구내용 대전력 변환기 연구팀 • 책 임 자 : 박성준 박사 • 박사과정 : 2 명 • 석사과정 : 7 명 • 대용량 PV전력변환기 • HVDC 구조 및 운용 해석(PCT,특허출원] • 고효율 발전기 개발(98.6%, 1,000kW) • 자동전압 조정기 소전력 변환기 연구팀 • 책 임 자 : 송성근 박사 • 박사과정 : 2 명 • 석사과정 : 5 명 • 연료전지용 전력변환기 • 연계형 태양광 인버터 • 초음파 용접기 • LCD Back Light 전원 • lED 태양광 가로등 용 전력변환기 전동력 변환기 연구팀 • 책 임 자 : 우도 박사과정 • 박사과정 : 3 명 • 석사과정 : 6 명 • 자동차 콤프레샤용 BLDC전동기 • 소방 견인용 BLDC구동 드라이브 • 저가형 BLDC구동 드라이브

  14. HVDC 시스템 원격제어 및 모니트링 시스템 HVDC & 모의 송전선로 시스템 모의 HVDC의 내부 모의 HVDC의 외부

  15. 3kW급 태양광 인버터

  16. 1.2kW급 연료전지용 인버터

  17. 초음파 용접기

  18. 태양광 풍력 실험실 구축

  19. 전기요금 체계 100kW/month 『140W』 5,510원/month 『가정의 평균 전력을 줄여 누진세를 최소화 하여 가정 경제를 살리자』

  20. 주요가전 기기 보급률

  21. 주요 기기별 소비 전력 정수기 : 110[W] 냉장고 : 36[W] 총전력 : 146[W] 6[W] 초과

  22. 주요기기의 전기 사용량

  23. 주요가전기기 소비전력

  24. 시도별 전력사용량 비교

  25. 압축 응축 팽창 에어컨의 작동 원리 에어컨은 에어컨디셔너(air conditioner, 공기조화기)의 준말로 냉각 순환을 사용하여 특정 지역 으로부터 열을 끌어내는 기기나 시스템을 말한다. 지구 온난화로 수요 급증 예측 압축기 응축 온도에 해당 되는 포화 압력까지 압력을 증대 열 교환을 하여 기체 냉매의 열을 방출하여 응축 찬바람 증발기 응축기 뜨거운 바람 찬바람 뜨거운 바람 좁은 곳에서 넓은 곳으로 방출 되어 냉매를 압력 으로부터 해방시켜 증발 팽창밸브 증발 냉매의 증발열을 이용해 냉동의 목적을 달성

  26. 에어컨의 구조 벽걸이 형 실외기

  27. 에어컨 사용요금 평균 소비전력 400KW(약6만원) 을 사용하는 가정에서 1.5kW 에어컨을 하루 8시간씩 사용할 때 나오는 요금 48% 372KW 60,000 + 211,780 14% 64% 52% 22% + + = 36,640 원 175,140 원 60,000 원 272KW 400KW 400KW 100KW Total 추가 사용요금(6.65배) 추가 사용요금(11.69배) 기본 사용요금

  28. 에어컨 전기세 절약법 에어컨을 켜기 전에 커튼을 쳐서 실내 온도를 낮추자. 에어컨 필터 청소를 하면 5%이상의 절전 효과를 낸다. 한여름 오후 2~4시 사용 전력을 오전보다 줄이면 전기세가 감면 된다. 에어컨을 서늘한 곳에 둬서 자체 온도를 낮게 하자. 에어컨 바람을 천장을 향하도록 하자. 에어컨을 살 때 에너지 효율이 1등급인 것을 구매하자.

  29. 가정에서의 에어컨 관리 1. 필터는 주 1회 세척한다. 2. 필터는 중성세제와 부드러운 솔로 닦는다. 3. 식초와 물을 1:5의 비율로 섞어 뿌려주면 살균 효과가 있다. 4. 세척이 끝난 필터는 통풍이 잘 되는 그늘에 바짝 말려준다. 5. 미사용 기간에도 주 1회 5분 정도 에어컨을 키는 것이 좋다.

