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===개발과제의 기대효과===
 
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◇ 미세먼지 농도가 특히 높은 지역을 유동적으로 이동하여 미세먼지를 제거하기 때문에 효율이 높다.
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◇ 현재 미세먼지의 농도를 색으로 구분하여 보여줌으로써 쉽게 시민들에게 미세먼지의 심각성을 알려      줄 수 있다.
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◇ 수소연료전지 기술을 활용함으로써 해당 기술이 다양한 분야로 확장이 가능할 것이라고 생각된다.
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◇ 친환경 에너지 시장 발전에 기여할 수 있다.
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====경제적, 사회적 기대 및 파급효과====
 
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2018년 12월 16일 (일) 07:09 판

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 디자인 개선과 연료전지를 이용한 도로분진흡입차량 설계

영문 : Design of Road Dust Collective Vehicles using fuel cell with design improvement

과제 팀명

오빠차

지도교수

장*일 교수님

개발기간

2018년 9월 ~ 2018년 12월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 환경공학부·과 20138900** 심*혁

서울시립대학교 환경공학부·과 20138900** 이*환 (팀장)

서울시립대학교 환경공학부·과 20158900** 이*지

서울시립대학교 환경공학부·과 20158900** 이*경

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

◇ 미세먼지는 우리나라 대표적인 환경문제 중 하나로, 국민 대다수가 위험에 노출되기 때문에 대책이 시급하다. 이에 따라 미세먼지 마스크 무료 배포, 차량 2부제, 운행제한, 대중교통 무료 이용 등의 여러 정책이 시행되었다. 이러한 정책 중 하나인 도로청소의 수도권 대기질 개선 효과는 매우 큰 것으로 나타났으며(2016, 이희철), 우리는 본 과제에서 도로 분진 흡입차량의 개선을 통해 미세먼지 의 제거량 및 저감량 향상과 시민 만족도 향상을 도모하고자 한다.

◇ 현재 도로 분진 흡입차량은 차량 자체의 운행에서 미세먼지가 발생한다. 이는 휘발유 또는 경유로 운영되기 때문이다. 본 설계에 는 수소연료전지를 이용해 이를 해결함과 동시에 미세먼지 제거량 을 향상시키고자 한다. 또한 수소연료전지의 친환경적인 측면 또한 홍보하고자 한다.

◇ 실시간으로 대기 중의 미세먼지 농도를 확인하기 위해서는 개인적으로 어플리케이션을 이용해 확인 할 수밖에 없다. 또한 특정 미세먼지 농도가 어느 정도의 위해성을 가지는 지 잘 알고 있는 사람은 많지 않다. 따라서 차량 외부에 실시간 대기 중 미세먼지 농도를 시각화하고 QR code를 통해 정보 전달 및 이벤트를 진행하여 시민 만족도 향상을 도모한다.

개발 과제의 배경

◇ 최근 대기 중 미세먼지의 발생은 주요 환경 문제로 인식되고 있다. 2016년도 서울의 평균 미세먼지 (PM10)는 48μg/m3, 초미세먼지(PM2.5)는 26μg/m3로 다른 선진국에 비하여 미세먼지에 의한 대기 오염 실태가 매우 높게 나타나고 있다.(2016, 대기환경연보) 2014년 PM2.5로 인한 호흡기계 관련 총 진료비는 약 280억에 달한다.(2016, 이희철) 이에 따라 미세먼지에 대한 사회적 관심도 또한 점 차 증가하고 있는 추세이다.

◇ 사회적 관심의 증가를 바탕으로 정부는 미세먼지 관리 종합대책을 추진하여 국내 배출 감소, 국제 협력, 민감 계층 보호 등의 노력을 하고 있다.(환경부, 2017)

◇ 2015년 기준 국내 서울 미세먼지 발생량은 PM2.5 기준 약 2,580톤이었으며, 이 중 도로이동오염원 이 약 490톤으로 20%를 차지하고 있다.(2015, 국립환경과학원) 이러한 대도시의 경우 경유차와 같 은 도로이동오염원이 1순위 배출원이다.(2017, 환경부) 그러므로 대도시에서는 미세먼지 마스크 무 료 배포, 차량 2부제, 운행제한, 대중교통 무료 이용, 도로 청소 등의 여러 도로이동오염원 관련 정 책들이 시행되었다.

◇ 이러한 정책 중 하나인 도로청소의 수도권 대기질 개선 효과는 매우 큰 것으로 나타났으며(2016, 이희철), 환경부의 미세먼지 관리 종합대책에 따르면 도로 청소차량을 2017년 기준 1008대에서 2022년까지 두 배 확충해 2100대를 마련할 예정이다.(환경부, 2017)

◇ 도로분진흡입차량의 경우 대부분 경유를 이용하고 보조엔진을 이용하기 때문에 미세먼지가 발생한 다. 이와 같은 이유로 분진을 배출하는 분진 흡입차라는 문제점이 있다.

개발 과제의 목표 및 내용

◇ 기존의 도로 분진 흡입차량은 휘발유 또는 경유로 운영되기 때문에 차량 자체에서 미세먼지가 발생 한다. 친환경 연료인 수소연료전지를 이용한다면 다음과 같은 목표를 달성할 수 있을 것이라 기대 된다.

