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요약문
Executive Summary
목차
제1장 기획과제의 개요 14
1. 기획연구의 배경 14
2. 기획연구의 범위 16
제2장 국내외 환경분석 및 대응전략 21
1. 정책 동향 21
1.1. 국내 정책 동향 21
1.2. 국외 정책 동향 23
2. 시장 동향 25
2.1. 국내 시장 동향 25
2.2. 국외 시장 동향 31
3. 기술 동향 42
3.1. 수상태양광 설계 및 시공기술 42
3.2. 부유식 해상 태양광 발전을 위한 부력체 및 계류시스템에 필요한 기술 현황 조사 59
4. 특허 동향 71
4.1. 국가별 출원동향 71
4.2. 세부기술별 출원동향 74
4.3. 특허동향분석 결론 80
5. 국가지원 연구개발 현황 조사 82
6. 핵심기술 선정 83
6.1. 개요 83
6.2. 기술수요조사 85
제3장 본 사업 연구목표·연구내용 및 추진전략 89
1. 연구개발 배경 및 목적 89
2. 연구개발 비전 및 전략목표 90
3. 연구분야 및 핵심기술별 연구내용 92
3.1. 부유식 해상 태양광 복합 단지 설계 기술 92
3.2. 부유식 해상 태양광 대면적 부유체 기술 94
3.3. 부유식 해상 태양광 발전 계류시스템 설계 및 시공 기술 96
4. 추진전략 98
4.1. 기술로드맵 98
4.2. 추진체계 및 협력방안 99
4.3. 소요연구비 및 인력투입 계획 100
5. 기술개발효과 및 활용방안 100
5.1. 기술개발효과 100
5.2. 활용방안 및 실용화 전략 102
참고문헌 104
서지자료 106
Bibliographic Data 107
판권기 108
[표 2.1.1] 신재생에너지 공급인증서 가중치 22
[표 2.2.2] 2018년 국내 발전사 신재생에너지 프로젝트 개발 동향 26
[표 2.2.3] 육상태양광발전과 수상태양광 발전 시스템 비교 27
[표 2.2.4] 국내 수상태양광발전시설 설치·운영 현황 28
[표 2.2.5] 주요 국내외 전문기관의 태양광 균등화 발전원가(LCOE) 전망 31
[표 2.2.6] 전 세계 부유식 태양광 설치 현황(상위 20개) 35
[표 2.2.7] 대륙별 인공저수지에 설치 가능한 수상태양광의 잠재력 및 전력 생산량 36
[표 2.3.1] 수상 태양광 설계시 고려사항 42
[표 2.3.2] 수상 태양광 부유체 주요 재질 45
[표 2.3.3] 계류시스템 설계시 고려사항 52
[표 2.3.4] 앵커 형식별 특징 56
[표 2.3.5] 설치와 확장을 용이하게 하는 수상태양광 구성 요소 58
[표 2.3.6] 해상 태양광 부유체 재료별 특성 비교 60
[표 2.3.7] 계류시스템 설계기술(API 1996, DNV 2010, NFEC 2012) 67
[표 2.4.1] 관절형 부유체 설계 핵심기술의 IP History 분석 75
[표 2.4.2] 해상 태양광 부유체 계류 및 앵커링 시스템 설계 기술의 IP History 분석 78
[표 2.4.3] 해상 부유체 동적 거동 제어를 위한 댐퍼 설계 기술의 IP History 분석 80
[표 2.5.1] 국가지원 연구개발 현황 82
[표 2.6.1] 기술수요조사서 세부항목 86
[표 2.6.2] 전문가 기술수요조사를 통해 도출된 필요기술 87
[표 3.3.1] 주요 연구개발 내용-부유식 해상 태양광 복합 단지 설계 기술 93
[표 3.3.2] 주요 연구개발 내용-부유식 해상 태양광 대면적 부유체 기술 95
[표 3.3.3] 주요 연구개발 내용 97
[표 3.4.1] 소요연구비 계획 100
[그림 1.1.1] KICT의 역할과 책임 14
[그림 1.1.2] 재생에너지 3020 이행계획에 따른 태양광 발전 설비 계획 15
[그림 1.1.3] 해상 태양광 발전시스템 구성도 17
[그림 1.1.4] 중국 해상 태양광 발전시설 17
[그림 1.1.5] 국내 해상 태양광 추진 계획 17
[그림 1.1.6] 수상 태양광 발전시스템의 형식 18
[그림 1.1.7] 부유체 고정을 위한 계류시스템 19
[그림 1.1.8] 부유체 고정을 위한 앵커시스템 20