  30. 정수기의 원리 순수한 물 + 무해성분 혼합물 (흙탕물) 1단계: 땅속으로 스며들면 크기가 큰 먼지알갱이들이 걸러진다. 2단계: 깨끗한 모래층이나 석탄층을 느린 속도로 통과하여 물 속의 오염 물질들이 정화 된다. 이러한 자연의 원리를 이용하여, 땅속ㆍ모래층ㆍ석탄층 등의 역할을 하는 다양한 종류의 필터로 수돗물, 우물물 등의 물을 정화시키는 것.

  31. 정수기의 종류 정수원리 및 방식에 따른 분류

  32. 정수기의 구조 심야 시간에는 정지 및 냉,온수 중 하나만 사용 전기 요금 절감

  33. 정수기 성능비교 추가전기요금 19,820원 45wkh 기본전기 사용량 380kW 인 가정 예 기존 정수기 사용시 380 + 45 = 425KW/월 425KW/월 = 84,300원 추가전기요금 2,610원 월 전기요금 : 53,608원 8wkh 초 절전 정수기 사용시 380 + 8 = 388KW/월 388KW/월 = 67,090원 기존 냉온 정수기 초절전 냉온 정수기

  34. 정수기의 기능 및 활용 기능 ① 탄산첨가 - 정수기에 탄산을 첨가하여 청량감의 기능 부여 ② 가족건강에 맞춘 정수기 - 정수기 구입 시 가족의 건강을 체크하여 가족 건강에 유익한 성분을 넣어 마시는  건강 정수기. ③ 천연 필터 -천연 필터를 사용함으로 약수를 먹는 것 같은 느낌을 부여. 활용 ① 이동식 정수기, 물병 정수기 - 외출 시 소지할 수 있는 물병과 같은 이동식 정수기. - 어디서든 수돗물을 넣으면 자동 정수가 되어 먹을 수 있음 ② 크기 조절 - 큰 부피로 인해 주방에만 놓이는 문제점 해결. - 조그만 정수기를 만들어 주방뿐 아니라 책상, 거실에 놓음. ③ 디자인 선택 - 일반 정수기의 일괄적 디자인 문제 해결. - 다양한 디자인과 모양을 가지고 소비자가 선택 할 수 있게 함. ④ 스탠드와의 결합

  35. 냉장고의 구조 냉장고의 주요구조 • 냉각기:냉매를 압축∙순환시켜 냉장고 • 온도를 유지해주는 장치 • 저장고:식품이 들어가는 용기로 열이 • 빠져나가는 것을 방지하기 • 위해 단열재로 만들어진다. • 운전제어장치:냉동순환과정을 가동 • 시키는 동력을 전달하는 • 역할과 함께 온도조절 • 장치와 서리를 없애는 • 서리제어장치로 구성

  36. 김치내장고의 동작원리 김치냉장고의 냉각싸이클 김치냉장고의 작동원리 • 일반 냉장고는 간접냉각방식으로 온도 편차가 커서 김치의 숙성∙보관에 적합하지 못하지만, 김치냉장고는 직접냉각방식으로 온도 편차를 1℃이내에서 정교하게 제어함과 온도를 고르게 유지하는 정온기술을 통해 선조들의 김장독 지혜를 구현한다.

  37. 냉장고 전기요금 절약법 • 벽과 냉장고의 간격을 10cm이상 떼어놓으면 냉각 코일에 바람이 잘 • 통할 수 있어 냉각 효율이 좋아져 에너지가 절약된다 • 냉장고 내부 냉기 순환이 잘 되려면 용량의 60%정도 까지만 채운다. • 문을 한 번 여닫는데 0.35%의 전력이 더 소비된다. • 전기 요금을 줄이는 최고의 방법은 열지 않는 것이고 차선책으로 자주 • 쓰는 물품은 가급적 문을 조금만 열어도 되는 위치에 보관한다. • 효율 1등급과 5등급의 에너지 사용량은 약 40%의 차이가 있다.가급적등급이 높은 제품을 구입한다. • 계절에 따라 적정 온도는 여름철은 5~6℃, 봄∙가을철에는 3~4 ℃, 겨울철에는 1~2 ℃가 적정

