초록 ▼

Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
본 연구개발의 결과로 확보된 기술은 기업체에 대한 기술이전을 통해 상용화가 이루어져야 하며, 기술이전 이후에도 지속적으로 이전 기업에 대한 기술지도를 통해 개발기술의 완성도를 높일 수 있어야 한다.

소과제 I. 비활용 해외 바이오매스 자원을 이용한 바이오디젤 연료유 및 바이오연료 기술개발
口열대작물 씨앗으로부터 오일 착유는 겉껍질을 먼저 벗기고 착유하는 방식이 오일 수율과 바이오디젤 제조 특성변에서 비탈각 착유 방식보다 더 우수하게 나타남.
口열대작물 열매씨앗의

Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
본 연구개발의 결과로 확보된 기술은 기업체에 대한 기술이전을 통해 상용화가 이루어져야 하며, 기술이전 이후에도 지속적으로 이전 기업에 대한 기술지도를 통해 개발기술의 완성도를 높일 수 있어야 한다.

소과제 I. 비활용 해외 바이오매스 자원을 이용한 바이오디젤 연료유 및 바이오연료 기술개발
口열대작물 씨앗으로부터 오일 착유는 겉껍질을 먼저 벗기고 착유하는 방식이 오일 수율과 바이오디젤 제조 특성변에서 비탈각 착유 방식보다 더 우수하게 나타남.
口열대작물 열매씨앗의 착유 부산물(착유박)은 탈각 착유박 및 비탈각 착유박 모두 바이오에탄올 생산 원료로 활용 가능성은 낮게 나타났으며 씨앗의 겉껍질은 펠릿 원료로 활용하고 착유박은 사료로 활용하는 방안이 타당하게 나타남.
口열대작물 착유 오일은 다양한 불순물이 포함되어 있어 적절한 전처리 과정(여과, 탈수，탈검, 탈산)이 필요하며 고형물 여과, 탈검을 통한 인지질 제거, 수용성 폐액 분리, 수분제거, 유리지방산 전환, 과잉 메탄올 분리 및 회수 등의 공정 구성이 가능하나 여러 단계를 거치면서 최종 정제유 생산 수율이 감소하는 것으로 나타남. 공정 단순화를 통한 생산 수율 개선 방안으로 동시 탈검/탈산 공정의 적용이 필요한 것으로 나타남.
口열대작물 오일의 정제 과정에서 발생하는 부산 폐기물은 유화유 원료 및 유화유 제조 첨가제로 활용 가능한 것으로 나타나 정제 폐기물의 처리와 동시에 유화유 제조가 가능해 전체 공정의 경제성을 향상 시 키는 것으로 나타남.
口열대작물 오일 중의 다량의 유리지방산을 전환 제거하기 위해 사용된 과잉 메탄올의 회수 및 재활용은 공정의 경제성에 큰 영향을 가지며 고가의 증류탑 형태가 아닌 연속식 단증류 형태로 설비를 구성하여 설 비 투자비 절감 이 가능함.
口열대작물 착유 오일의 연속식 착유 정제 후 바이오디젤 생산 및 정제 결과 국내외 바이오디젤 품질 규격에 부합되는 바이 오디젤의 생산이 가능한 것으로 나타남.
口착유정제 기술에 의한 바이오디젤 원료유 및 바이오연료 생산 기술은 해외 바이오매스자원 개발 사엽에 투입 가능한 기술로서 기엽의 활용 가능성 및 기술적 성숙도를 높이기 위한 파일롯 제작 및 운전의 실증 연구가 필요함 이러한 파일롯 실증 연구는 해외 바이오매스 자원의 수급과 관련한 해외농업개발 사업과 연계해 진행되는 것이 바람직함‘파일롯 실증 연구를 통해 상용 착유정제 플랜트 설계 데이터 확보시 해외(중국 및 동남아)에서 바이오디젤 원료유 생산에 바로 투입이 가능할 것으로 판단됨

