Today and Tommorrow

  서론: 선박 저온 폐열회수 장치의 개요 최근 글로벌 해운 산업은 급격한 기후변화와 환경 규제에 직면하면서 에너지 효율성 향상과 탄소 배출 감소에 대한 중요성이 그 어느 때보다 커지고 있다. 이러한 맥락에서 선박의 저온 폐열회수 장치는 혁신적인 에너지 절감 기술로 주목받고 있다. 선박 운항 중 발생하는 엔진과 기계 설비의 폐열은 전통적으로 미활용된 에너지원이었다. 저온 폐열회수 장치는 이러한 미활용 열에너지를 전기 또는 다른 유용한 형태의 에너지로 변환함으로써 선박의 전반적인 에너지 효율을 획기적으로 개선할 수 있는 기술이다. 이는 단순한 기술적 혁신을 넘어 해운 산업의 지속가능성을 높이는 핵심 전략으로 자리 잡고 있다. 국제해사기구(IMO)의 강화된 에너지 효율 규제와 글로벌 탄소 배출 감축 노력에 부응하여, 저온 폐열회수 장치는 선박 운영의 경제성과 환경 친화성을 동시에 개선할 수 있는 중요한 해결책으로 부상하고 있다. 이 기술은 연료 소비를 줄이고, 운영 비용을 절감하며, 탄소 배출을 감소시키는 다목적 접근법을 제공한다. 본 연구에서는 선박 저온 폐열회수 장치의 기술적 특성, 에너지 효율성, 경제적 이점, 그리고 환경적 영향을 종합적으로 분석하여 해운 산업의 지속가능한 발전에 기여하는 혁신적인 에너지 기술의 잠재력을 탐구하고자 한다. 저온 폐열회수 기술의 종류와 작동 원리 선박 운영에서 발생하는 저온 폐열을 효율적으로 활용하기 위해 다양한 에너지 회수 기술이 개발되었다. 본 절에서는 주요 저온 폐열회수 기술의 작동 원리와 특성을 상세히 분석한다. 유기 랭킨 사이클(Organic Rankine Cycle, ORC) 시스템 ORC 시스템은 저온 폐열을 전기 에너지로 변환하는 가장 효과적인 기술 중 하나이다. 전통적인 랭킨 사이클과 달리, ORC는 물 대신 낮은 끓는점을 가진 유기 작동 유체를 사용한다. 시스템은 폐열을 통해 작동 유체를 증발시키고, 이를 터빈에 통과시켜 발전기를 구동함으로써 전기를 생산한다. 실리콘 오일, 펜탄, R-245fa 등이 ...

 열전소자는 현대 기술에서 매우 중요한 역할을 하고 있어요. 이번 포스팅에서는 열전소자의 냉각 및 발전 기능에 대해 자세히 알아보도록 할게요. ### 열전소자란? 열전소자는 열 에너지를 전기 에너지로 변환하거나, 전기 에너지를 열 에너지로 변환하는 장치예요. 주로 반도체 재료로 만들어지며, P형과 N형 반도체가 결합된 구조로 되어 있어요. 이러한 구조 덕분에 열전소자는 다양한 온도에서 작동할 수 있는 장점이 있어요. ### 열전소자의 작동 원리 열전소자는 열전 효과를 이용해 작동해요. 주로 세 가지 효과가 있는데, 제베크 효과, 펠티어 효과, 그리고 톰슨 효과가 있어요. 제베크 효과는 온도 차이에 의해 전압이 발생하는 현상이고, 펠티어 효과는 전류가 흐를 때 열이 발생하거나 흡수되는 현상이에요. 톰슨 효과는 전류가 흐르는 도체에서 온도 변화가 발생하는 현상이에요. ### 열전소자의 냉각 기능 열전소자는 냉각 기능이 뛰어나요. 특히 펠티어 효과를 이용해 열을 흡수하고 방출하는 방식으로 작동해요. 예를 들어, 음료수를 차갑게 유지하기 위해 열전소자를 사용할 수 있어요.   [이미지 출처](https://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php/3%EC%A1%B0-%EB%88%88%EB%8F%84%EA%B9%9C%EC%A7%9D%EC%95%88%ED%95%98%EC%A1%B0)  이 실험에서는 다양한 음료를 열전소자 위에 두고 온도를 측정하는 모습을 보여주고 있어요.  ### 열전소자의 발전 기능 열전소자는 발전 기능도 가지고 있어요. 고온과 저온의 차이를 이용해 전기를 생성할 수 있어요. 이 과정에서 열 에너지가 전기 에너지로 변환되는데, 이는 주로 제베크 효과에 의해 이루어져요.  ![image1](https://blogthumb.pstatic.net/data42/2009/3/10/...

