초록 ▼

1. 개발내용
- 선박에 적용하기 위한 태양광 에너지 시스템을 구성하여 태양에너지를 선박의 추진력으로 전환하는 일련의 시스템을 구축함
- 솔라모듈의 배치를 위한 선형개발
- 전기모터 배터리 등의 전기 부품을 고려하여 선체 내부구조를 설계함
- 에너지 효율을 높이기 위한 수중익 시스템 도입하고, 수중익 배치를 위한 스트럿 구조와 힌지 시스템을 개발함
- BLDC 모터를 이용하여 프로펠러를 구동하는 Z-drive 시스템을 개발함
- 추진효율을 높이기 위해 솔라 하이드로포일보트에 적합한 상호반전 프로펠러를

1. 개발내용
- 선박에 적용하기 위한 태양광 에너지 시스템을 구성하여 태양에너지를 선박의 추진력으로 전환하는 일련의 시스템을 구축함
- 솔라모듈의 배치를 위한 선형개발
- 전기모터 배터리 등의 전기 부품을 고려하여 선체 내부구조를 설계함
- 에너지 효율을 높이기 위한 수중익 시스템 도입하고, 수중익 배치를 위한 스트럿 구조와 힌지 시스템을 개발함
- BLDC 모터를 이용하여 프로펠러를 구동하는 Z-drive 시스템을 개발함
- 추진효율을 높이기 위해 솔라 하이드로포일보트에 적합한 상호반전 프로펠러를 개발함
2. 개발결과
- 태양광 에너지를 선박에 적용하기 위한 기초 기술을 확보
- 솔라보트의 시작품 제작 및 시운전을 통해 발전 가능성을 확인하였음
- 솔라보트 분야의 전문인력양성

목차 Contents

• 제 1 장 연구 개요...11
• 제 1 절 연구 배경...11
• 1. 연구 목적...11
• 2. 개발 필요성...12
• 가. 기술적 측면...12
• 나. 산업적 측면...12
• 다. 환경적 측면...12
• 제 2 절 기술 개요...13
• 1. 솔라보트 소개...13
• 가. 기본개념...13
• 나. 종류...15
• 2. 솔라보트 원리...16
• 가. 태양에너지 변환 장치...16
• (1) 태양전지...16
• (가) 태양광발전 특징...16
• (나) 태양전지의 종류...17
• (a) 소재에 따른 분류...17
• (b) 이용목적 및 구조에 따른 분류...18
• (2) 전기모터...19
• (3) 축전지...19
• (4) 제어시스템...19
• 나. 선박관련 기술...20
• (1) 선체...20
• (2) 수중익 시스템...20
• (3) 스트럿...21
• (4) 추진기...21
• (5) 동력전달축계...21
• 3. 솔라보트의 국내외 동향...22
• 가. 국외 동향...22
• 나. 국내 동향...25
• 제 2 장 연구 내용...26
• 제 1 절 설계 개념...26
• 1. 태양광 에너지 변환 시스템...26
• 가. Solar Cell...26
• 나. Maximum Power Point Tracker(MPPT)...27
• 다. 동력전달 시스템...27
• (1) 모터...28
• (2) 축전지...29
• 2. 하이드로포일보트(Hydrofoil Boat)...29
• 가. 선체 설계 개념...29
• 나. 하이드로포일보트의 원리 및 설계 개념...30
• 다. 추진기 (프로펠러)...32
• 라. Z-드라이브 축계 및 추진장치...32
• 마. FRP를 이용한 선박 제작 기술...32
• 제 2 절 배수량형 솔라보트...34
• 1. 기본 설계...35
• 가. 주요치수 결정 및 중량 추정...35
• 나. 일반배치 결정...36
• 다. 선도작성...37
• 라. 마력추정...38
• 마. 전기시스템 설계...40
• (1) 용량 설정...41
• (2) 솔라 모듈(Solar Module)...43
• (3) 축전지 (Battery)...47
• (4) 태양전지 컨트롤러(Solar Module controller)...48
• (5) 모터(Motor)와 모터 드라이브(Motor driver)...49
• 2. 배수량형 솔라보트 제작...50
• 가. 선체...50
• 나. 의장 및 조타장치...51
• 제 3 절 솔라 하이드로포일보트...53
• 1. Hydrofoil Solar boat를 위해 개선되어야 할 사항...53
• 가. 선체의 경량화...53
• 나. 최적의 선형 개발...53
• 다. 최적의 전기 시스템을 구성...53
• 라. 수중익 시스템과 고효율의 동력전달장치...54
• 2. 기본설계...54
• 가. 선형설계...54
• (1) 기본제원 및 선도...54
• (2) 수치해석...55
• 나. 태양광 에너지 시스템...56
• (1) 솔라모듈...56
• (2) 모터...57
• (가) BLDC Motor...57
• (나) 모터선정...58
• 다. 일반배치...59
• 라. 동력전달...59
• (1) 기어박스...60
• (2) 주 스트럿...62
• 마. 추진기...63
• (1) 상호반전 프로펠러(CRP, Contra Rotating Propeller)...63
• (2) 프로펠러 설계...64
• 바. 수중익 (Hydro Foil)...67
• (1) 양력분포 결정...67
• (2) 높이조절센서 (Height Sensor)...68
• 3. 솔라 하이드로포일보트 제작...70
• 가. 선체제작...70
• 나. 수중익 시스템 제작...72
• 제 3 장 연구결과...74
• 제 1 절 시험주행...74
• 제 2 절 기대효과 및 활용방안...76
• 제 3 절 향후 계획...78
• 1. 태양에너지 시스템...78
• 2. 솔라 하이드로포일보트...78
• 부록 1. 배수량형 솔라보트의 수치해석 결과...79
• 부록 2. 솔라 수중익선 수치해석 결과...94
• 부록 3. BLDC Motor 사양서...106
• 부록 4. 설계 도면...115
• 참고문헌...134
• 참고사이트...135