소과제 Ⅱ. 음식물쓰레기 탈리 액으로부터 유분분리 및 재생유 제조 기술 개발
음식물쓰레기 탈수과정에서 배출된 슬러지를 데칸타를 이용하여 고액분리하고 이때 발생한 탈리액에 유기용제추출액을 넣고 교반가열한다 원심력을 이용한 삼상분리기에서 유기용제추출액이 포함된 유분과 슬러지， 폐수로 분리한다 감압증발기에서 유분으로부터 분리된 유기용제추출액은 재사용한다 탈리액 삼상분리결과 유분 1.66%, 추출액 1.19%, SS 1.38%, 수분 77.11%, 슬러지 17.23%, 소실 및 기타 1.41% 이었다. 본 연구결과는 음식물쓰레기 처리장에 활용하여 난분해성물질을 분리함으로써 수질개선에 기여할 수 있다. 또한 분리된 유분 및 부유입자는 가공공정을 거쳐 연료로 활용이 가능하다.

소과제 Ⅲ. 액화천연가스 선박용 초저온 보냉재 기술 개발
1차 년도에는 열전도도가 0.012W/mk인 perlite hollow sphere를 개발하였으며, 2차년도에는 개발된 perlite hollow sphere를 이용하여 기존 530 mm 인 GTT No. 96-2 type LNG 운반선 cargo containment system 단열용 insulation box보다 두께가 130 mm(30% 감소) 얇은 400 mm insulation box 시제품을 개발하였다.
개발된 초저온 보냉재 (perlite hollow sphere) 및 이를 이용하여 제조한 insulation box는 (주)대우조선해양에서 채택하고 있는 GTT No. 96-2 membrane type LNG carrier cargo containment system 단열을 위하여 사용되고 있는 팽창 퍼라이트 대체품으로 활용될 것이다

소과제 IV. 10kW 급소형 풍력발전기 개발
본 연구개발의 결과로 확보된 설계기술은 기업체에 대한 기술이전을 통해 상용화가 이루어져야 하며, 기업체에서는 현재 진행되고 있는 성능평가 결과를 지속적으로 반영하여 개발 기술의 완성도 및 효율을 향상시킴으로써 시장 경쟁력을 확보하여야 한다 따라서 기술이전 업체 선정 시 이 부분에 대한 기술이전 희망업체의 의지와 능력이 반드시 고려되어야 한다

소과제 V. 배터리 장수명을 위한 독립형 태양광/풍력 발전용 충방전 제어기 개발
충방전 제어기 전력단 회로 모델링 및 설계를 통한 시제작을 제작하여 수행한 목표 대비 결과는 크게 전력변환효율을 목표 95% 대비 96.35%를 달성하고, 충전률 90% 목표 대비 95% 를 달성하여 목표를 초과 달성하였다.
주요한 연구수행 결과는 다음과 같다.
○ DSP 제어 모률 개발
○ 전력단 회로 제작
○ PSIM (Power Sim)을 이용한 충 방전 시뮬레이션 완료
○ 전력변환 효율 96.35% 달성
○ 납축 전지에 대한 전기적 회로 모델링, 시뮬레이션 구현
○ 충방전 제어 모드에 따른 충전 기법 개발
○ PSIM 을 이용한 태양광 어레이, 배터리 독립형 인버터 구현 및 시뮬레이션 구현
○ Matlab을 이용한 충방전기 시뮬레이션 구현
○ 충전전류 의 급변에 대응하여 강인한 제어기 설계
○ 방전전압의 급변에 대 웅 하여 강인한 제어기 설계
개발 기술 활용은 당 과제의 참여기관과의 지속적인 협동 연구를 바탕으로, 실증 과제를 수행하여 Track record를 확보하고 이를 통해 수출 및 내수 시장에 적극 진출한다.
(출처: 요약문 10p)

Abstract ▼

Ⅳ. Result and Recommendations
It is strongly recommended that sustainable cooperation with a company buying technologies shall be maintained to complete optimization of final products. Otherwise, end-product would not have strong competitiveness in market.

