| 2차년도 |
국내외 태양광 도로시스템에 대한 문헌연구 및 현장조사를 실시하고 성능분석을 통하여 국내실정에 적합한 도로시스템 제안 및 특허출원
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국내외 태양광 도로시스템에 관한 문헌자료들을 수집, 연구 그룹을 구성하였음. 국내외 특허 및 기술 수준 분석을 실시하여 관련연구에 관한 사업 동향 파악을 실시 예정. 국내 도로설계기준 문헌조사와 태양광 도로 방문조사와 더불어 앞선 문헌연구를 통해 국내에 적합한 태양광 도로시스템 제안을 할 예정.
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
- 태양광 패널은 20년이상 그 효율이 80% 이상 유지되는 장점이 있으나 이는 외부하중작용이 미비한 건축물 중심이고 도로에 적용될 경우에는 교통하중과 빛의 통과를 담당할 강화유리 등의 설비가 추가되어야 함. 이 경우, 패널의 크기에 따라 하중분담이 적어 질 수 있는 점을 고려하여 블록형태, 판넬형태 등 다양한 패널의 적용이 필요함. 이러한 점들을 충분히 고려한 도로시스템의 개발은 태양광 패널 요소기술의 개발에 앞서 기존 태양광 도로에서의 특장점을 분석하여 국내 적합한 도로시스템을 개발하는 것이 바람직함. - 본 연구는 이러한 점을 고려하여 도로설계기준을 만족하는 태양광 도로시스템을 개발하고 이를 옥외 성능평가를 통해 적용성 검토를 수행하는 주연구목표외에도 태양광 도로설계기준(안) 및 시공매뉴얼(안)의 작성을 포함하고 있어 향후 관련 연구에 많은 도움을 줄 수 있음. - 또한, 태양광 도로의 적정입지 선정을 위한 적용환경 분석틀도 이 연구를 통해 제안될 예정이므로 지역적 특성을 반영한 기술의 도입이 가능함. - 미국, 프랑스, 네델란드 등 선진국이 최근 시범도로를 운영하고 있는 실정으로 이를 벤치마킹하여 국내 우수한 태양광 패널제작기술을 기초로 국내 우수한 도로시공기술이 접목되면 향후 세계적으로도 선도적인 위치에 도달할 수 있을 것으로 기대됨. - IT기술의 급진적 성장과 함께 새로운 개념의 교통수단 개발과 함께 IT기술의 접목으로 스마트해지려는 경향이 있으며 이때, 필요한 것이 바로 전력의 공급이며 이러한 전력의 공급은 다양한 IOT기술과의 연계가 가능해져 모니터링 및 위기대응이 가능한 스마트 도로의 건설이 가능하게 될 것으로 기대됨.
