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태양열 에너지를 활용해 대기 오염을 해결하는 신기술
대기 오염은 전 세계적으로 심각한 문제로 도시 인구의 건강과 생활환경에 악영향을 미치고 있습니다. 대기오염을 해결하고 에너지를 바꿀수 있고 최근에 각광받는 기술을 한번 조사해봤습니다.
Solar-Assisted Large-Scale Cleaning System이라는 새로운 실외 공기 청정기는 시스템에 주름 형 필터를 설치하여 대기에서 입자상 물질을 쉽게 분리할 수 있는 혁신적인 방법으로 동작합니다.
이 기술은 먼저 평판형 태양열 집열기, 굴뚝, 필터 뱅크, 필요한 경우 팬으로 구성된 SALSCS의 기본 개념입니다. 유체 솔버를 사용하여 시스템의 3차원 수치 모델이 개발되었습니다.
수치 결과는 전체 규모 시스템이 설치된 필터 뱅크의 압력 강하를 고려하여 꽤많은 총유량을 생성할 수 있고, 넓은 태양열 집열기를 갖추었습니다.
또한 해당 기술은 뜬구름 잡는 것이 아니라, 현장 측정을 수행하고 얻은 실험 자료들을 통해 레퍼런스를 확보하고, 검증하였습니다.
한편, 베이징 지형에 대한 대기 시뮬레이션은 PM2.5 완화를 위한 SALSCS의 효과를 조사하기 위해 기상 연구 및 예측 모델을 사용하여 수행되었습니다.
PM2.5 오염 물질 및 SALSCS 청정 공기는 패시브 트레이서 스칼라에 의해 모델 도메인에서 가상으로 구현을 하여 실험을 했다고 합니다.
수치 결과는 도시의 6번 순환 도로를 따라 8개의 SALSCS를 설치한 경우 두 가지 유량 시뮬레이션 조건에서 PM2.5 농도의 11.2%와 14.6 %가 각각 감소한 것으로 나타났습니다.
시스템의 효율성을 더욱 높이기 위해 역류 구성의 공기 청정기를 도시 블록 내부에 직접 설치를 하여 테스트도 하였다고 합니다.
PALM이라고 하는 오픈 소스 대형 와류 시뮬레이션 모델은 인근 대기 흐름 동작을 연구하고 대기 오염을 줄이는 효과를 조사하는 데 활용되었습니다.
해당 시뮬레이션 모델은 공기 청정기의 흐름 패턴을 주변 대기 흐름에 통합하는 방법이 개발되었다고 합니다.
시뮬레이션은 오염된 대기 흐름 내에서 깨끗한 영역을 제공하는 SALSCS 근처에서 발생하는 거 높은 난류 강도를 가진 깨끗한 공기 기둥이 있음을 보여줍니다.
수치 결과는 운영 조건과 도시 지형에 따라 주변 대기 오염을 60-100%까지 줄일 수 있다는 것을 검증하였습니다. SALSCS의 여과 요소는 주름 형 필터의 여러 응용 분야 중 하나입니다.
이 기술은 얼마전에 뉴스에도 나왔습니다. 중국의 거대 공기청정기 탑으로도 소개가 되었는데, 사실 처음에는 무식하다라고 인식을 했지만, 해당 자료들을 찾아보니 꽤 많은 효과 검증 실험들이 있었습니다.
이렇게 우리 모두가 노력하고 해결책을 찾다가 보면 언젠가는 해결하고 더 나은 지구 환경을 만들어 갈 수 있지 않을 까 생각합니다.