Subject Ⅰ. A process development

Ⅳ. Result and Recommendations
It is strongly recommended that sustainable cooperation with a company buying technologies shall be maintained to complete optimization of final products. Otherwise, end-product would not have strong competitiveness in market.

Subject Ⅰ. A process development of biodiesel feedstock oil and biofuel production from unutilized foreign biomass
口As a result of mechanical extraction of the dehulled oil seeds and non-dehulled oil seeds, the dehulled oil seed extraction process had much more oil yield than non-dehulled oil seed extraction case and also showed better biodiesel production characteristics
口After hydrolysis and saccharification experiments of the extraction residue of the tropical oil seeds, it is more desirable to use the residue as a pellet feed material or animal feedstuff because of the less convertible component content to bioethanol.
口The extracted oils from the tropical oil seeds have contained various contaminants. To produce biodiesel efficiently, filtration, dehydration, degurnming, deacidification processes were required to meet current biodiesel feedstock oil quality. the best acid catalyst of the pre-esterification of the tropical oil was identified as homogeneous sufuric acid catalyst.
口There was no ricinoleic acid (castor oil's main fatty acid, not suitable for biodiesel) in the tropical oil. After biodiesel production and purification by using the tropical oils, major biodiesel quality parameters were satisfied.
口The fea sibility evaluation of the tropical oil as a biodiesel feedstock oil in multilateral aspects showed a high potential as a biodiesel feedstock. The continuous bench- scale unit operation results al so showed positive characteristics as in the case of batch experiment and tests in terms of biodiesel quality and overall oil yield. But the continuous pre-esterification reactor of the bench scale unit was needed to tune more in the mixing intensity or reaction time to give more less free fatty acid content.
口As a result of this project, The developed bench scale unit will be used to produce pilot process design data and optimized further to increase the technological maturity. After pilot demonstration of the extractionlpurification process, we expect this process will be used as a commercial biodiesel feedstock oil production plant from foreign biomass in China and south asian country.

Subject Ⅱ. The development of recycled oil preparation technology and oil separation from food waste leachate
Sludge genarated from dewatering process of food waste is separated into solid and liquid phase using decanter. The leachate is subject to heating and mlxmg with organic solvent extractant. Three phase separator using centrifusing force separate leachate into oil with extractant, sludge, and wastewater. Extractant separated from oil mixture using rotary evapolator is recycled. Yield from 3 phases separation shows that oil 1.66%, extractant 1.19%, wastewater 77.11%, sludge 17.23%, and loss 1.41%. Research results when applied to food waste treatment facility can contribute to waterquality improvement by separating recalcitrants from leachate. Recovered oil and suspended solid can be utilized as a fuel if these materials undergoes appropriate process.

Subject Ⅲ. Development of Super Low Temperature insulation for LNG Carrier
We developed the perlite hollow sphere with O.012W /mk at - 159℃ in the first year. In the second year, we designed and manufactured the 400mm insulation box mock- up, which was much thinner than the existing 530mm GTT No 96-2 type LNG Carrier cargo contamment system.
The manufactured perlite hollow sphere and its applied insulation box will eventually replace the existing expansion perlite using at Daewoo Shipment & Marine Engineering Ltd.

Subject VI. 10kW Wind Turbine Development
10kW wind turbine is developed for the purpose of commercialization by civil sector. That is, all technical data related with the development will be transferred to a company which wants to access market with the wind turbine system. However, the system is not perfect at this current stage and needs more optimization based on performance tests. When a company is selected for technology transfer, its capability and willingness shall be considered seriously.