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| 사회 경제적 파급효과 |
- 화석연료와 원자력의 이용이 점차 기후변화와 재난발생의 위험으로 인해 점진적으로 외면받고 있는 시점에 태양광을 통한 에너지창출원의 확보는 바람직하며 특히, 전세계적으로 태양광이 적절한 우리 나라의 환경에서도 가장 바람직한 신재생에너지의 창출이 될 것임. - 4차 신재생에너지 기본계획에 따르면 2025년까지 태양광 에너지는 핵심에너지로 선정되어 향후 10년간 3배 정도의 신장을 계획해야 함. 이때, 민간참여를 유도하는 것보다는 최근 도로의 노후화로 인한 보수보강, 재포장 등이 후속되는 점을 고려하여 국가재산인 도로에 전력생산이 가능한 태양광 패널을 설치하여 운영하게 되면 도로의 교통기능과 전력생산기능을 함께 담당하는 하아브리드 효과가 발생할 수 있음. - 도로연장이 2015년 현재 10만킬로 이상인 점은 중장기계획의 설립으로 태양광 도로의 건설을 시행에 옮길 경우, 태양광 패널이 갖는 내구성을 감안한다면 장기적 측면에서 경제적 효과가 높을 것으로 판단됨. - 현재, 압전도로 등과 연계될 경우, 그 시너지 효과는 매우 클 것으로 예상되며 이는 새로운 고부가가치의 건설기술로 해외에 진출가능성을 높일 수 있을 것으로 기대됨.- 본 연구성과물에서 태양광도로 포장시스템 개발을 통하여 성능평가 과정을 진행하고 이와 관련하여 기술 개발 등에 관한 특허를 분석, 전문가를 활용하여 경제성 분석을 실시할 것임. - 또한 2차연도에선 각 성과물에 관하여 사업화의 타당성을 조사 및 검토하고, 이에 따른 사업화의 경제성을 도출할 것임. - 태양광 도로는 전력공급이 원활하지 않은 지역의 도로에도 다양한 기능의 추가가 가능하게 되어 균형적인 국토발전에 이바지할 수 있음. - 또한, 전력공급이 원활하지 않은 산악지역에서의 재난관리 모니터링에도 도움을 줄 수 있음. - 태양광 도로포장시스템에 압력센서, LED, 마이크로프로세서 등의 IT 기술이 융복합 될 경우 지방국도 지역에서 야생동물 출현시 주행중인 차량에 경고신호를 보내거나 도로에 LED를 이용한 경고신호를 보냄으로써 운전자와 야생동물의 안전을 도모할 수 있음. - 주차장에 태양광 도로판넬을 이용하여 자가 발전시 주차장의 전력을 자체해결할 수 있으며, 전기자동차의 충전시 적극 활용할 수 있을 것으로 판단됨. 또한 급전도로와 태양광 도로 판넬이 융합된다면 도로 주행중에도 충전 및 전력공급을 기대할 수 있음. 이는 충전소 등과 같은 인프라 부족으로 보급이 더딘 전기자동차 시장에 파급효과가 기대됨.
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| 활용방안 |
태양광 도로는 기상과 관련되어 자연조건의 이용을 위해 기상자료(일사량, 청명지수) 등의 지역적 특성 분석을 통해 태양광 도로 건설의 타당성을 검토하는 분석틀을 제공하므로써 태양광 도로 건설을 위한 적용성 검토에 이용가능. 도로는 주차장, 보도, 자전거도로, 일반도로 등 다양한 교통하중이 적용되는 시설로 사용환경에 따라 다른 설계기준이 적용됨. 따라서, 태양광 도로 또한 그 목적에 따라 사용패널을 달리 적용하는 것이 바람직하며 이는 태양광 패널의 에너지효율과 관련된 요소기술 외에 교통하중에 대한 성능 또한 구비되어야 함. 이러한 점에서 본 연구를 통해 작성될 태양광 도로설계기준(안)과 태양광 도로 시공매뉴얼(안)은 향후 태양광 패널의 발전을 감안하더라도 이를 만족시키는 요소기술의 개발과 보조를 같이 할 수 있음. 최근 도로를 포함한 SOC시설물의 노후화로 인해 유지보수에 관련된 정책이 크게 집중받고 있는 실정으로 이에 본 연구개발성과는 국가가 주도하는 2가지의 공공재인 도로와 전력이 혼재된 하이브리드 개념을 갖고 있음. 특히, 2015년 도로연장이 아래와 같이 10만킬로미터를 상회하는 점은 국가주도의 태양광 에너지 증산에 큰 도움을 줄 수 있음. 도로가 점점 스마트해지고 IOT기술 기반의 유지관리를 위한 모니터링기술이 계속적으로 발전해가며 전기에너지를 포함한 도로시스템의 변화가 박차를 가하고 있는 실정임. 이러한 점에서 도로가 전력을 창출하는 하이브리드 효과를 갖게 되면 기존 전력시설의 이용이 힘든 지역에도 이러한 스마트한 도로의 건설이 가능하게 됨.
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