초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
○ 연구목적
• 400도 이상 극한 열사이클(thermal cycling) 조건에서 열저항 성능을 갖는 고전도 섬유보강 초고성능 콘크리트 고체 매체를 활용한 고온 태양열 저장 기술 개발
○ 연구내용
• 고온의 충열(charging)과 방열(discharging) 극한환경 조건에서 적용하기 위한 고전도 초고성능 콘크리트 제조기술 연구
• 고전도(high-thermal conductivity) 초고성능 섬유보강 복합 건설재료를 활용하는 고온 열에너지 저장을 위한 콘크리트 최적 배합기술

□ 연구의 목적 및 내용
○ 연구목적
• 400도 이상 극한 열사이클(thermal cycling) 조건에서 열저항 성능을 갖는 고전도 섬유보강 초고성능 콘크리트 고체 매체를 활용한 고온 태양열 저장 기술 개발
○ 연구내용
• 고온의 충열(charging)과 방열(discharging) 극한환경 조건에서 적용하기 위한 고전도 초고성능 콘크리트 제조기술 연구
• 고전도(high-thermal conductivity) 초고성능 섬유보강 복합 건설재료를 활용하는 고온 열에너지 저장을 위한 콘크리트 최적 배합기술 개발
• 400℃ 이상 고온의 열사이클(thermal cycling) 조건의 성능평가실험 및 분석
• 고온 열사이클 조건에서의 고전도 초고성능 콘크리트의 열적 특성을 파악
• 열사이클 조건에서의 고전도 섬유보강 기반 콘크리트의 강도 특성을 파악
• 고전도 초고성능 섬유보강 콘크리트 고체 열저장 매체를 이용한 현열 저장 기술 개발
• 고체 열저장 콘크리트 블록 모듈 장치 제작 및 모듈 장치의 열전달 성능평가

□ 연구개발성과
• 고전도 초고성능 콘크리트의 최적의 PP섬유량=2kg/m³ 및 강섬유 혼입량 = 1.0, 1.5, 2.0%에서의 열적 성능 및 강도성능을 확인함.
• 400도 이상 온도 범위에서의 콘크리트 열사이클 가열시험 기법 구축
• 고온 조건에서의 반복 열사이클에 따른 콘크리트의 역학적 특성과 열적 특성을 파악
• 콘크리트의 축열과정을 모사하는 온도상승 및 방열단계를 모사하는 온도하강단계를 적용한 고온 열싸이클에 따른 콘크리트의 열적 특성을 면밀히 분석
• 강섬유 보강 초고성능 콘크리트의 고온 열싸이클에 따른 압축강도 및 인장강도 특성을 확인함
• 고온 열싸이클에 따른 콘크리트의 열전도율 및 비열 성능을 분석함
• 콘크리트 블록 가열시험을 수행하여 열전달 특성을 분석함
• 콘크리트의 재료특성에 따른 열용량 성능 분석 기법을 개발

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
• 태양열 에너지 저장용 콘크리트 저장 매체에 대한 원천기술 개발을 통한 세계 수준의 기술적 토대 마련
• 고전도 고성능 콘크리트 활용 태양 열저장 장치의 새로운 방안 도출에 따른 고부가가치 건설 인프라 설계 기술력 확보
• 신재생 에너지 내수시장 창출과 확대로 대규모 신규투자를 유도하고 일자리 확대를 기대
• 태양열 산업 투자 활성화에 따른 새로운 비즈니스 모델 출현

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 가. 연구개발 목적 ... 7
• 나. 연구개발의 필요성 ... 8
• 다. 연구개발의 범위 ... 9
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 10
• 가. 1차년도 연구수행내용 및 성과 ... 10
• (1) 고온 현열 저장용 초고성능 콘크리트 제조 ... 10
• (2) 고온 축열 및 방열 모사를 위한 열사이클 특성 ... 14
• (3) 열사이클 조건 초고성능 콘크리트의 역학 특성 ... 23
• (4) 열사이클링 조건 초고성능 콘크리트의 열특성 ... 35
• (5) 축열 모듈 장치 성능 평가 ... 43
• 나. 2차년도 연구수행내용 및 성과 ... 48
• (1) 고온 현열 저장용 고전도 초고성능 콘크리트 제조 ... 48
• (2) 고온 축열 및 방열 모사를 위한 열사이클 특성 ... 55
• (3) 열사이클링 조건 고전도 초고성능 콘크리트의 역학 특성 ... 71
• (4) 열사이클링 조건 고전도 초고성능 콘크리트의 열 특성 ... 91
• (5) 고전도 초고성능 콘크리트의 역학특성과 열특성 상관관계 분석 ... 103
• (6) 고전도 초고성 콘크리트의 축열 및 방열 효율성 평가 ... 108
• (7) 고전도 초고성능 콘크리트 축열 모듈 장치 성능평가 ... 118
• (8) 고전도 초고성능 콘크리트 축열 모듈 장치의 열전달 평가 기법 ... 155
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 167
• 가. 목표 달성도 ... 167
• (1) 성과점검기준 ... 167
• (2) 양적성과현황 ... 167
• (3) 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 168
• 나. 관련 분야 기여도 ... 168
• (1) 기술적 측면 ... 168
• (2) 경제적 • 산업적 측면 ... 169
• (3) 사회적 측면 ... 169
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 170
• 가. 태양열 열에너지 저장 활용방안 ... 170
• 나. 저비용 고효율 열에너지 저장 콘크리트 모듈 시스템 실용화 ... 170
• 다. 태양열 발전 이외의 분야에서의 연구개발성과의 주요 활용 방안 ... 171
• 라. 핵심 지식재산권(특허，프로그램 등) 활용과 실제 현장 또는 제품화에 관계된 기업(건설사，관공사，지자체 등) 등에 협력관계 및 기술이전 ... 172
• 붙임. 참고문헌 ... 173
• 끝페이지 ... 175