Subject V. Development of battery charging/discharging controller of PV and wind power generation for long lifetime
The final experimental results show that the power conversion efficiency is 96.35% rather than the target is 95%. In addition, the charging ratio of state of charge is over 95% rather than 90% of target efficiency.
The final battery charger and discharger wiU be demonstrated with PV and wind in the near future.
(출처: Summary 19p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 14
• CONTETS ... 22
• 목차 ... 29
• 표목차 ... 48
• 비활용 해외바이오매스 자원을 이용한 바이오디젤 연료유 및 바이오연료 기술 개발 ... 56
• 제 1 장 서 론 ... 58
• 제 1 절 기술개발의 필요성 ... 58
• 제 2 절 바이오디젤의 생산 기술 ... 61
• 제 3 절 연구개발의 목표 및 내용 ... 74
• 제 2 장 착유정제 벤치 공정의 연속식 운전조건 최적화 ... 76
• 제 1 절 서론 ... 76
• 제 2 절 착유정제 벤치공정의 수율 개선 및 운전조건 최적화 ... 80
• 1. 열대작물 오일의 전처리 반응 황산 촉매 저감 ... 80
• 2. 반응온도 변화에 따른 전처리 반응 ... 82
• 3. 고형물 제거 후 에스테르화 반응 및 추가반응 ... 84
• 4. 고형물 제거 후 메탄올, 황산을 과량 사용하여 에스테르화 반응 실시 ... 86
• 5. 연속식 전처리 오일 이용 2차, 3차 에스테르화 반응 ... 88
• 6. 비탈각 열대작물 오일의 에스테르화 반응 ... 91
• 7. 현지 착유 열대작물 오일의 전처리 반응 ... 93
• 8. 전처리 반응 생성물 중의 메탄올 제거 전,후의 수세 공정 영향 ... 96
• 9. 전처리 반응 후 증류수를 이용한 세정 실험 ... 100
• 10 . 촉매에 따른 전처리 반응 영향 ... 108
• 제 3 절 착유정제 벤치공정 물질수지 분석 및 파일롯 공정 설계 ... 110
• 1 . 동시 탈검 / 탈산 공정 적용을 통한 수율 개선 ... 110
• 2. 벤치 공정 물질수지 적용 파일롯 공정 설계 ... 122
• 제 3 장 바이오폐액을 이용한 유화 연료유 개발 ... 124
• 제 1 절 바이오폐액 발생 현황 및 특성 ... 124
• 제 2 절 바이오폐액을 이용한 유화 연료유 제조 ... 132
• 제 4 장 과잉 메탄올 재활용 기술 연구 ... 139
• 제 1 절 과잉메탄올의 단순 분리 및 재활용 연구 ... 141
• 1 . 황산 메탄올 혼합 용액 단순분리 회수 후 직접사용 ... 141
• 2 . 황산 메탄올 혼합 용액의 개별 분리 및 재사용 ... 143
• 3. 증류 온도에 따른 메탄올 회수 영향 ... 146
• 4. 증류 압력에 따른 메탄올 회수 영향 ... 147
• 5 . 다단 단증류에 따른 메탄올 회수 영향 ... 150
• 6 . 전처리 반응을 위한 메탄올 수분 함량 허용치 ... 151
• 7 . 2 단 연속식 단증류 장치를 이용한 메탄올 회수정제 ... 155
• 8. K-F 검량선 데이터 ... 157
• 제 2 절 과잉메탄올의 연속식 다단 단증류 기술 연구 ... 159
• 1 . 상압에서의 메탄올 회수 영향 ... 159
• 2. 유리 충전물이 증류에 미치는 메탄올 회수 영향 ... 160
• 3. 클립 충전물이 증류에 미치는 메탄올 회수 영향 ... 166
• 4 . 클립 충전물이 증류에 미치는 메탄올 회수 영향 (3 차 증류) ... 170
• 5. 클립 충전물을 이용한 메탄올 회수 영향 (연속식) ... 172
• 6. 회수메탄올을 이용한 열대작물 오일의 전처리반응 ... 175
