초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◎ 최종 목표
○ 상용 터보차저와 당사에서 제작한 마이크로 가스터빈용 고온 열교환기로 구성된 외부연소 마이크로 가스터빈(Externally-Fired Micro Gas Turbine, EFMGT) 열병합발전 시스템의 개념설계 및 주요 구성품 제원 도출
○ 10kW급의 개념설계 검증용 EFMGT Test-loop 구성 및 주요 구성품의 고온 열교환/발전 효율 검증 실험, 그리고 이를 이용한 기본설계 완성
○ 소용량 외부연소 마이크로 가스터빈 시스템의 가격 분석 및 경쟁력 제고 방안 마련

□ 연구개발 목표 및 내용
◎ 최종 목표
○ 상용 터보차저와 당사에서 제작한 마이크로 가스터빈용 고온 열교환기로 구성된 외부연소 마이크로 가스터빈(Externally-Fired Micro Gas Turbine, EFMGT) 열병합발전 시스템의 개념설계 및 주요 구성품 제원 도출
○ 10kW급의 개념설계 검증용 EFMGT Test-loop 구성 및 주요 구성품의 고온 열교환/발전 효율 검증 실험, 그리고 이를 이용한 기본설계 완성
○ 소용량 외부연소 마이크로 가스터빈 시스템의 가격 분석 및 경쟁력 제고 방안 마련

◎ 전체 내용
○ 10kW급 EFMGT 열병합시스템 개념설계 및 제원 도출
○ 상용 터보차저 구매 조달 및 고온 열교환기 자체 설계 제작
○ EFMGT 시스템 성능예측 및 분석
○ 10kW급 EFMGT 개념설계 검증 시험을 통한 주요 구성품 성능데이터 확보
○ EFMGT 열병합시스템 기술-경제성 분석(Techno-economic analysis)
○ EFMGT 시장분석 및 도입타당성 검토

□ 연구개발성과
○ 10kW급 EFMGT 열병합시스템 개념설계 및 제원 도출
○ EFMGT 열병합시스템용 고온 열교환기 설계 및 시험모델 제작
○ 10kW급 EFMGT 단위 구성품 성능데이터 확보
- 터보차저 성능데이터 확보
- 고온 열교환기 성능데이터 확보
○ EFMGT 열병합시스템 기술-경제성 분석
○ EFMGT 시장분석 및 도입타당성 확인
○ 산업 폐열 활용 발전산업 MOU 체결 1건

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
○ 분산발전 수요가 있는 분야에 적용 및 활용 가능
- 지자체 에너지자립마을의 소형 열병합 발전 시스템
- 산업체에서 발생하는 중온 열원의 폐열회수 시스템
- 우드칩 난방을 활용 중인 농가에 전기판매를 통한 부가적인 소득 부여
○ EFMGT 기술이 개발될 경우 불순물이 없는 고온의 공기로 터빈을 구동하기 때문에 유지보수비용이 거의 없으며, 상압에서 연소가 이루어지기 때문에 타 발전 방식에 비해 안정성이 높음
○ 발전장비의 소형화에 따른 공간성, 경제성, 안전성, 관리성 확보가 용이하며, 용수 확보가 어려운 상황에서도 발전이 가능함
○ MGT 도입비용의 25% 이상을 차지하는 터보기계의 비용을 줄임으로써 kW 당 설비비를 획기적으로 낮춰 소형열병합발전 시장에서 가격 경쟁력을 확보할 수 있음
○ 분산형 전원으로서 에너지효율성 제고 및 이산화탄소 배출 저감이 가능함
○ 고형연료의 에너지화가 가능하기 때문에 지역 내 바이오매스 이용률을 증가시킬 수 있음
○ 초기투자비용을 최소화함으로써 에너지사업자의 자본회수기간 단축이 가능함

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 1.1 최종목표 ... 5
• 1.2 연구개발 내용 및 범위 ... 5
• 1.3 연구추진 전략 ... 6
• 1.4 연구추진 일정 ... 7
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 8
• 2.1 10kW급 EFMGT 열병합시스템 개념설계 및 제원 도출 ... 8
• 2.2 상용 터보차저 구매 조달 및 고온 열교환기 자체 설계 제작 ... 10
• 2.3 EFMGT 시스템 성능예측 및 분석 ... 13
• 2.4 10kW급 EFMGT 개념설계 검증 시험을 통한 주요 구성품 성능데이터 확보 ... 16
• 2.5 EFMGT 열병합시스템 기술-경제성 분석(Techno-economic analysis) ... 28
• 2.6 EFMGT 시장분석 및 도입타당성 검토 ... 31
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 34
• 3.1 연구수행 결과 ... 34
• 3.2 목표 달성 수준 ... 36
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 36
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 37
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 37
• 끝페이지 ... 39