[논문]태양광<tex> $\\cdot$</tex>풍력 복합 발전을 적용한 축산 폐기물 처리 시스템

김영훈; 노인배; 박지호; 우성훈; 박승조; 우정인

문제 정의

한다. 또한, 분뇨처리조의 내부 온도 25℃~30℃ 의 유지와 분뇨 습도의 유지 및 Bio gas 확산 도에 따른 분뇨 혼합기 모터의 가변속, 토크 제어를 통하여 에너지경감 효과를 증대시키고자 하였다.
본 논문에서는 돈축폐기물의 발효조에서 발효 적정온도 25℃로 유지시키는 시스템을 구성하고, 태양광과 풍력의 복합발전 시스템을 계통전원과 연계하여 전력을 공급하므로서 전력비용을 경감을 하고자 한다. 또한, 분뇨처리조의 내부 온도 25℃~30℃ 의 유지와 분뇨 습도의 유지 및 Bio gas 확산 도에 따른 분뇨 혼합기 모터의 가변속, 토크 제어를 통하여 에너지경감 효과를 증대시키고자 하였다.
본 논문에서는 발효를 시킴에 있어서 최적의 조건을 유지하기 위하여 온 . 습도 센서 인 HMP 230 humidity & temperature transmitter# 이용하여온 도와 습도를 검출하였다.
본 논문에서는 죽산 배설물을 처리하는데 있어서 환경오염을 억제하고, 배설물 처리에 요구되는 에너지 소비량의 감소와 높은 효율의 퇴비 화공 정을 가지는 시스템을 구성하였다.

제안 방법

습도 센서 인 HMP 230 humidity & temperature transmitter# 이용하여온 도와 습도를 검출하였다. 그리고 검출된 데이터를 범용 마이크로 프로세서 (80C₁₉6KC)에 입력하여 PID제어기를 통한 전기온수가열장치 및 환기 FAN 을 조절함으로서 최적의 조건을 유지하도록 하였다.
풍력복합 발전시스템을 축산 폐기물 처리 시스템에 적용하여 요구전력량을 대체에너지로서 충당하도록 구성하였다. 그리고, 분뇨처리 조의 구조를 변경 . 설계하므로서 분뇨처리에 소요되는 에너지량을 절감하였고, 수조 내부의 온도 및 습도는 발효를 위한 최적 조건으로 제어하였다.
08A)을 사용하였다. 그리고, 풍력발전기는 BWC₁₅00(시동 풍속: 3.6 m/s, 정격풍속: 12.5 m/s, 회전속도, 13.4m/s, 최대설계풍속: 54 m/s, 정격전력: 1500 Watts, 회전자 지름 3.05 m, 무게: 76 Kgs )를 사용하여 실험을 수행하였다.
습도 센서를 설치하였고, 특히 겨울철에 분뇨의 적정온도를 유지하기 위하여 온수 열교환기와 환기용 FAN을 설치하였다. 그리고, 효과적인 분뇨의 발효를 위하여 혼합기를 설치하였다. 또한 기상조건이 양호할 경우에는 태양광을 직접 채광함으로서 분뇨처리조의 내부온도를 가열시킬 수 있도록 태양광 집열장치를 설치하였다.
설계하므로서 분뇨처리에 소요되는 에너지량을 절감하였고, 수조 내부의 온도 및 습도는 발효를 위한 최적 조건으로 제어하였다. 또한, 분뇨의 효과적인 분쇄 및 교반을 위하여 분뇨혼합기의 모터를 가감속, 토크로 제어하였다.
본 논문에서는 복합발전을 통한 전력으로 보일러의 물 200kg을 완전 발효에 요구되는 시간인 144시간 동안 40~80℃로 가열 유지하여 온수 순환 펌프로서 공급한다. 이때, 물 200kg의 가열에 요구되는 전력은 350Wh이다.
분뇨발효조는 전반적인 열손실 개선을 위하여 반 지하식으로 설계하였으며, 온도. 습도의 검출을 위하여 분뇨처리조에 HMP 230 humidity & temperature transmitter 온 .
유지하기 위하여 온 . 습도 센서 인 HMP 230 humidity & temperature transmitter# 이용하여온 도와 습도를 검출하였다. 그리고 검출된 데이터를 범용 마이크로 프로세서 (80C₁₉6KC)에 입력하여 PID제어기를 통한 전기온수가열장치 및 환기 FAN 을 조절함으로서 최적의 조건을 유지하도록 하였다.
습도의 검출을 위하여 분뇨처리조에 HMP 230 humidity & temperature transmitter 온 . 습도 센서를 설치하였고, 특히 겨울철에 분뇨의 적정온도를 유지하기 위하여 온수 열교환기와 환기용 FAN을 설치하였다. 그리고, 효과적인 분뇨의 발효를 위하여 혼합기를 설치하였다.
제안된 시스템은 태양광 . 풍력복합 발전시스템을 축산 폐기물 처리 시스템에 적용하여 요구전력량을 대체에너지로서 충당하도록 구성하였다.
제안된 시스템은 태양광 . 풍력복합 발전시스템을 축산 폐기물 처리 시스템에 적용하여 요구전력량을 대체에너지로서 충당하도록 구성하였다. 그리고, 분뇨처리 조의 구조를 변경 .