  38. 세탁기의 원리 기계의 힘을 이용하여 의류의 세탁을 하는 장치로 주로 전동기를 주 동력으로 하며, 세제와 물의 적용을 이용하여 의복에 묻어있는 오염 물질을 떼어 내도록 세탁과 헹굼, 탈수의 과정을 진행한다. 회전날개실 드럼식 • 장점 • 낙차에 의한 세탁 – 세탁물의 손상 가장 적음 • 탈수율이 높음 • 물 사용량이 회전 날개식에 비해 적음 • 단점 • 제조가격 비쌈 – 진동 소음 막기 위한 장치 • 2. 세탁 시간이 길다 • 3. 대형화 시키기 어렵다 • 4. 전기료가 비쌈 – 더운 물로 세탁함 • 장점 • 구조가 간단- 고장이 적다 • 값이 싸다 • 세척력 우수- 찬물 사용 가능 • 단점 • 물살의 힘으로 세탁 – 세탁물 손상 • 회전날개 세탁 – 세탁 중 옷이 엉킴

  39. 경제적인 세탁기 사용법 • 세탁기의 실제 전력을 소비하는 것은 모터가 동작할때만이므로 세탁할 때와 헹굼, • 탈수 할 때이다.(찬물에서 20분, 더운물에서 10분 정도 담갔다가 세탁한다. ) • 드럼세탁기의 경우 살균과 건조, 삶는 기능을 할때 회전날개식보다 훨씬 많은 • 소비전력을 필요로 한다. • 회전 날개 식과 드럼 식 세탁기의 소비 전력 차이를 따져보자면기능을동일하게 • 사용하면 전력소비에서는 비슷한 전기세가 나온다. • 용량 확인 – 세탁기는 5~13kg까지 다양하게 나와있는데 일반가정이라면 10kg 이상(적은 양을 자주 돌리는 것보다 한꺼번에 모아서 하는 것이 경제적이다) •  소비전력 및 물 소비량 확인– 드럼 세탁기는 전기 소비량이 일반 세탁기에비해 • 높은 편이므로 소비 전력을 꼭 확인 • (세제의 양이 많다고 빨래가 잘되는 것이아니므로 적당한 세제의 양 사용) • 환경오염의 주범 • 세제 찌꺼기를 영양분 삼아 세탁기에 곰팡이가 자라는데 이를예방하기 위해서는 최소한 3~4개월에 한번씩 세탁기를 정기적으로 청소해야 한다. 가장 손쉬운 방법으로는 뜨거운 물에 세정제를 풀어 세탁기를 돌리는 것인데 분말이나 액체 표백제를 넣은 다음 통 세척 기능이나 불림 기능을 이용하는 것이 좋다.

  40. 전자레인지의 원리 전기 에너지를 주파수가 매우 높은 전자기파로 바꾸어 식품을 데우거나 끓임 . 식품을 전자레인지의 조리대에 놓고 전원을 켜면, 전자기파가 발생 식품을 구성하는 분자는 전자기파의 영향을 받아 운동함. 식품의 분자 운동에 의해 발생하는 열로 식품이 조리됨 주파수가 2450MHz, 파장은 약 12cm의 전파가 사용

  41. 전자레인지 구조 및 사용법 • 그릇은 금속이 아닌 내열성 플라스틱이나 • 도자기류를 사용해야 함. • (도자기류, 유리종류 플라스틱 종류 비닐 종류 • 스티 로폴 종류) • 전용 콘센트를 사용해야함(대용량 가전기기 ) • 물 분자가 있어야 함으로 수분이 없는 종류는 • 사용할 수 없다. • 주위의 벽과 일정한 간격을 유지하여 흡기구와 • 배기구가 막히지 않게 해야함 • 사용하지 않은 때는 조리실에 물을 한 컵 정도 • 두는것이 좋음 (부주의로 인해 조리실이 비어있는 • 상태에서 작동하면 불꽃이 튈 위험이 있기 때문) • 물 한컵에 레몬 두 조각을 넣어 2~3분 가열하면 냄 • 새 제거 됨(보리차나 홍차등의 차도 효과적) 컵을 사용하여 10분에 햇밥 완성

  42. 이물질이 삽입되는첫번째 입구 흡입구 미세먼지를 걸러 주는 역활 진공상태로 만들어 주는 동력 필터 모터 Concept 흡입구를 통해 들어온 이물질을 걸러주는 역활 흡입된 압력을 배출하는 곳 배기구 먼지받이 청소기의 원리 및 구조 • 1분에 만번 이상의 회전으로 진공상태 만듬 • 압력차 때문에 먼지와 찌꺼기는공기와 함께 기압이 납은 호스 속으로 빨려 들어감 • 압력차를 이용하면 물체를 움직이거나, 물이나 기름등의 액체와 기체를 흐리게 할 • 수도 있다.

