초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
본 연구에서는 태양광 발전이 2035년까지 핵심에너지원으로 계획된 4차 신재생 에너지기본계획에 부합하여, 이를 위한 요소기술의 하나로 태양광 도로시스템을 개발하고자 함. 이때, 개발될 시스템은 국내 도로설계기준을 만족하는 기술로,기존 태양광 도로패널의 성능분석을 통한 국내 적합한 태양광 도로시스템의 개발 및 현장시험 성능평가와 태양광 도로시스템의 설계 및 시공지침(안)을 작성하고자 함. 핵심 연구목표를 정리하면 다음과 같음.

① 국내 태양광 도로의 포장설계를 위한 기준 및 지침 작성

□ 연구의 목적 및 내용
본 연구에서는 태양광 발전이 2035년까지 핵심에너지원으로 계획된 4차 신재생 에너지기본계획에 부합하여, 이를 위한 요소기술의 하나로 태양광 도로시스템을 개발하고자 함. 이때, 개발될 시스템은 국내 도로설계기준을 만족하는 기술로,기존 태양광 도로패널의 성능분석을 통한 국내 적합한 태양광 도로시스템의 개발 및 현장시험 성능평가와 태양광 도로시스템의 설계 및 시공지침(안)을 작성하고자 함. 핵심 연구목표를 정리하면 다음과 같음.

① 국내 태양광 도로의 포장설계를 위한 기준 및 지침 작성
② 기존 태양광 패널에 대해 도로 구조체에 대한 분석, 패널의 에너지 발전 효율에 대한 분석 실시
③ 국내 실정에 적합한 태양광 도로 시스템 개발
④ 태양광 도로 응용기술 개발
⑤ 태양광도로 포장시스템 현장 성능 평가 및 보고서작성

□ 연구개발성과
◦ 본 연구를 통해 개발한 태양광 블록시스템과 관련 설계 및 시공기준 및 전문가 자문 등을 종합하여 태양광 콘크리트 블록공법에 대한 설계기준 및 시방지침을 작성함. 설계기준 및 시방지침은 보고서(2-가)에 수록하고 별책 부록으로 제작함.
◦ 본 연구를 통해 개발한 태양광 블록시스템의 미끄럼 저항, 강도, 흡수율, 하중 재하 등의 도로성능평가는 자체실험 및 인증기관에 평가를 의뢰하여 도로설계 기준을 만족여부를 검토하였고, 검토결과를 보고서(2-바)에 수록함. 또한 태양광 발전 효율평가를 위하여 서경대학교의 실험부지에 시험시공을 실시하여 실제 발전량 데이터 측정을 수행하였고, 측정결과를 이용하여 발전효율을 평가하였으며, 기상청 관측자료를 활용한 발전량 예측을 수행함. 시험시공 내용 및 효율분석 결과는 각각 보고서(2-자 및 2-다)에 수록함.
◦ 태양광 도로포장시스템에 대한 4종의 특허출원과 2종의 특허등록을 완료하고,관련 증빙서류를 보고서(2-라)에 수록함.
◦ 태양광 도로의 응용기술로 태양광 발전과 압전에 의한 발전을 동시에 수행 가능한 도로포장용 복합발전블록을 개발하고 특허출원 및 특허등록을 완료함. 또한 태양광 콘크리트 블록에 삽입되었던 태양광 패널을 LED 모듈로 교체하여,야간 주행성 향상 및 주차장의 주차 공간 확인이 가능한 LED 블록의 응용기술을 제안하고 보고서(2-아)에 수록함.
◦ 본 연구를 통해 개발한 태양광 블록시스템의 현장 성능평가를 위하여 서경대학교의 실험부지에 시험시공을 실시하고 차량하중재하시험 및 발전량 데이터 측정을 수행함. 시험시공 및 차량하중재하시험 결과는 보고서(2-자)에 수록함.또한 측정결과를 이용하여 발전효율을 평가하였으며, 기상청 관측자료를 활용한 발전량 예측을 수행함. 발전효율 분석 및 발전량 예측결과는 보고서(2-다)에 수록함.

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
◦ 태양광 발전과 도로의 융합을 통한 하이브리드 공공재 창출효과
◦ 제안된 태양광 도로의 적정입지 선정을 위한 적용환경 분석기법을 활용하여 지역적 특성을 반영한 기술의 도입이 가능함.
◦ 전력을 창출하는 하이브리드 도로개념으로 기존 전력시설의 이용이 힘든 지역에도 IOT 기술이 접목된 스마트도로의 건설이 가능함.
◦ 태양광 도로는 전력공급이 원활하지 않은 지역의 도로에도 다양한 기능이 추가 가능하며, 이를 통한 균형적인 국토발전에 이바지할 수 있음.
◦ 태양광 도로포장시스템에 압력센서, LED, 마이크로프로세서 등의 IT 기술을 융복합하여 새로운 고부가가치의 건설기술시장 개척이 기대됨.
◦ 주차장에 태양광 도로시스템을 이용하여 전력생산 시 전기자동차의 충전 등에 적극 활용할 수 있을 것으로 예상됨.

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 가. 연구개발의 배경 및 필요성 ... 6
• 나. 연구개발 최종목표 및 최종성과물 ... 11
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 13
• 가. 국내외 관련 특허동향 조사 ... 13
• 나. 도로 및 블록 등의 설계기준 조사 ... 19
• 다. 국내 태양광 도로포장 시스템 개발 ... 28
• 라. 개발된 태양광패널 블록 구조체의 시제품 제작 ... 40
• 마. 태양광 도로시스템의 성능평가 ... 48
• 바. 태양광 도로 패널의 성능평가 ... 56
• 사. 태양광 도로 현장 성능평가 보고서 ... 65
• 아. 국내 태양광 도로의 포장설계를 위한 기준 및 지침 작성 ... 72
• 자. 국내 태양광 도로시스템 적용을 위한 적용환경 분석 ... 83
• 차. 태양광 도로의 응용기술 설계도 ... 92
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 94
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 ... 99
• 붙임. 참고 문헌 ... 105
• 별첨 ... 106
• 태양광 도로시스템 설계 및 시방기준 (안) - 도로 및 주차장 - ... 106
• 태양광 도로시스템 적용환경 분석기법 ... 119
• 태양광 도로시스템 성능평가 보고서 ... 129
• 태양광 도로시스템 응용기술 제안 ... 138
• 태양광 도로시스템 현장 성능평가 보고서 ... 141
• 태양광 도로 선정 가이드 (안) ... 156
• 끝페이지 ... 164