초록 ▼

1. 최종목표
○ 스크롤 팽창기의 특징을 이용한 1kW급 하이브리드 발전시스템 개발
○ 중·저온의 신재생에너지를 열원으로 하는 최적의 랭킨 사이클을 구성하고 시스템 성능을 만족시키기 위한 독자적 스크롤 팽창기 개발

2. 개발내용 및 결과
○ 스크롤 팽창기가 적용된 랭킨 사이클의 최적화
→ 작동유체로서 물을 사용한 랭킨 사이클 해석 코드 작성
→ 해석을 통한 열원 종류에 따른 민감도 분석
→ 최적 사이클 파라미터 도출 : 응축기 출구 온도를 변경하여 효율 개선
○ 사이클 성능을 만족시

1. 최종목표
○ 스크롤 팽창기의 특징을 이용한 1kW급 하이브리드 발전시스템 개발
○ 중·저온의 신재생에너지를 열원으로 하는 최적의 랭킨 사이클을 구성하고 시스템 성능을 만족시키기 위한 독자적 스크롤 팽창기 개발

2. 개발내용 및 결과
○ 스크롤 팽창기가 적용된 랭킨 사이클의 최적화
→ 작동유체로서 물을 사용한 랭킨 사이클 해석 코드 작성
→ 해석을 통한 열원 종류에 따른 민감도 분석
→ 최적 사이클 파라미터 도출 : 응축기 출구 온도를 변경하여 효율 개선
○ 사이클 성능을 만족시키는 주요 기기 설계 및 제작
→ 시스템에 증기 공급을 위한 2단 가열 과포화 스팀 제너레이터
→ 유수분리 기능을 겸비한 온수 공급용 응축기 (특허 출원)
→ 동력 발생을 위한 최적화된 스크롤 팽창기
○ 시스템 구성
→ 시험 시스템 구성 : 자동 콘트롤 밸브, 유량계, 센서류, 모니터링 장치, 물탱크, Load bank
→ 친환경 에너지(solar energy)로 시스템 전원 공급 연계
○ 시스템 성능시험
→ 시스템 안정화 시운전 : 무부하 운전 30시간
→ 발전 운전 : 초기 시험(출력: 174W, 회전속도: 1,201rpm)에서 개선 방안 적용 후 최종 시험(출력: 751W @ 발전기효율 70%) 달성 (부산테크노파크 입회 시험)

3. 사업성과
○ 기술적 성과
- 독자적 스크롤 팽창기 설계법 및 시험데이터 확보를 통한 1kW급 발전시스템 개발
- 온수 공급용 응축기/유수분리기(특허 출원) 개발로 시스템 효율 증대 및 제작·설치 용이성 확보
- 저급 열원 대응을 위한 시스템 성능개선 기술 확보 : 초기 시험 후 목표 성능 달성을 위해 배관 길이 단축, 배관 단열, 증기 품질 개선용 2단 가열 히터 적용, 측정 포인트 추가 및 출력 측정방안 추가 등의 과정을 거치며 성능 개선

○ 경제적 성과
- 중·저온의 신재생에너지원을 이용한 친환경 발전 시스템 개발로 관련 기술 확보에 따른 기술료 절약
- 유수분리 기능을 겸비한 응축기 적용을 통하여 버려지는 열을 회수한 온수 공급으로 난방비 절감 등의 에너지 절약에 기여
- 시제품에 대한 추가 시험을 통하여 성능개선 방안을 도출하여 상품화 및 사업화에 활용

○ 사회적 성과
- 관련 사업 고용 인원 증대
- 개발 제품의 사업화에 따른 향후 관련 시장증대에 기여
- 무독성 물질(물)을 작동 유체로 사용하여 독성 물질 처리비용 절감 및 환경 개선에 기여

4. 기술개발결과 활용계획
○ 본 과제를 수행하며 확보한 기술로 독창적이고 경쟁력 있는 제품 개발 및 상용화 추진
- 개발 시스템 소형화/경량화를 통한 제작비 절감
- 별도의 추가 장비 없이 온수 공급하여 효율 증대
- 피동 운용 시스템 구성으로 운용/유지/보수 경쟁력 강화

○ 확보기술을 바탕으로 설치 사이트 맞춤형 제품 제안
- 설치 환경 및 운용 요건에 최적화된 제품 제안으로 만족도 향상
- 필드 운용과 동시에 제작/설치/운용 기술 축적
□ 스크롤 기술 보완
- 일정(2016~) : ‘16 ‘17
- 추진 내용 : 스크롤 팽창기 성능 향상
□ 신제품 영업 준비
- 일정(2016~) : ‘17 ‘18
- 추진 내용 : 설치 사이트 맞춤형 제품 제안
□ 생산 기술 연구
-스크롤 가공비용절감
- 일정(2016~) : ‘16 ‘17
- 추진 내용 : 참여 기업 및 외주 업체
-증발기/가열기 모듈화
- 일정(2016~) : ‘16
- 추진 내용 : 참여 기업
-응축기 가공
- 일정(2016~) : ‘17
- 추진 내용 : 외주 처리
-제어기 모듈화
- 일정(2016~) : ‘17 ‘18
- 추진 내용 : 참여 기업 및 외주
-조립 및 시험
- 일정(2016~) : ‘18
- 추진 내용 : 참여 기업
□ 내구성 시험
- 일정(2016~) : ‘18 ‘19
- 추진 내용 : 설치 사이트에서 내구 시험
□ 제품 판매
- 일정(2016~) : ‘19 ‘20
- 추진 내용 : 폐열발전이 필요한 군소지역 및 공장

5. 기술개발자료의 보안관리
○ - 해당 사항 없음 -
○ 응축기 일체형 유수분리기(Steam-Oil Separator with Condenser) 특허 출원