초록 ▼

핵심내용
□ 세계 최초 실리콘 반도체 ICT 기술 기반 미이용 산업에너지 열전발전시스템 개발 및 실증

과제목표
□ 실리콘 기반 에너지 열전모듈 기술 개발 (세부주관:(주)파워큐브세미)
- 중온(250~350℃) 산업폐열 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 저가·친환경 실리콘 열전모듈 개발
- 세계최초로 저가·대량생산이 가능한 원천 모듈 제조기술 개발
□ 산업에너지원 회수를 위한 독립형/계통연계형 마이크로 인버터 개발 (세부 주관:(주)티에스이에스)
- 산업 에너지원에 특화된 고효율 모듈

핵심내용
□ 세계 최초 실리콘 반도체 ICT 기술 기반 미이용 산업에너지 열전발전시스템 개발 및 실증

과제목표
□ 실리콘 기반 에너지 열전모듈 기술 개발 (세부주관:(주)파워큐브세미)
- 중온(250~350℃) 산업폐열 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 저가·친환경 실리콘 열전모듈 개발
- 세계최초로 저가·대량생산이 가능한 원천 모듈 제조기술 개발
□ 산업에너지원 회수를 위한 독립형/계통연계형 마이크로 인버터 개발 (세부 주관:(주)티에스이에스)
- 산업 에너지원에 특화된 고효율 모듈형 전력변환기 개발
- 최대 변환효율 유지를 위한 최대전력점추종 및 정밀제어 알고리즘 개발
□ 자동운용기술을 적용한 열전발전 시스템 개발 (세부주관:(주)경원이앤씨)
- 중온(250~350℃) 산업폐열을 전기에너지로 변환하는 5kW 열전발전 시스템 및 자동운전 기술 개발
□ 열전발전 시스템 유지/보수를 위한 예지보전 기술 개발 (세부주관:(주)아트웨어)
- IoT 센서 기술을 활용하여 열전발전시스템 설비상태 모니터링 시스템 및 시스템 고장 예측 알고리즘 개발
- 시스템 내의 고온부·저온부 유량 및 온도
□ 빅데이터 기반 산업에너지 분배 효율화 기술 개발 (세부주관:(주)엔키아)
- 산업 에너지원의 효율 향상을 위한 공급·수요 관리 프로그램 개발
- 클라우드 기반 빅데이터 분석, 저장 및 관리 모듈 구현

내용 및 결과물
□ 컨소시엄 운영 및 협력과제 관리 (주관:포항공과대학교)
- 목표
·실리콘 기반 열전발전시스템 개발 및 신산업 창출을 위한 협력과제 발굴
·수요기관과의 협의를 통한 협력과제 선정‧평가를 통한 관리
·원천기술 개발 지원, 협력과제 기술개발 진도 및 품질 관리
·개발기술의 국내‧외 보급‧확산 및 성과‧홍보 지원
- 결과물
·5개 협력과제 발굴 및 세부주관 기관 선정
·세부주관 기관과의 원천기술개발 공동연구 진행
·국내외 박람회 참석을 통한 개발기술 홍보 (2017 Japan IT week, 2017 월드IT쇼, 2018 SWEET)
□ 실리콘 기반 에너지 열전모듈 기술 개발 (세부주관:(주)파워큐브세미)
- 목표: 중온(350℃) 산업폐열 회수용 실리콘 수직 나노선 열전소자 개발
- 개발 결과물
·실리콘 수직 나노선 열전도도 측정 기법 개발
·열전소자 특성예측 전산모사 기술 개발
·실리콘 나노선 열전소자 반도체 단위공정 확보
·1차 실리콘 수직 나노선 열전소자 제작
□ 산업에너지원 회수를 위한 독립형/계통연계형 마이크로 인버터 개발 (세부주관:(주)티에스이에스)
- 목표: 열전모듈/ESS용 500W급 독립형/계통연계형 전력변환회로 개발
- 개발 결과물
·Single-stage 방식의 열전발전용 500W급 독립형/계통연계형 전력변환회로 개발
·일정한 최대 전력 회수를 위한 최대전력점 추종기술 개발
·회로보호를 위한 단독운전방지 및 과전류·전압 방지기술 확보
□ 자동운용기술을 적용한 열전발전 시스템 개발 (세부주관:(주)경원이앤씨)
- 목표: 열병합발전용 500W급 열전발전 단위스택 및 열전발전 시스템 개발
- 개발 결과물
·열전발전용 고온부/저온부 형성용 열교환판 개발
·500W급 열전발전 단위스택 개발
·500W급 열전발전 시스템 Test Bed 구축 및 성능평가
□ 열전발전 시스템 유지/보수를 위한 예지보전 기술 개발 (세부주관:(주)아트웨어)
- 목표: IoT 센서 기반 열전발전 고장진단 및 예지보전 솔루션 개발
- 개발 결과물
·온도, 유량, 발전량 실시간 모니터링용 개별센서 게이트웨이 개발
·데이터 저장/송수신을 위한 네트워크 모듈 개발
·CMS(Condition Monitoring System) 기반 실시간 고장진단 알고리즘 확보
·Rule based expect 알고리즘을 적용한 설비진단 및 예지보전 알고리즘 개발
□ 빅데이터 기반 산업에너지 분배 효율화 기술 개발 (세부주관:(주)엔키아)
- 목표: 폐열회수 시스템 전력수요 데이터 수집 및 저장/관리 모듈 개발
- 개발 결과물
·예지보전용 센서 게이트웨이 환경에 특화된 통신 프로토콜 규격 구현
·용량 메시징 처리를 위한 분산 처리 아키텍처 구현
·대용량 데이터 저장을 위한 NoSQL 기반의 분산 저장소 구현
·전력 생산정보의 대시보드 스타일 기반 시각화 UI 구현