 # 선박의 폐열 회수 장치: 열전소자를 활용한 혁신적 접근 현대 사회에서 에너지 효율성은 지속 가능한 발전을 위한 핵심 요소로 자리잡고 있습니다. 특히, 해양 산업에서는 선박 운항 중 발생하는 막대한 에너지를 효과적으로 관리하는 것이 중요합니다. 선박에서 발생하는 폐열은 그동안 제대로 활용되지 못하고 방출되는 경우가 많았습니다. 그러나 최근 열전소자의 발전으로 인해 이러한 폐열을 회수하여 유용한 에너지로 변환할 수 있는 가능성이 열리고 있습니다. 본 글에서는 열전소자를 활용한 폐열 회수 장치의 원리와 구현 방법에 대해 알아보겠습니다. ## 열전소자란 무엇인가? 열전소자는 열에너지를 전기에너지로 변환하는 장치입니다. 기본적으로 두 종류의 서로 다른 금속이나 반도체가 접합된 구조로, 한쪽에 열을 가하면 전압이 발생하는 원리를 이용합니다. 이러한 특성은 '제베크 효과'로 알려져 있으며, 열전소자는 이를 기반으로 작동합니다. 열전소자는 외부 전원 없이도 작동할 수 있어, 에너지가 부족한 상황에서도 효율적으로 활용될 수 있습니다. ## 선박에서의 폐열 발생 원인 선박은 대형 엔진을 사용하여 추진력을 얻습니다. 이 과정에서 많은 양의 열이 발생하며, 대부분의 경우 이 열은 바다로 방출됩니다. 엔진의 연소 과정, 배기가스, 냉각 시스템 등에서 발생하는 폐열은 선박의 에너지 손실을 초래합니다. 이러한 폐열을 회수하여 다시 사용할 수 있다면, 연료 소비를 줄이고 환경에 미치는 영향을 최소화할 수 있습니다. ## 열전소자를 활용한 폐열 회수 장치의 원리 열전소자를 활용한 폐열 회수 장치는 다음과 같은 원리로 작동합니다: 1. **열 흡수**: 엔진이나 배기가스 등에서 발생하는 고온의 열을 흡수합니다. 2. **전기 변환**: 흡수된 열에너지는 열전소자를 통해 전기에너지로 변환됩니다. 3. **에너지 저장 및 사용**: 변환된 전기에너지는 배터리에 저장되거나 선박의 다른 시스템에 직접 공급됩니다. 이러한 과정을 통해 선박에서 발생하는 폐열을 효과적으로 회수하여 에...

 50도에서 100도 사이의 온도에서 전기를 생성할 수 있는 소자는 주로 열전소자(ThermoElectric Generator, TEG)입니다. 이러한 소자는 온도 차이를 이용하여 전기를 생성합니다.  1. 열전소자 (TEG): 이 소자는 두 개의 서로 다른 전도체를 연결하여 온도 차이에 의해 발생하는 세제곱 효과(Seebeck effect)를 이용합니다. 50도에서 100도 사이의 온도에서도 충분히 전기를 생성할 수 있습니다. 2. 열전 발전기: 특정한 열원(예: 폐열)과 냉각원(예: 공기 또는 물)을 이용하여 이온의 흐름을 통해 전기를 생성하는 장치입니다. 이러한 장치는 주로 산업, 자동차, 우주 탐사 등에서 활용됩니다.  ****** 30도에서 100도 사이에서 끓는 물질에는 다음과 같은 것들이 있습니다: 1. 아세톤: 끓는 점이 약 56도입니다. 2. 에탄올: 끓는 점이 약 78도입니다. 3. 이소프로필 알코올: 끓는 점이 약 82도입니다. 4. 벤젠: 끓는 점이 약 80도입니다. 5. 디클로로메탄 (메틸렌 클로라이드): 끓는 점이 약 40도입니다. 이 물질들은 30도에서 100도 사이에서 기화할 수 있는 일반적인 용매들입니다. 특정한 실험이나 용도에 따라 이러한 물질들을 활용할 수 있습니다.