초록 ▼

최종목표
- 블로우 성형에서 구조강도 향상올 위한 태크-오프구조를 갖는 부유체 개발

개발내용 및 결과
1. 부력일체형 수상태양광 부유체 설계
• 상호차광，증발효과를 고려한 수상태양광 부유체 설계
- 전열의 태양광 모듈이 후열의 대양광 모듈에 림자의 영향을 주지 않도록 설계
- 수상 태양광 설치 시 발전효율을 높이기 위한 모듈의 설치값을 산정하고, 모듈간 최적의 이격거리, 그늘의 배율등 주요 설개인자 설정
• 구조강도 향상을 위한 특성형성 설계
- 바람익 영향 중 풍하중에 의한 파손

최종목표
- 블로우 성형에서 구조강도 향상올 위한 태크-오프구조를 갖는 부유체 개발

개발내용 및 결과
1. 부력일체형 수상태양광 부유체 설계
• 상호차광，증발효과를 고려한 수상태양광 부유체 설계
- 전열의 태양광 모듈이 후열의 대양광 모듈에 림자의 영향을 주지 않도록 설계
- 수상 태양광 설치 시 발전효율을 높이기 위한 모듈의 설치값을 산정하고, 모듈간 최적의 이격거리, 그늘의 배율등 주요 설개인자 설정
• 구조강도 향상을 위한 특성형성 설계
- 바람익 영향 중 풍하중에 의한 파손 및 전복 현상을 최소화하기 위한 Aeration Line-8 설계•적용
부유체의 가격을 낮추기 위해 소재의 중량 및 두께를 줄이고 이를 보강할 수 있는 원추형(conicaJ) 압축융착(take off) 설계 반영
• 블로우비，분할선을 고려한 부유체 설계
- 제품의 원활한 성형을 위해서 블로우비, 분할선, 모서리 라운딩 등의 요소를 고려하여 설계에 반영
• 고착부(브라켓，너트부)제작을 위한 내장인서트 설계
- 태양광 모듈을 고정하기 위한 브라켓 및 부유체간 고정을 위한 너트부는 블로우 성형중 내장인서트 기술을 이용하여 성형과 동시에 삽입함

2. 대형 중공성형용 금형 세작 및 공정 기술
• 금형 공정 및 설계
- 부력일체형 수상 태양광 모듈용 부유체는 1200x1000mm 대형 제품으로 최적의 금형 설계인자를 분석하여 설계에 반영함
• 금형 제작

기술개발 배경
1. 신재생 에너지
•신재생에너지는 화석연료를 사용하지 않아 이산화탄소와 같은 온실가스 배출이 없는 청정에너지윈으로서 환경문제와 전력랑 증가에 큰 효과가 기대되어 인류의 미래에너지원으로 각광받고 있음
▪ 신재생에너지의 분야는 수력，풍력，조력, 태양광, 4대강 소수력 등이 있으며 아래와 같은 효과가 있음

전력사용인구 : 63만가구/년 기준전력생산량 : 3,009Gwh
유류대체효과 : 502만배럴/년 온실가스 감축 : 199만톤CO₂/년

▪ 신제생에너지와 관려하여 정부는 2012년부터 신재생에너지 의무할 당제도(RPS : Renewable Portfolio Standard)롤 도입하여 일정규모 이상의 발전설비를 보유한 발전사업자에게 총 발전량의 일정량 이상을 신재생에너지로 생산한 전력을 공급하도록 의무화 함
▪ 정부는 발전량 의무 공급비율을 2012년 2%로 시작하여 2022년 10%로 지정하였으며, 2015년까지 1,200MW의 별도 의무공급량을 지정할 정도로 태양광 발전을 정책적으로 육성하고 있음