• 제 5 장 결론 ... 180
• 참고문헌 ... 182
• 부록 ... 184
• 음식물쓰레기 탈리액으로부터 유분분리 및 재생유 제조기술개발 ... 192
• 제 1 장 서 론 ... 194
• 제 2 장 관련기술자료 분석 ... 196
• 제 1 절 관련문헌 ... 196
• 제 2 절 관련 실험방법 ... 210
• 1. 탁도 측정법 ... 210
• 2. BOD 측정법 ... 214
• 3. COD 측정법 ... 217
• 4. TOC 측정법 ... 221
• 5 . 부유물질 (SS) 측정법 ... 225
• 6 . 노말헥산 추출물질 분석방법 ... 226
• 제 3 장 기술개발 현황 ... 230
• 제 4 장 실험결과 및 고찰 ... 248
• 제 5 장 결론 ... 328
• 참고문헌 ... 330
• 액화천연가스 선박용 초저온 보냉제 기술 개발(II) ... 334
• 제 1 장 서론 ... 336
• 제 1 절 기술의 개요 ... 336
• 제 2 절 기술의 필요성 ... 340
• 1. 기술적 측면 ... 340
• 2. 경제.산업적 측면 ... 341
• 3. 정책적 측면 ... 342
• 제 3 절 연구 목표 및 내용 ... 343
• 제 2 장 LNG Carrier 기술 동향 ... 344
• 제 1 절 LNG 운반선 등장 배경 및 역사 ... 344
• 1. LNG 운반선 역사 ... 344
• 2. LNG Carrier의 tank 형식과 특징 ... 347
• 제 2 절 LNG 운반선의 국내 기술 개발 현황 ... 355
• 1. 국내 LNG 운반선의 역사 ... 355
• 2. 국내 LNG 운반선 관련 조선소 현황 ... 356
• 가. 현대중공업 ... 356
• 나. (주) 대우조선해양 ... 356
• 다. 삼성중공업 ... 357
• 라.한진중공업 ... 357
• 마. STX 조선 (인터넷) ... 358
• 3. 국내 LNG 운반선 기술개발 현황 ... 358
• 제 3 절 LNG 운반선의 현황 및 전망 ... 359
• 1. 세계 LNG 운반선의 현황 및 전망 ... 359
• 2. 한국 LNG 운반선의 현황과 전망 ... 360
• 3 . 중국 LNG 운반선의 현황과 전망 ... 361
• 제 3장 실험 방법 ... 363
• 제 1 절 GTI NO 96-2 type LNG 운반선 용 초저온 보냉재 제조 ... 363
• 1. GTT NO 96-2 type LNG 운반선용 초저온 보냉재 원료 선정 ... 364
• 2. LNG 운반선용 초저온 보냉재 제조 장치 ... 366
• 3 . GTT NO 96-2 type LNG 운반선용 초저온 보냉재 제조 방법 ... 368
• 4. GTT NO 96-2 type LNG 운반선용 초저온 보냉재 특성 평가 ... 370
• 제 2 절 GTT NO 96-2 type LNG 운반선 화물창 단열용 단열박스Cinsulation box) 시제품 제조 및 평가 ... 375
• 1. GTT NO 96-2 type LNG 운반선 화물창 단열용 단열박스 시제품 제조장치 제조 ... 376
• 2 . GTT NO 96-2 type LNG 운반선 화물창 단열용 단열박스 시제품 제조및 특성 평가 ... 378
• 제 3 절 GTI NO 96-2 type LNG 운반선 화물창 단열용 insulation box 두께 산출을 위한 수치 해석 ... 384
• 제 4 장 결과 및 고찰 ... 387
• 제 1 절 퍼라이트 분말 분쇄 및 분급 ... 387
• 1 . 퍼라이트 분말 분쇄 ... 387
• 2. 퍼라이트 분말 분급 ... 389
• 3 . 퍼라이트 분말 분쇄 분급 관련 결론 ... 392
• 제 2 절 퍼라이트 중공체 제조 및 열물성 측정 ... 392
• 1 . 퍼라이트 분말 팽창 ... 392
• 2. 퍼라이트 중공체 분말의 표면처리 ... 394
• 3. 퍼라이트 중공체 초저온 열물성 ... 396
• 4. 퍼라이트 중공체 제조 및 열물성 측정 관련 결론 ... 398
• 제 3 절 insulation box 시제품 제조 및 특성평가 ... 398
• 1. insulation box 시제품 제조장치 제조 ... 398
