초록 ▼

1. 최종목표
태양광 시스템은 태양 에너지를 전기 에너지로 바꾸어 이용하는데 반해, 태양열 시스템은 태양 에너지를 열에너지로 바꾸어 이용한다. 열에너지로써 이용하기 때문에 전기 에너지와 같이 다른 에너지원으로의 전환이 용이하지 않다는 단점은 있지만, 태양열 시스템은 효율이 높고 상대적으로 경제성이 있기 때문에 보급 가능성이 큰 신재생에너지 이용설비라고 할 수 있다. 태양열 설비는 일조량에 따라서 집열효율의 변화가 심하여 열적성능이 저하되는 경우가 많다. 따라서 일조량이 낮은 계절 또는 야간에 축열탱크에 저장되어 있는 에너지를

1. 최종목표
태양광 시스템은 태양 에너지를 전기 에너지로 바꾸어 이용하는데 반해, 태양열 시스템은 태양 에너지를 열에너지로 바꾸어 이용한다. 열에너지로써 이용하기 때문에 전기 에너지와 같이 다른 에너지원으로의 전환이 용이하지 않다는 단점은 있지만, 태양열 시스템은 효율이 높고 상대적으로 경제성이 있기 때문에 보급 가능성이 큰 신재생에너지 이용설비라고 할 수 있다. 태양열 설비는 일조량에 따라서 집열효율의 변화가 심하여 열적성능이 저하되는 경우가 많다. 따라서 일조량이 낮은 계절 또는 야간에 축열탱크에 저장되어 있는 에너지를 유지하거나 주간에 태양열 설비를 보조할 수 있는 다른 재생 에너지원이 필요하게 된다. 그러므로 제주지역에는 바람의 자원이 풍부하므로 일반 가정에서 설치하여 사용할 수 있는 소형 풍력발전 시스템을 도입하여 축열탱크에 저장되어 있는 에너지를 소멸시키지 않고 유지하거나 추가할 수 있는 하이브리드 난방시스템을 개발하여 섬지역 및 격오지, 농어촌의 일반주택을 대상으로 하는 급탕 및 난방 시스템 개발을 목표로 한다.
2. 개발내용 및 결과
본 과제에서 목표로 하는 섬지역 및 격오지, 농어촌의 일반 주택을 대상으로 하는 급탕 및 난방 시스템을 다음과 같이 개발 하였다.
1) Fresnel lens Frame 구동장치 개발
프리즈넬 렌즈를 이용한 집광은 태양광과 수직을 이루어야하므로 태양의 이동경로에 따라서 추적할 수 있는 2추적식 구동시스템 개발
2) 에너지 발생 및 저장장치 개발
① 흡열 및 열교환 장치 개발
② 축열 탱크 개발
3) 풍력을 이용한 에너지 발생 보조시스템 개발
① 소형풍력 발전(2kW)을 제작하여 전기를 생산하고 이를 활용하여 축열조의 에너지를 보존할 수 있는 시스템을 개발
4) 시스템 제어장치 및 구동 프로그램 개발
① 태양광 추적센서와 제어시스템과의 인터페이스보드 개발
② 시스템의 온도에 따른 펌프의 제어장치 및 프로그램 개발
③ 외부환경(온도, 습도, 풍속, 일사량 등) 데이터 획득 및 성능평가
3. 사업성과
? 기술적 성과
- 재생에너지 중 기존에 태양열 집열판을 사용한 온수생산에 대하여서 타사에서 판매하는 제품을 설치하기만 하였으나 새로운 집광판에 대한 기술력 확보
- 프리즈넬 렌즈를 활용한 태양열 집광방식의 난방시스템 제작기술 기술 확보
- 제주지형에 맞는 소형 풍력발전기 제작 기술 확보
- 축열 시스템을 자체 설계하고 에너지를 저장, 보존하는 제어 기술 확보
- 태양의 이동경로에 따라서 집광판을 추적하는 2추적방식의 기계장치 제작 기술 확보를 통한 향후 연구개발에 활용가능
? 경제적 성과
- 신재생 전문업체로서 위치를 확고히 하여 지역에서 비교 우위를 통한 매출 향상
- 태양열과 소형풍력발전기에 대한 개별적 판매를 위한 노하우를 확보함으로서 업체의 매출 향상에 기여
- 태양 에너지원을 이용한 시스템의 기술력확보에 있어서 본 과제에서 제시한 태양열과 소형풍력발전 기술뿐만아니라 파라볼릭을 이용한 에너지활용 기술도 확보되어 업체의 매출 향상에 기여
- 재생에너지원을 활용함으로서 에너지 사용비용을 절약
- 지역사회의 신재생에너지에 대한 활성화 동기 부여를 통하여 새로운 시장형성
? 사회적 성과(일자리 창출 등)
- 태양 에너지를 활용하는데 기존의 태양열 집열판뿐만이 아니라 프리즈넬 렌즈를 이용하는 방식, 파라볼릭 방식을 활용하는 기술을 확보하여 고객의 요구에 맞추어서 다양한 시스템을 조합하여 최대의 효율을 발생시킬수 있는 시스템 제작기술 확보
- 현재와 미래에 발생할 신재생에너지에 대한 확대를 계기로 태양열과 소형풍력발전기에 대한 수요가 증가 함에 따라서 이 분야의 전문인력의 수요를 요구하여 전문 기술자를 확대 채용함으로서 일자리를 창출
4. 기술개발결과 활용계획
태양광 에너지를 태양열 에너지로 변환하기 위하여 프리즈넬 렌즈를 이용하여 집광하고 이를 열교환기에 집중시키면 난방을 위한 저온수를 생산할 수 있고 기존의 태양열 집열판의 경제성과 유지보수에서 우위를 확보할 수 있다. 또한 축열 시스템은 에너지를 보존하는 역할이 크므로 이를 위하여 태양에너지원이 지원을 하지 않을 경우 바람 에너지원을 이용한 소형 풍력발전기를 적용하여 축열 시스템의 저장된 에너지를 소멸되지 않도록 보완하는 하이브리드형 난방 시스템을 개발하였다.
과제에서 제시한 것처럼 제작 후 테스트를 도심지역과 떠어진 농원에서 테스트 하우스를 대상으로 실험을 진행하여 양호한 결과를 얻었으며, 태양열과 소형풍력발전의 제작 기술확보로 개별적인 판매 또한 가능하여 업체의 매출향상에 기여할 것으로 판단됨.