  43. 로봇청소기의 구조 및 원리 가구가 적은 곳에 사용하기 편리함 동작 원리 배터리 동력 이용 및 여러 개의 센서에 의한 장애 상황 감지(방향전환, 장애물 감지, 낭떠러지 인식, 바퀴 빠짐 등등..) 청소방식 아래 쪽에 있는 회전솔로 바닥이나 카위의 먼지를 쓸고 진공흡입력을 이용해 먼지를 먼지통으로 이동. 장.단점 장점 : 배터리 동력을 이용해 스스로 청소 할 수 있다는 점. 단점: 일반 진공청소기에 못미치는 흡입력, 구 석이나 벽면청소를 못함.

  44. 청소기관리 1. 먼지 통, 호스관리 2. 필터 교환 3. 브러쉬 관리 4. 센서 관리(로봇 청소기)

  45. CRT TV의 구조와 동작원리 CRT(Cathode Ray Tube) - 화면 안쪽의 유리면에전기적 충격을 받으면 빛이 나는 형광 물질을 수 많은 점으로 도포하고 뒤쪽에 있는 전자총으로 쏜 전자가 이 각각의 점에 충돌하면 빨,파,녹 각각의 색으로 빛이 나고 충돌하지 않으면 어두워서 검정색으로 표현되는 원리

  46. LCD TV의 구조와 동작원리 LCD(LyquidCrystal Display) - 자체 발광하는 것이 아니고 빛이 통과하는 정도를 조절하는 것이기 때문에 뒤쪽에 백색광을 낼 수 있는 형광등을 달고 색필터를 달아 3원색을 만들고, 그 뒤에 편광판과 액정을 이용하여 지나가는 빛의 양을 조절하여 풀컬러를 만든다.

  47. PDP TV의 구조와 동작원리 PDP(Plasma Display Panel) - 전면 유리와 배면 유리 및  그 사이의 칸막이에 의해 밀폐된 유리 사이에 Ne+Ar, Ne+Xe등의 가스를 넣고~ 양극과 음극의 전극에 전압을 인가하여 네온광을 발광시켜 표시광으로 이용하는 전자표시장치입니다.

  48. TV별 장단점 및 소비전력 ☞PDP TV는 영상의 밝고 어둡기에 따라 각각 다른 소비 전력이 필요하지만 LCD TV는 일정한 소비 전력이 필요하다. 이로 인해 LCD와 PDP의 방식에 대해 같은 기준을 적용하고 소비 전력으로 일반화 하는 것은 무리가있다.

  49. 컴퓨터의 원리 • 컴퓨터 작동 순서 • 1. 컴퓨터의 “On” 버튼을 누른다. • 2. 컴퓨터의 “부팅(Booting)”컴퓨터를 켜면 바이오스(BIOS)라는 칩에서 CPU를 작동시키기 위하여 하드웨어에 내장된 명령을수행한다. 그리고 운영체제(OS)를 수행한다. • 3. 메모리(ROM, RAM등) 로부터 명령을 가져온다. • 4. CPU의 기본동작을 한다. (호출->해독->실행->저장->호출… 반복) • 5. 처리 결과를 모니터나 인쇄물 등으로 보여준다.

  50. 컴퓨터와 전기요금 2006년 기준으로 현재는 사용시간이 1.6배로 추정됨 • 300W파워를 보고 컴퓨터 소비 전력을 300W라고 하시는 분들이 계시지만.이 300W라는 • 것은 파워가 최대한 공급 할 수 있는 수치 • 실제 컴퓨터가 필요한 전력 량이 순간 순간 다르게 됨 • 하드 같은 경우 전력 소모가 많을것 같지만. 몇W에서 몇 십W정도의 소비 • 컴퓨터를 쓰면서 전기 요금의 가장 큰 적은 모니터(CRT를 LCD로 교체) • 그 외 순위는 CPU와 VGA카드 (동영상 게임 사용시 최대 전력 사용) • 모니터 전원 관리로 전기세 절감 하기

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