초록 ▼

본 연구과제는 연구원이 보유하고 있는 에너지기술들이 관련 산업체를 통해 조기에 상업화되도록 하는데 목적이 있으며, 우리나라의 저탄소·녹색성장에 크게 기여하도록 하는데 그 의미가 있다. 주요 개발기술로는 LED용 회절광학소자 기술, 회분식 열분해공정의 연속식 공정전환 기술, 풍력자원분석용 소프트웨어 기술, 에너지 절약형 텐터 기술, 고효율 소형 Range Extender 기술 등이다.
주요 개발 목표와 달성내용은 다음과 같다.
- 집속효율 85 % 이상, 집속광의 빔폭 5도 성능의 LED 광원용 회절광학소자 개발
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본 연구과제는 연구원이 보유하고 있는 에너지기술들이 관련 산업체를 통해 조기에 상업화되도록 하는데 목적이 있으며, 우리나라의 저탄소·녹색성장에 크게 기여하도록 하는데 그 의미가 있다. 주요 개발기술로는 LED용 회절광학소자 기술, 회분식 열분해공정의 연속식 공정전환 기술, 풍력자원분석용 소프트웨어 기술, 에너지 절약형 텐터 기술, 고효율 소형 Range Extender 기술 등이다.
주요 개발 목표와 달성내용은 다음과 같다.
- 집속효율 85 % 이상, 집속광의 빔폭 5도 성능의 LED 광원용 회절광학소자 개발
- 기존 회분식 공정의 연속가동기술 및 용량 100 % 확대 기술 개발
- 풍황탑 차폐오차 보정 소프트웨어 및 원격탐사 측정자료 입체분석 소프트웨어 개발
- 섬유산업공정에서 텐터기 적용에 의한 에너지 20 % 절감 및 타르, VOC 응축형 오염물질 제거기술
- 에너지용량 30 kWh, 에너지밀도 1 kWh/kg 이상의 고효율 소형 Range Extender 개발
또한 개발된 기술에 대하여 2건의 기술이전 계약을 체결하고 2건의 계약을 추진 중이며, 특허 6건 출원(국내 5건, PCT 1건) 및 7건의 학술발표를 달성하였다.

Abstract ▼

The objective of this study is to commercialize the emerging technologies of KIER in early stage by joint research with venture business. And, it will contribute to policy of “the Low Carbon and Green Growth” of our Government. The target technologies are design and manufacturing of diffractive opti