목차 Contents

• 표 지...1
• 간접비 집행내역...2
• I. 총괄현황...2
• II. 세부집행내역...2
• 사업비사용실적보고서...5
• Ⅰ. 총괄현황...5
• Ⅱ. 과제개발비 세부집행내역...5
• 개발결과의견서...8
• 최종보고요약서[초록]...9
• 목 차...11
• 제 1 장 서론...12
• 제 1 절 기술개발의 개요...12
• 제 2 절 기술개발의 필요성 및 중요성...15
• 제 3 절 국내외 관련 기술의 현황...16
• 1) 해외기술개발 현황...16
• 2) 국내 기술개발 현황...18
• 3) 국내ㆍ외 시장규모...19
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법...21
• 제 1 절 과제개발의 목표...21
• 제 2 절 과제개발의 내용 및 범위...22
• 제 3 절 개발결과...25
• 1. 태양열을 이용한 난방시스템개발...25
• 2. 풍력을 이용한 에너지 발생 보조시스템 개발...35
• 3. 시스템 제어장치 및 구동 프로그램 개발...39
• 제 3 장 사업성과...47
• 제 1 절 기술적 성과...47
• 제 2 절 경제적 성과...47
• 제 3 절 기타 성과...48
• 제 4 장 결론...48
• 1) Fresnel lens Frame 구동장치 개발...48
• 2) 에너지 발생 및 저장장치 개발...49
• 3) 풍력을 이용한 에너지 발생 보조시스템 개발...49
• 4) 시스템 제어장치 및 구동 프로그램 개발...49