   ⇒ 미세먼지 발생량 감소 및 제거량 향상
   ⇒ 친환경 연료인 수소연료전지 홍보

◇ 사물 인터넷 기술(IoT)의 발달로 인해 정보 접근이 용이해졌으므로, 도로 분진 흡입 청소차량, 미세 먼지 등에 대한 정보 등을 IoT 기술을 이용하여 홍보한다면 다음과 같은 목표를 달성할 수 있을 것 이라 기대된다. 이에 따라 시민 인지도 및 만족도를 향상시킬 수 있을 것이라 기대된다.

   ⇒ 해당 지역 미세먼지 농도 알림
   ⇒ 해당 농도에 대한 위해성과 예방법 알림
   ⇒ 도로 분진 흡입 청소차량의 운행 정보 알림 및 홍보

관련 기술의 현황

관련 기술의 현황 및 분석(State of art)

  • 전 세계적인 기술현황

내용

  • 특허조사 및 특허 전략 분석

내용

  • 기술 로드맵

내용

시장상황에 대한 분석

  • 경쟁제품 조사 비교

◇ 분진 흡입차량의 경우, 정부의 미세먼지 저감 정책에 해당한다. 그러므로 우리는 제품이 아닌 다른 미세먼지 저감 정책과 비교를 하려 한다.

◇ 대중교통 무료 정책 : 초미세먼지가 ‘나쁨’ 수준으로 예보될 시 첫차~09시, 18~21시에 대중교통을 무료로 운영하는 정책이다. 2018년 1월 15일, 17일, 18일에 시행하였는데, 하루에 48억 원 비용이 든다는 실효성 논란으로 인해 대중교통 무료 정책을 2달을 넘기지 못하고 중단되었다.

◇ 차량 부제 운행 : 하루씩 번갈아가며 어느 특정 그룹으로 묶을 수 있는 차량의 운행을 제한하는 제 도이다. 초미세먼지가 ‘나쁨’ 수준으로 예보될 시, 공공에서는 강제로 시행하고, 민간에는 자율로 맡 겼다. 효과는 주요 지점 교통량이 1.8% 감소, 지하철 이용자 2.3% 증가, 시내버스 0.4% 증가에 그쳤 다. 이 정책은 강제로 이루어 질 수 없고, 사회적 합의가 필요하므로 일방적으로 확대할 수 없다고 한다.

◇ 노후경유차 운행제한 제도 : 2018년 6월1일부터 ‘서울형 미세먼지 비상저감 조치’가 발령되는 날 아 침 6시부터 밤 9시까지 서울 전 지역에서 저공해 장치 부착차량을 제외한 노후 경유차의 운행을 제 한하는 제도이다. 대상이 되는 차량은 2005년 12월31일 이전에 등록된 노후 경유 차량이다. 운행제 한을 어기면 도시교통정비촉진법에 따라 과태료 10만원이 부과된다. 그러나 문제는 시민불편이다. 노후 경유차의 이용자 상당수가 영세자영업자들로 전면적인 운행제한이 실시되면 이들이 타격을 입 을 수밖에 없기 때문이다.

◇ 미세먼지 마스크 무료 배급 정책 : 미세먼지가 극심할 것이라 예상될 때, 미세먼지 비상저감조치를 시행한다. 미세먼지 비상저감조치는 16시간 동안 미세먼지 평균 농도가 ‘나쁨’ 수준이고 다음날에도 유지될 것으로 예상될 때 발령된다. 2018년 3월 26일, 27일에 경기도내 간선급행버스 185대 안에 배부함을 설치하여 이용객에게 1회용 미세먼지 마스크 1만 8000개를 지급했다. 처음으로 일반 시민 에게 미세먼지 마스크를 무상 제공한 정책이지만 전 노선에 지급하지 않은 점, 전 노선에 하루 설 치비용이 22억 원 정도가 소요되는 점, 미세먼지를 저감하지 않는 점 등에서 한계가 있다.

◇ 기존의 분진 흡입차량 : 하루에 24kg 정도의 미세먼지를 집진할 수 있으며 전국 시·도에서 시행을 확대하는 추세이다. 하루에 수십억이 소요되는 다른 정책에 비해 2억~2억 5000만 원 정도의 구매 비용으로 수십 년을 사용할 수 있으므로 매우 저렴하다고 할 수 있다. 하지만 분진 흡입차량 자체 에서의 미세먼지가 발생하고 해당 정책에 대한 시민들의 인식도가 매우 낮아 현재 시민 만족도는 낮아 한계가 있다.

  • 마케팅 전략 제시

개발과제의 기대효과

기술적 기대효과

◇ 미세먼지 농도가 특히 높은 지역을 유동적으로 이동하여 미세먼지를 제거하기 때문에 효율이 높다.

◇ 현재 미세먼지의 농도를 색으로 구분하여 보여줌으로써 쉽게 시민들에게 미세먼지의 심각성을 알려 줄 수 있다.

◇ 수소연료전지 기술을 활용함으로써 해당 기술이 다양한 분야로 확장이 가능할 것이라고 생각된다.

◇ 친환경 에너지 시장 발전에 기여할 수 있다.

경제적, 사회적 기대 및 파급효과

내용

기술개발 일정 및 추진체계

개발 일정

내용

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

제품의 요구사항

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설계 사양

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개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

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상세설계 내용

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결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

포스터

내용

관련사업비 내역서

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완료작품의 평가

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향후계획

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특허 출원 내용

내용