The objective of this study is to commercialize the emerging technologies of KIER in early stage by joint research with venture business. And, it will contribute to policy of “the Low Carbon and Green Growth” of our Government. The target technologies are design and manufacturing of diffractive optical elements(DOEs) for high efficient light emitting diode, changeover of batch type pyrolysis process to consecutive operation process and up-grading of products, development of software for wind resource assessment, development of a energy saving stenter with waste heat recovery system, and development and evaluation of high efficiency compact range extender. The targets and their achievements are as follows.
- Design and fabrication technologies of micro-scale and high-intensity concentrated diffractive optical elements for a LED light source with concentration efficiency more than 85 % and width of concentrated light less than 5 degree
- Changeover of batch type pyrolysis process to consecutive operation process and upgrading of products with increasement of 2 times capacity
- Software development of wind resource assessment for met-tower shading error correction and three-dimensional analysis of remote-sensing dataset
- The development of the system for energy efficiency improvement of the textile industry processes(energy saving 20 %) and development of condensing removal methods for pollutants coming from drying processes such as tar or VOCs(fouling factor reduction: 0.0001 m2℃/W)
- The development of high efficiency compact range extender with energy capacity up to 30kWh and energy density up to 1kWh/kg and system efficiency up to 25 %
Also, we have achieved 4 technologies transfer, 6 patents application(domestics 5, PCT 1) and 7 publications for the developed technologies.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 요약문 ... 5
• SUMMARY ... 9
• CONTENTS ... 14
• 목차 ... 19
• 그림 목차 ... 24
• 표 목차 ... 33
• I. LED 고출력화를 위한 회절광학소자 설계 및 제작 ... 37
• 제 1 장 서 론 ... 39
• 제 1 절 연구 추진 배경 ... 39
• 제 2 절 연구 목표 및 내용 ... 42
• 제 2 장 회절광학소자(DOE) 설계 및 제작 ... 44
• 제 1 절 회절광학소자 설계 및 모델링 ... 45
• 제 2 절 회절광학소자(DOE) 제작 공정 ... 53
• 제 3 절 회절광학소자(DOE) 목표 영상 측정분석 ... 75
• 제 3 장 결 론 ... 83
• II. 회분식 열분해 공정의 연속공정 전환 및 제품 규격화 기술 현장 적용 ... 85
• 제 1 장 서 론 ... 87
• 제 1 절 개 요 ... 87
• 제 2 절 폐플라스틱의 발생.처리 현황 ... 88
• 제 3 절 열분해 기술 ... 90
• 제 4 절 열분해 유화기술 현황 ... 91
• 1. 국내 현황 ... 91
• 2. 국외 현황 ... 93
• 제 5 절 열분해유화 기술의 전망 ... 97
• 제 2 장 국내의 회분식 열분해 공정 분석 ... 98
• 제 1 절 회분식 공정 개요 ... 98
• 제 2 절 회분식 공정 사례 분석 ... 99
• 1. (주)에너텍 열분해 플랜트 ... 99
• 2. (주)알텍 열분해 공정 ... 101
• 3. 동명알피에프(주) ... 103
• 제 3 장 회분식 반응기의 연속화 공정 개발 ... 105
• 제 1 절 회분식 열분해 공정 분석(참여기업) ... 105
• 1. 공정 구성 ... 105
• 2. 플랜트 운전 방식 ... 106
• 제 2 절 회분식 열분해 공정 개선 ... 109
• 1. 반응기 냉각시간 단축 ... 109
• 2. 열분해 제품 정제시스템 ... 115
• 제 3 절 회분식 공정의 연속적 가동 공정 전환 ... 119
• 1. 회분식 공정의 연속 가동 전환 개념 ... 120
• 2. 연속 가동 공정 구성 및 기본설계 ... 123
• 3. 물질 및 열수지 계산 ... 125
• 4. 주요 장치 설계 ... 129
• 제 4 절 주요 장치의 설계서(Specification Sheets) ... 142
• 제 5 절 시작품 플랜트의 설치 및 가동 ... 153
• 1. 시작품 플랜트(실험장치)의 설치 ... 153
• 2. 플랜트의 주요 적용 기술 ... 158
• 3. 시작품 플랜트의 시험가동 결과 ... 160
• 제 4 장 결 론 ... 162
• 제 1 절 기술개발 결과 요약 ... 162
• 제 2 절 향후 활용 방안 ... 163
• 참고문헌 ... 164
• III. 풍력자원분석 소프트웨어 개발 ... 165
• 제 1 장 서 론 ... 167
• 제 1 절 기술개발 개요 ... 167
• 제 2 절 기술개발 현황 ... 174
• 제 2 장 차폐오차 자동보정 소프트웨어 개발 ... 178
• 제 1 절 서 론 ... 178
• 제 2 절 풍황탑 풍동실험 자료분석 ... 179
• 제 3 절 풍황탑 3차원 전산유동해석 ... 186
• 제 4 절 풍황탑 2차원 전산유동해석 ... 196
• 제 5 절 트러스 풍황탑 전산유동해석 ... 218
• 제 6 절 결 론 ... 224
• 제 3 장 원격탐사 입체분석 소프트웨어 개발 ... 225
• 제 1 절 소프트웨어 개요 ... 225
• 제 2 절 소프트웨어 구성 ... 226
• 제 3 절 소프트웨어 매뉴얼 ... 228
• 제 4 장 결 론 ... 237
• 제 1 절 기술개발 파급효과 ... 237
• 제 2 절 기술개발 활용방안 ... 238
• 참고문헌 ... 242
• IV. 폐열회수장치 부착 에너지 절감형 텐터 개발 ... 243
• 제 1 장 서 론 ... 245
• 제 1 절 기술 개발의 필요성 ... 245
• 제 2 절 기술 개발 내용 및 범위 ... 246
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 248
• 제 1 절 국내 기술개발 현황 ... 248
• 제 2 절 국외 기술개발 현황 ... 249
• 제 3 절 현 기술상태의 취약성 및 해결방안 ... 252
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 254
• 제 1 절 타르 분석 ... 254
• 제 2 절 실험 장치 설계 및 제작 ... 262
• 1. 텐터기 배기가스 폐열회수장치 설계 및 제작 ... 262
• 2. 촉매 연소장치 및 응축형 열교환기 설계 및 제작 ... 262
• 3. 히트파이프 열교환기 설계 ... 264
• 제 3 절 폐열회수 성능 실험 결과 ... 267
• 제 4 절 촉매연소 기술 ... 272
• 1. 촉매연소 기술 ... 272
• 2. 연소촉매 및 촉매연소 버너 ... 274
• 제 5 절 촉매연소 실험장치 ... 278
• 1. 매트 형태의 연소촉매 ... 278
• 2. 타르 제거용 촉매연소 버너 ... 278
• 제 6 절 촉매연소 실험 및 결과 분석 ... 282
• 1. 양쪽 개방형 매트 촉매연소버너를 이용한 촉매연소 실험 및 분석 ... 282
• 2. 매트 촉매연소버너의 연소특성 실험 및 결과분석 ... 285
• 제 4 장 연구개발 파급효과 및 활용방안 ... 287
• 제 1 절 연구개발 파급효과 ... 287
• 제 2 절 기술개발결과 활용방안 ... 288
• 참고문헌 ... 290
• V. 전기자동차용 Range Extender 개발 및 실증 ... 291
• 제 1 장 서 론 ... 293
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 296
• 제 1 절 전기자동차의 필요성 ... 296
• 제 2 절 국내의 전기자동차 기술개발 현황 ... 298
• 제 3 절 국외의 전기자동차 기술개발 현황 ... 301
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 310
• 제 1 절 리니어엔진/제너레이터 설계 및 제작 ... 310
• 1. 세라믹 부품 설계 및 제작 ... 311
• 2. 제너레이터 설계 및 제작 ... 316
• 3. 제어시스템 설계 및 제작 ... 322
• 제 2 절 리니어엔진/제너레이터 성능평가 ... 323
• 1. 리니어엔진/제너레이터 성능평가 시스템 ... 323
• 2. 리니어엔진/제너레이터 실험결과 ... 324
• 제 3 절 전기자동차 적용 및 실증 ... 328
• 1. Range Extender 장착을 위한 전기자동차 검토 ... 328
• 2. 전기자동차 성능평가 시스템 및 실험결과 ... 330
• 제 4 장 결 론 ... 333
• 참고문헌 ... 334
• 끝페이지 ... 338