R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201818CTAP-C129740-02 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 국내 도로설계기준을 만족하는 태양광 도로시스템 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2017-04-01 ~ 2018-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 최재순 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
10명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 192,000,000 원 기업 : 70,000,000 원 계 : 262,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 370,000,000 원 기업 : 130,000,000 원 계 : 500,000,000 원 |
|||
| 연구기관명 | 서경대학교 산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
- 현재 세계 각국은 환경문제를 해결하기 위하여 친환경적 에너지인 태양광, 풍력, 조력 등 각종 자연 에너지 개발에 주력하고 있으며, 그 중 태양광 발전시스템은 최근 반도체 기술의 발달과 더불어 염가의 PV 셀(Photovoltaic Cell)이 개발됨에 따라 가장 유망한 대체 에너지 원으로 주목 받고 있음. - 단기적으로 세계적인 경기침체와 함께 신재생에너지 산업도 구조조정기를 겪고 있으나, 중장기적으로 지속적인 성장 전망을 보이고 있으며, 전세계적으로 빠르게 성장하는 신재생에너지 시장 선점을 위한 국내외 업체간 경쟁이 가열될 것으로 판단됨. - 제 4차 신·재생에너지 기본계획(산업자원통상부, 2014)에 따르면, 2035년까지 신재생에너지를 1차에너지 대비 11% 공급하는 것으로 목표를 선정하였으나 2012년 기준으로 1차에너지 대비 3.18%에 비쳐 OECD 가입 34개국중 최하위권에 위치함. - 건설공사분야에서도 최근 친환경적인 공법에 대한 관심이 급증하고 있는데, 네덜란드에서는 2014년도에 세계최초로 자전거 도로에 발전 패널을 접목시킨 Solar Bike Path(솔라 바이크 패쓰)를 시공한 바 있고, 미국에서도 2016년 태양광 발전 패널을 도로분야에 적용하여 신재생에너지를 발생시키는 Solar Roadways(솔라로드웨이)가 개발 및 시공 중임. - 현재 국내에서도 주택, 주차장, 자전거 도로 등에 솔라 패널을 설치해 태양광발전을 시행하고 있으나 태양광 발전 패널 시설물 설치에만 국한되어 있어 해외사례와 같이 도로분야에서는 크게 활용되지 못하는 실정임. - 국내 연구수준은 압전도로, 집전도로 등의 유사 연구사례등은 있으나 도로 + 태양광 패널의 일체형 구조에 대한 연구는 전무하며 해외 사례 등에 대한 조사결과도 미흡한 것으로 판단됨. - 따라서, 본 연구에서는 국내 실정에 적합한 태양광 판넬 도로 구조체에 대한 이론적 연구 및 기술적 개념을 정립하고 실험실 성능 평가를 실시하여 국내 적용성을 평가하고자 함. [최종목표] 본 연구에서는 태양광 발전이 2035년까지 핵심에너지원으로 계획된 4차 신재생에너지기본계획에 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 옥외시험 성능평가를 포함하며 태양광 도로설계기준(안)/시공매뉴얼(안)/사업화전략보고서도 작성하고자 함. [연구내용 및 범위] 태양광 도로 타당성 연구경험의 주관기관/시험기제작/재료시험전문 중소기업/집전도로연구진 보유 의 도로전문중소기업 연구진의 선행연구/역할분담 1.1 국내외 태양광 도로 및 도로설계기준에 대한 문헌연구와 관련특허/기술수준분석 1.2 기존 태양광도로에 적용된 태양광패널에 대한 도로기능/에너지 관련된 성능분석 1.3 국내 적합한 태양광 도로시스템 개발 (특허출원/2년도 등록) 1.4 국내 태양광 도로설계기준(안) 작성 2.1 1차년도 작성된 태양광 도로설계기준(안)에 대한 전문가 자문 2.2 국내 태양광 적용환경 분석, 개발기술 및 기존기술에 대한 옥외 성능평가 (논문) 2.3 태양광 도로패널과의 연계기술 제안(특허출원), 국내 태양광도로 시공매뉴얼(안) 작성 2.4 태양광 적용분석틀 & 사업화전략 보고서 작성, 최종보고서 작성 (논문) 현재 우리나라는 SOC시설물이 1980년부터 급증하기 시작하여 이제 노후화에 대한 대책마련이 시급한 실정임. 이에 내구수명이 20년을 상회하는 태양광 패널 적용 도로시스템이 개발되면 이를 통해 도로의 운송기능과 전기공급이라는 2가지 공공재를 함께 창출할 수 있음. 신재생에너지 중 태양광의 경우에는 태양광 대여사업의 의무화 조항을 제외하고는 정부가 민간참여를 독려하는 형태로 정책방향이 설정되어 있는 실정임. 이러한 가운데 도로는 정부가 주로 운영하는 공공재로, 태양광 도로의 건설은 국가주도적으로 운영가능하여 그 파급효과가 매우 클 것으로 예상됨. 예를 들어 2015년 현재 도로현황을 보면 전체적으로 107,527km이며 도심지 교통밀도가 높은 도심지역을 제외한 고속국도와 일반국도, 지방도 등만을 고려하더라도 36,000km수준으로 이는 정부 및 지자체 중심으로 태양광 도로의 설치가 가능하여 그 파급효과가 매우 큼. 다만, 초기비용이 많이 든다는 점에서 장기적 전략을 갖고 이에 대한 사업계획이 마련될 필요가 있음. 특허 정보검색싸이트(www.kipris.or.kr)에서 태양광 도로, 태양광 도로시스템, 태양광 도로포장, 태양광 도로패널 등의 단어를 검색한 결과, 세종시 자전거 도로에 설치된 태양광 지붕과 같은 도로 부속시설 위주의 특허만이 검색됨. 이는 도로포장에 태양광 패널이 적용된 기술개발은 전무함을 보여주고 있음. 주관연구기관은 2015년 태양광 도로의 국내 적용성 연구를 위해 국내 고속도로 준공년한이 일정기간이 지난 지역을 중심으로 기상청 자료를 통해 일사량과 청명지수 분석을 통해 선정된 지역을 대상으로 고속도로의 재포장시와 태양광 도로의 설치시의 경제성을 비교한 결과, 13.37년 사용시 에너지 창출로 인한 초기비용이 재포장시와 동일한 수준이 됨을 발표한 바 있으며 이를 통해 다음과 같은 연구결과를 발표한 바 있음. (2015년 한국도로학회 가을학술대회) 참여기업의 연구진 중 일부는 국가R&D로 진행된 집전도로 개발연구를 수행한 바 있어 이와 유사한 태양광 도로시스템 개발에 도움이 될 수 있음. |
|||||
| 색인어 | 한글 | 태양광 도로 | 태양광도로 설계기준 | 옥외 성능평가 | 하이브리드 공공재 | 사업화 전략 |
| 영문 | solar road | solar road design standard | field performance evaluation | hybrid public goods | commercialization strategy | |
| 최종보고서 | 최종보고서(서경대학교)_평가후수정보완.pdf | |||||