R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 202020CTAP-C151889-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 고전도 초고성능 콘크리트를 이용한 400도 이상의 열사이클 조건에서의 열저장 기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2019-04-15 ~ 2020-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 양인환 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
8명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 200,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 200,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 360,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 360,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 군산대학교산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
- 본 연구에서는 태양열 열저장 모듈(thermal energy storage module) 장치에 적용하기 위한 고전도 초고성능 특성에 기반하는 시멘트 복합재료를 개발 - 고전도 초고성능 기반 복합재료를 이용한 고체 콘크리트 매체를 열저장 장치에 활용하여 저비용？고효율의 태양열 발전 열저장시스템 기술을 개발 - 400℃ 이상의 고온의 열을 저장하는 열저장 핵심요소기술 개발 - 또한, 개발 대상 기술은 400℃ 이상의 고온 상태의 태양열을 효율적으로 Charging과 Discharging을 할 수 있는 고전도 고성능 콘크리트 모듈 장치 특성을 분석하고, 집열장치로 모은 태양열 에너지를 효율적으로 저장할 수 있는 모듈 시스템에 관한 기술 개발임. [최종목표] - 태양열을 효율적으로 활용하기 위해서는 400℃ 이상의 고온의 열을 저장하는 열저장 기술개발이 핵심요소기술임. - 본 연구결과를 400도 이상의 극한의 반복적인 열 사이클(thermal cycling) 조건에서 열적 저항 성능을 갖는 고전도 섬유보강 재료 기반 초고성능 콘크리트 고체 매체를 활용한 태양열 현열 저장 장치에 활용하고자 함. - 따라서, 본 연구에서는 다음의 최종목표를 설정함. ？ 400℃ 이상의 고온의 열에너지를 효율적으로 저장하기 위한 최적의 무기계열 복합재료 제조 및 배합 기술 개발 ？ 복합 재료를 이용한 현열 저장 형태의 고온 축열 성능평가 [연구내용 및 범위] - 미세먼지 발생은 국내외적으로 큰 사회적 문제를 유발하고 있으며, 특히 국내에서는 화력발전소에서의 화석연료 소비로 인한 미세먼지 농도 증가가 심각한 것으로 알려져 있음. 이에 대한 대안으로 화력 발전을 통한 에너지 획득 대신에 신재생 에너지를 이용한 에너지 자립기술이 요구되고 있음. ※신재생 에너지 중에서 태양열을 이용한 에너지 획득은 풍력, 파력 등에 비해 상대적으로 지역적, 환경적 한계가 거의 없고 반무한적인 에너지 자원임. ※특히, 태양열 에너지 획득을 위해서는 열에너지 저장장치 시공이 필수적이며, 이는 전통적인 건설산업을 탈피할 수 있는 또 하나의 고부가가치 인프라 산업이 될 수 있음. - 또한, 선진 각국에서 활발히 기술개발이 진행되어 실용화 단계에 접어든 신재생에너지로는 태양에너지, 풍력에너지가 주종을 이루며, 바이오매스, 지열, 파력, 조력 등을 이용한 신재생에너지 개발도 활발히 진행되고 있음. - 태양열 에너지 산업은 무한정의 미래 에너지확보 및 산업구조 전환에 필수적이며 지속가능한 에너지산업으로, 환경오염 없는 그린 에너지로 에너지 소비 및 수급 특성상 우리나라 연건에 필수적인 산업임. -태양열 저장(축열)은 필요한 에너지원인 열에너지를 다른 물질에 저장할 수 있기 때문에 주간에 저장해 둔 열에너지를 야간에 활용할 수 있음. ※ 안정적인 전력 생산을 할 수 있다는 점에서 다른 신재생에너지원과 차별화 되는 큰 장점이며, 또한 중동의 건설시장에서 태양열에너지？발전 기술과 해수 담수화 산업을 연계해서？더 큰 부가가치를 창출 할 수 있음. - 따라서, 본 연구의 주요 연구내용 및 연구범위는 다음과 같음. ？ 고온의 충열(charging)과 방열(discharging) 극한환경 조건에서 적용하기 위한 복합 재료를 이용한 콘크리트 제조기술 연구 ？ 고전도 초고성능 섬유보강 복합 건설재료를 활용하는 고온 열에너지 저장을 위한 콘크리트 제조용 바인더 특성 분석 ？ 현열 저장용 고전도 초고성능 복합 재료 기반 콘크리트의 열역학 성능 평가 ？ 400℃ 이상의 고온에서의 열 사이클(thermal cycling) 실험 수행 및 성능평가 ？ 열 사이클 조건에서의 고전도 섬유보강 기반 콘크리트의 열적 특성 변화 연구 ？ 고전도(high-thermal conductivity) 섬유보강 콘크리트 고체 매체를 이용한 현열 저장 모듈의 열저장 기술 개발 연구 ？ 고체 열저장 모듈 유닛(unit)장치 모델링 및 모듈 장치의 열전달 성능평가 ？ 열저장 성능 실험결과와 열저장 성능 평가결과와의 적합성 분석 |
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| 색인어 | 한글 | 태양열 에너지 | 열저장 | 초고성능 콘크리트 | 고열전도 | 현열 |
| 영문 | solar energy | thermal storage | ultra high performance concrete | high thermal conductivity | sensible heat | |
| 최종보고서 | 최종보고서_210223.pdf | |||||