이론/모형

본 논문에서 사용한 태양광 발전기는 VLX 53 모듈 모델(최대 개방전압: 600V, 직렬 퓨즈: 5A, 온도: 25℃, 최대전력: 53W, 최대전력전압: 17.2V, 최대전력 전류: 3.08A)을 사용하였다. 그리고, 풍력발전기는 BWC₁₅00(시동 풍속: 3.

성능/효과

본 논문에서는 분뇨의 유기물질 함유성분에 따른 최적의 분뇨 발효공정 특성 곡선을 추출하고, 발효조 내부 온도를 25℃로 유지하고, 혼합기를 사용하여 분뇨의 교반으로 분뇨 공극 및 pH의 조절을 Micro Processor을 사용하여 최적의 조건인 특성곡선에 주종하는 전력제어를 수행하므로서 기존의 8일 공정을 6일 공정으로 단축할 수 있었다.
그리고, 분뇨처리 조의 구조를 변경 . 설계하므로서 분뇨처리에 소요되는 에너지량을 절감하였고, 수조 내부의 온도 및 습도는 발효를 위한 최적 조건으로 제어하였다. 또한, 분뇨의 효과적인 분쇄 및 교반을 위하여 분뇨혼합기의 모터를 가감속, 토크로 제어하였다.
나타내었다. 제안된 시스템으로 1톤의 배설물을 처리하는 과정을 수행했을 경우 분뇨온도 15 ℃ 상승에 소요되는 소비전력은 1일동안 약 14.65 kWh가 요구된다. 그리고 분뇨 1톤의 퇴비화에 소요되는 시간은 144시간으로 나타났다.
따라서 태양광 . 풍력 복합발전을 이용한 1년 동안의 전력생산량은 약 3, 030.8mlh임을 알 수 있고, 이 전력생산량은 제안한 시스템의 1년간 총 전력사용량의 약 68%의 전력을 충당할 수 있다.
풍력의 발전전력에 관한 데이터를 고찰한 결과 연간 약 3, 000 1州h의 발전 전력량을 얻으므로 제안한 축산 배설물 처리시스템의 전체 소요 전력 5143.6 kWh에 대해 약 58%의 전력 수요량을 충당할 수 있었다.

후속연구

또한, 경비 절감에 의한 축산 배설물 처리 시스템의 년중 무휴의 연속가동으로 분뇨 및 폐수의 완전처리가 가능하여 환경오염 방지에 일조를 할 것으로 예상된다.

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