• 2. insulation box 시제품 제조장치 시운전 ... 401
• 3. insulation box 시제품 제조용 insulation box 제조 ... 402
• 4. insulation box 시제품 제조 실험 및 특성 평가 ... 405
• 5. Insulation box 시제품 제조 및 특성 평가 관련 결론 ... 411
• 제 4 절 Perlite hollow sphere 의 열적 특성 평가에 의한 insulation box 두께 산정 ... 411
• 1. LNG 운반선 및 insulation box 기본 구조 ... 411
• 2. Insulation box 두께 계산 조건 ... 413
• 3. Insulation box 두께 계산 결과 ... 415
• 제 5 절 Perlite hollow sphere를 적용한 LNG 운반선의 BOR 평가 및 예측 ... 415
• 1. LNG 운반선의 구조 및 물성치 ... 415
• 2. 분말 단열재의 열적 기계적 특성 ... 419
• 3. LNG 운반선의 만선 항해 조건 ... 420
• 4. LNG 운반선의 BOR 평가 기법 ... 422
• 5. 비정상 상태 열전달 해석 및 BOR 예측 모델 ... 424
• 6. Perlite hollow sphere 를 적용한 LNG 운반선의 BOR 평가 및 예측 결과 ... 437
• 제 5 장 결론 ... 438
• 참고문헌 ... 440
• 10kW급 소형 풍력발전기 개발 ... 444
• 제 1 장 서 론 ... 446
• 제 1 절 개발 배경 ... 446
• 제 2 절 시스템 개요 ... 448
• 제 2 장 시스템 설계 ... 449
• 제 1 절 날개 ... 449
• 1. 10kW급 날개 제원 ... 449
• 2. 하중해석 ... 451
• 3. 동특성 해석 ... 453
• 4. 구조 해석 ... 459
• 제 2 절 AFPM 발전기 ... 466
• 1 . 발전기 특성 ... 466
• 2. 발전기 등가회로 ... 468
• 3. 발전기 상세 구조 ... 469
• 4. 발전기 성능시험 ... 471
• 제 3 절 인버터 ... 473
• 1 . 인버터 사양 ... 473
• 2. 인버터 구성 ... 475
• 3. Boost 제어기 ... 476
• 4. 인버터 제어기 ... 487
• 5. MMI 및 통신 ... 492
• 6. 성능시험 ... 500
• 제 4 절 성능평가 ... 504
• 1 . 발전기 및 인버터 통합 성능검사 ... 504
• 2. 날개 하중시험 ... 507
• 3. 시스템 성능평가 ... 509
• 제 3장 결론 ... 510
• 참고문헌 ... 511
• 배터리 장수명을 위한 독립형 태양광/풍력발전용 충방전 제어기 개발 ... 514
• 제 1 장 서 론 ... 516
• 제 2 장 전력단 및 제어기 설계 ... 517
• 제 1 절 기본 원리 ... 517
• 1 . 전력 변환의 목적과 종류 ... 517
• 2. 선형 제어기 ... 517
• 제 2 절 소자선정 ... 519
• 1. Buck Converter ... 520
• 2 . Boost Converter ... 530
• 제 3 절 제어기 설계 ... 538
• 1. PWM 제어 회로 모듈 ... 538
• 2. 제어 회로 설계 ... 539
• 3. 효율 계산 ... 574
• 4 . 제어 특성 ... 582
• 5. PI 제어기 ... 590
• 6. Bode Plot과 PI 제어기 ... 591
• 7. Hardware 최종 설계 과정 ... 593
• 8. 요 약 ... 595
• 제 4 절 시뮬레이션 ... 596
• 1. PSIM 을 통한 시뮬레이션 ... 596
• 2. MATLAB 을 통한 시뮬레이션 ... 600
• 3. 요 약 ... 605
• 제 3 장 실험 및 고찰 ... 606
• 제 1 절 시제품 제작 ... 606
• 제 2 절 충전 모드 ... 606
• 제 3 절 방전 모드 ... 609
• 제 4 절 충.방전 모드 ... 609
• 제 5 절 요약 ... 614
• 제 4 장 결론 및 향후계획 ... 615
• 참고문헌 ... 616
• 끝페이지 ... 621