2. 태양광 발전
•태양광 발진은 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지 및 발전시스템 기술로서 반도체 혹은 염료，고분자 등의 물질로 이루어진 태양전지를 이용하여 태양빛을 받아 전기를 생산하는 기술임
• 그러나 면적집약적인 태양광 발전 산업의 특성상 대규모 용량의 태양광 발선소를 토지 비용이 상대적으로 저렴한 임야나 농지에 주로 설치하며，이로 인하여 산림과 경관 훼손 둥으로 흰경 및 사회적 문제점으로 지적되어 왔음
• 이러한 대규모 지상태양광 발전의 환경파괴 문제점을 해결하고 동시에 유휴수면을 자원으로 활용하기 위해 도입된 기술이 수상 태양광 발전임
• 수상 태양광 발전은 한국수자원공사의 다목적댐, 저수지 및 농어촌 공사, 지자체 소유의 저수지를 대상으로 국내에서도 개발 가능한 잠재량은 약 4.17GW로 조사되었으며，이는 100만 kW급 원진 4 기에 해당하는 양으로 온실가스 배출이나 원전과 같이 방사성 물질의 위험성이 전혀 없는 청정에너지로 그 가치가 매우 큼
• 수상 태양광 발전의 주요 특징으로는 국토의 효율적 이용이 가능하여 환경 훼손을 방지할 수 있으며, 태양광모듈이 그늘을 형성히여 햇빛을 차단함으로써 조류생성을 억제할 수 있음
• 수상 태양광 발전의 가장 큰 특징은 발전량으로 동일한 위도상의 지상 태양광 발전량과 비교할 때 수면위 냉각효과로 인하여 약 2%정도 발전효율이 중가함(15%→47%)
• 정부의 저탄소 녹색성장과 관련하여 그린에너지 산업을 성장 동력화하기로 하였고, 총 9개의 유망분야를 전략식으로 산정하여 시장지향형 기술개발 및 시장창출과 인프라 구축을 위한 세부 계획을 제시함
• 이와 관련하여 2이2년 5월에“ 신재생에너지 공급의무화제도 관리 및 운영지침”을 개정하여 수상 태양광 발전에 대한 항목을 신설하고 신재생에너지 공급인정서 가중치를 1.5배로 공지함
• 이는 수상 태양광 발진으로 lMWh를 생산했다면 1.5MWh의 가격으로 판매할 수 있도록 한 것으로 기존의 임야를 이용한 태양광 발전의 신재생에너지 공급인증서의 가중치가 0.7인 것을 감안하면 2배 이상의 큰 혜택임
• 하지만 수상태양광 REC 가중치 1.5인증 조건을 만족하기 위해서는 물위에서 발전이 가능하도록 하는 부유체(부력체)의 설치가 필수적이기 때문에 이와 관련한 기술개발 및 시장성이 매우 큼

핵심개발 기술의 의의
• 본 기술개발은 다양안 크기의 대양광 모듈 장착이 가능한 수상 태양광 발전 시공분야의 표준화 기술이므로 시공기간의 단축은 물론 시공비도 절감되는 효과가 있음
• 기존의 복잡하고 고가였던 공정을 줄이고 수상 태양광 부유체를한 개의 공정으로 제작함으로써 동종 업계보다 생산 원가를 낮추고개선된 품질로 수상 태양광 시공이 가능하며，제작 시 소요되는 인력을 최소화하고 제품의 질과 생산성 향상에 기여할 수 있음
• 부력 및 FSI해석과 같은 부력 안정성에 대한 해석 기반 기술을 개발함으로써 유사 제품 개발 시 소요되는 시간 및 소재의 낭비를 줄이고 결함을 예측함으로씨 그 응용성이 다양하다고 판단됨
•본 기술개발동안 축척된 수상 태양광 시공부품의 성형공정 설계 기술을 Data Basc화하여 새로운 제품 개발 시 소요되는 비용 및 시간을 단축할 수 있음

적용 분야
•수상 부유식 태양광 제작 및 설치 시공을 통하여 개발품에 대한 신뢰성을 확보하고，추후 태양광 전문 시공업체, 연구소등과 협력하여 대규모의 실중화 사업을 통하여 태양광 발전에 적용
• 부잔교 둥 부력을 요구하는 다양한 분야 및 산업전반에 적용
• 다양한 용도로 활용될 수 있는 이종복합성형공법 적용 부품 생산

(출처:최종보고서 초록 p.7)

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 서 ... 2제 출 문 ... 4산단R&BD역량강화사업 최종보고서 초록 ... 6기술개발사업 주요 연구성과 ... 14목차 ... 17제1장 서 론 ... 18 제1절 과제의 개요 ... 18제2장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 32 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 32 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 33 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 34 제 4 절 유형적 발생품 (연구시설, 연구장비 등)구입 및 관리현황 ... 79제3장 결과 및 사업화 계획 ... 80 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 80 1. 기술개발 추진 일정 및 실적 ... 80 2. 기술개발 성과물 ... 81 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 81 1. 각 기관/기업별 역할 ... 81 2. 추진 내역 ... 82 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망(당초 기술개발 시작 시점의 조사와 변화된 것 위주로 기술) ... 82 제 4 절 고용 창출 효과 ... 105 제 5 절 자체보안관리진단표 ... 106부 록 : 개발품 사진, 시험성적서, 도면, 설계도, 특허, 인증서, 매매계약서 등 ... 107끝페이지 ... 140