과제 배경
□ 친환경 신재생에너지의 중요성이 대두됨에 따라 관련 수요가 증가하고 있으며 불규칙적, 가변적인 기존 신재생에너지를 대체할 저가·고효율·고신뢰성 차세대 에너지원 개발이 필요

과제 수행 의의
□ 본 연구는 기존기술의 개선이 아닌, 새로운 패러다임을 적용하는 혁신적인 열전발전시스템 원천기술개발 및 이를 통한 신산업 창출을 목표로 함으로써 난이도가 높음
□ 산업적으로 활용수요가 높은 중온 폐열원 (250~400℃)을 고효율·저가로 회수하기 위한 실리콘 열전발전시스템을 세계최초로 국산기술로 개발하기 때문에 기술수출 가능성이 높음

적용 분야
□ 우선적으로 산업폐열을 회수하기 위해 초소형 열병합발전, 소각로, 철강공장,석유화학공장에 적용 가능
□ 나아가 자동차/선박 폐열 회수, 우주산업, 국방산업, Wearable device 등 미래연구 분야에 연계 및 활용 가능

( 출처: 연차보고서 초록 - 3. 수행결과 요약 7p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 연차보고서 초록 ... 3
• 목차 ... 16
• 제 1 장 서론 ... 17
• 제 1 절 과제의 개요 ... 17
• 제 2 장 목표 및 수행범위 ... 31
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 31
• 제 2 절 수행범위 ... 34
• 제 3 장 1차년도 추진 내용 ... 41
• 제 1 절 수행체계 ... 41
• 제 2 절 수행내용 ... 45
• 가. 기관별 당해연도 추진 일정 및 달성 현황 ... 45
• 나. 기관별 수행실적 ... 47
• 제 4 장 1차년도 추진 결과 ... 50
• 제 1 절 최종 평가지표별 달성현황 ... 50
• 제 2 절 협력과제별 기술개발 결과 ... 51
• 제 3 절 기타 수행성과 ... 71
• 제 5 장 사업화 계획 및 파급효과 ... 73
• 제 1 절 사업화 실적과제의 개요 ... 73
• 제 2 절 사업화 추진계획 ... 73
• 제 3 절 파급효과 ... 78
• 제 6 장. 기타 사항 ... 84
• 제 1 절 인력 및 수행기관 ... 84
• 제 2 절 사업비 집행현황 ... 89
• 제 3 절 홍보실적 및 지식재산권 출원 등 추진실적 ... 90
• 제 4 절 협약변경내용 ... 91
• 부록 : 사업관련 증빙 목록 및 증빙내역 ... 92
• 끝페이지 ... 96