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태양전지를 이용한 소형 수질정화 장치

전문가 제언: ○ 통상적으로 물이 고여 있는 연못이나 늪, 호수 등에는 영양소가 증가하면 녹조가 발생하기 쉬운 상태가 되어 혼탁하거나 악취가 발생하기 쉽게 된다. 이 문제를 해결하는 데는 그 수계 내에 생태계를 활성화시켜 자연 정화능력을 높이기 위한 물의 대류를 형성시킬 필요가 있다.

○ Maezawa Kasei사는 자연의 정화 사이클에 근접한 「태양전지 소형수질정화장치」를 개발하였다. 이 장치는 태양광 에너지를 동력원으로 하는 양수펌프와 독자적인 흡입닥트 구조를 가지고 있다. 이는 저층부의 물을 표층부로 방출시켜 수중에 자연적인 물 흐름을 만들어 층 저부의 혐기층이나 온도약층을 파괴시킨다.

○ 대량의 물을 천천히 움직이는 스크루 프로펠러 시스템을 채용하고, 임펠러나 내부구조를 최적화함으로써 효율 좋은 상승류의 발생이 가능하다. 소량의 물을 빨리 움직이게 하는 에어식이나 펌프 시스템에 비해서 1/6 이하의 소비전력으로 동량 이상의 수류교반이 실현된다. 또한 태양전지(솔라 발전)를 이용함으로써 유지비용이 극히 절감된다.

○ 이와 같이 태양전지를 이용한 수질정화장치는 양수 프로펠러를 회전시켜 물의 흐름을 형성시키는 것으로서 자연 사이클에 가깝게 하여 환경에 순응한 수질개선이 가능하다. 앞으로 태양전지를 이용함으로써 유지비용이 극히 적어 그린기술로서 수요가 증가될 것으로 기대된다.

○ 현재 국내에서는 미세한 공기기포를 발생시켜 강제순환 등으로 녹조류와 악취발생 억제 등을 위한 수질정화장치가 보급되고 있다. 이는 작은 수역에서의 적용이 가능하고, 에어식이나 펌프 시스템은 전력비가 많이 든다. 최근에는 중소기업에서 태양광을 이용한 녹조방지 장치를 국산화하여 에너지 절감효과가 크다고 보고하였다. 앞으로 태양전지를 이용한 중소형 수질정화 시스템을 개발하기 위해서는 유체공학에 근거한 공학적인 데이터 및 기술 축적과 함께 고효율의 태양발전 기술 등의 융합기술이 필요하다.

저자: Hiroyoshi Osawa
자료유형: 학술정보