R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201414CHUD-C061979-03 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 비정형 곡면구조 솔라패널 최적배치 프로그램 개발 및 시제품 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2012-04-10 ~ 2015-02-09 | |||||
| 연구책임자 | 이승재 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
10명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 270,000,000 원 기업 : 100,000,000 원 계 : 370,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 670,000,000 원 기업 : 235,000,000 원 계 : 905,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
국가과학기술발전의 제시된 비전에 의해 다양한 분야에서는 미래지향적 R&D사업과 연구가 진행되고 있다. 특히, 2010년 기준 1인당 약 2.5만 달러의 GDP를 기록하고 있는 지금 기술발전에 있어서 발전방향과 미래를 향한 비전의 장이 축척되어 확장될 시기이며, 따라서 상기 비전의 환경/에너지 부문에서 건설산업 분야의 발전 전략 핵심은 인간과 자연이 상생하는 인프라 건설이 가장 중요하고, 친환경？자원절약형 건축기술의 개발은 매우 시급하다. 건설산업 분야의 친환경？자원절약형 건축기술은 저탄소 녹색성장의 정책아래에서 대부분 설비부문과 환경부문의 문제로 다루어 졌으며, 실질적인 구조체의 설계와 계획은 환경적 설계가 가능한 공간과 환경을 제공하는데 치중하였을 뿐이었다. 그러나 가까운 일본의 경우에도 구체적인 건축구조시스템과의 환경적 측면의 시스템 원형 개발은 쉽게 진행되지 못하였으며, 그 원인은 역학적 바탕을 둔 환경적 접근의 체계적인 제시가 없기 때문이다. 그린에너지 정책의 대체 에너지 기술 해결문제와 더불어 건축 공학 및 기술적 접근을 포함한 IT융합 기술의 접목은 많은 분야의 미래지향적인 예측가능 시스템을 구축하는 프로세스이다. 태양열 에너지에 대한 연구와의 파생되는 연구 부산물들의 융 복합을 통해 새로운 기술분야를 창출할 수 있으며, 또한 핵심 기술 중점적 사업을 주도해 나가기 위한 정부의 정책적 받침과 더불어 태양열 에너지 관련연구와 IT 기반 비정형구조물의 복합된 구조안정성 확보는 이제까지의 다른 연구에서는 볼 수 없는 시의성 있는 연구주제라 할 수 있다. 국내의 그린에너지 정책에 부합하여 에너지 소모가 심한 비정형 파사드 구조물의 에너지 효율 대책과 안정성 문제에 관한 연구는 매우 중요한 연구과제 중 하나로 인식됨. 또한, 건설 정보 DB의 활용은 침체일로의 건설시장에 새로운 시장을 구축할 것임. 따라서 비정형 구조물의 태양열 에너지의 활용도에 대한 형태적 관점과 구조물의 역학적 관점을 모두 고려한 설계 기술과 IT기술 융합관련 연구？개발은 현재의 문제점들을 매우 합리적으로 해결할 수 있는 방안중 하나임. [최종목표] 본 과제는 비정형 구조물의 재상에너지 활용 방안으로 비정형 구조체 솔라패널의 적용기법과 설계 시스템에 관한 연구로서 “비정형 곡면구조 솔라패널 최적배치 프로그램 개발 및 시제품 개발”을 최종목표로 연구개발을 수행하며, 에너지 소모가 매우 높은 비정형 파사드 구조물에 대해 중점적으로 연구를 수행한다. 비정형 곡면과 곡면을 형성하는 삼각형 솔라패치 구조모델링 연구에 대한 목표는 1차년도에는 정형 곡면구조를 대상으로 연구를 수행하며, 2차년도에는 비정형 파사드 구조물로 곡면의 차수를 확장해서 연구 수행한다. [연구내용 및 범위] 파라메트릭 디자인의 설계개념을 이용한 곡면의 메쉬 및 삼각패치 분할과 솔라에너지의 활용을 위한 본 연구는 곡면 구조물의 매우 유용한 설계 프로세스를 구축할 수 있으며, 안정성 및 에너지 효율을 모두 만족하도록 설계메커니즘이 구현되어야 한다. 따라서 본 과제의 기술개발은 1년차 연구로 정형 및 비정형 곡면구조의 솔라패널 삼각패치에 관한 연구 개발, 2년차 연구로 비정형 곡면구조에 관한 연구 개발 및 3년차 연구로서 플랫폼형 설계 시스템 구축에 대한 연구이며 각 년차에는 다음과 같은 내용의 연구를 수행한다. 1년차 연구내용 1) 정형 곡면의 형성방법과 기본 모델링 데이터 구조 정립 2) 정형 곡면에 따른 에너지 효율성 검토 3) 단위 솔라패널 구성요소의 설계기본도면 및 단위모형 제작 2년차 연구내용 1) 비정형 곡면의 최대 에너지 효율 메쉬곡면 형성 방법 정립 및 검토 2) 비정형 곡면에 따른 에너지 효율성 검토 및 안정성 검토 3) 솔라패널 삼각패치의 상세접합 및 단위 모듈개발 4) 최적 삼각패치 곡면형성 프로그램 작성 3년차 연구내용 1) 곡면구조 형상정보 및 3D가시화 프로그램 개발 2) 효율성 및 안정성 검토를 위한 인터페이스 개발 3) 곡면형상 및 솔라패널 통합 시스템 및 설계 플랫폼 개발 4) 파일럿 프로젝트 축소모형 제적, 설치 및 결과분석 |
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| 최종보고서 | 최종보고서_비정형 곡면구조.pdf | |||||