[그림 1.1.9] 부유체 제어를 위한 댐퍼의 종류 20
[그림 2.2.1] 연도별 국내 태양광 설치현황 25
[그림 2.2.2] 국내 설치·운영 중인 수상태양광발전시설 분포 29
[그림 2.2.3] 새만금 조감도 30
[그림 2.2.4] 새만금 지역 담수호 태양광 발전용량 30
[그림 2.2.5] 세계 에너지원별 발전단가 31
[그림 2.2.6] 세계 태양광 발전 단가 동향 32
[그림 2.2.7] 세계 태양광 발전 설치 현황 33
[그림 2.2.8] 10대 주요국 태양광 발전 설치 현황 34
[그림 2.2.9] 2016년도 세계 부유식 태양광 설치 현황 34
[그림 2.2.10] Okegawa 저수지 37
[그림 2.2.11] Kawagoe 저수지 37
[그림 2.2.12] Umenoki 저수지 38
[그림 2.2.13] 화이난 수상 태양광 발전 시설 38
[그림 2.2.14] Sheeplands farm 수상 태양광 발전 시설 39
[그림 2.2.15] Godely 수상 태양광 발전 시설 39
[그림 2.2.16] Queen Elizabeth Ⅱ 수상 태양광 발전 시설 40
[그림 2.2.17] DNV의 태양광 41
[그림 2.2.18] Swimsol 사의 2016년에 몰디브에 띄운 96 kW 규모의 "SolarSea" 41
[그림 2.3.1] 수상 태양광 시스템의 주요 엔지니어링 항목 43
[그림 2.3.2] 수상 태양광 시스템의 주요 엔지니어링 절차 44
[그림 2.3.3] 수상 태양광 발전을 위한 부유체 45
[그림 2.3.4] 수상 태양광 부유체 형식 1 46
[그림 2.3.5] 수상 태양광 부유체 형식 2 47
[그림 2.3.6] 부유체의 안정성 확보 방법 48
[그림 2.3.7] 수상 태양광 부유체 종류 49
[그림 2.3.8] 일체형 부력체 연결 방법 49
[그림 2.3.9] 개별 부력체 연결방법(특허 10-1481093) 50
[그림 2.3.10] 개별 부력체 연결방법(특허 10-1685787) 50
[그림 2.3.11] 개별 부력체 연결방법(특허 10-1892970) 51
[그림 2.3.12] 개별 부력체 연결방법(특허 10-1578680) 51
[그림 2.3.13] 계류의 형식 12
[그림 2.3.14] 부유체 제어를 위한 탄성체 댐퍼 53
[그림 2.3.15] 합천댐 수상 태양광 계류시스템 54
[그림 2.3.16] 계류 형상에 따른 계류시스템 54
[그림 2.3.17] 부유체 고정을 위한 앵커시스템 55
[그림 2.3.18] 닻 앵커 구조 및 종류 55
[그림 2.3.19] 중력식 앵커 56
[그림 2.3.20] 석션 앵커 56
[그림 2.3.21] 일반적인 수상태양광 설치 프로세스 58
[그림 2.3.22] 해상 태양광 부유체 형식(몰디브 Swimsol사) 61
[그림 2.3.23] 해상 태양광 부유체의 안정성 62
[그림 2.3.24] 단위 모둘 접합에 의한 해상부지 확장 62
[그림 2.3.25] 파랑에 의한 해상 태양광 부유체의 거동 63
[그림 2.3.26] 해상 부력체 연결방법(특허 10-1878156) 64
[그림 2.3.27] 해상 부력체 연결방법(특허 10-1787698) 64
[그림 2.3.28] 해상 부력체 연결방법(특허 10-1171683) 65
[그림 2.3.29] 해상 부력체 연결방법(공개특허 10-2014-0048360) 65
[그림 2.3.30] 해상 부력체 연결방법(공개특허 10-2018-0063702) 66
[그림 2.3.31] 계류시스템 최적 배치 및 앵커 공유 기술 68
[그림 2.3.32] 병렬식 그룹 석션앵커 69
[그림 2.3.33] 횡방향 지지력 증대를 위한 다중 석션 파일 기초(특허 10-1421463) 70
[그림 2.3.34] 수중지반 관입 앵커(등록디자인 30-0811686) 70
[그림 2.4.1] 국가별 연도별 특허 출원 현황 72
[그림 2.4.2] 개별국별 연도별 출원 분석 73
[그림 2.6.1] 기획연구의 Total Frame Work 83
[그림 2.6.2] 전문가 자문회의 및 현장견학 84
[그림 2.6.3] 기획연구 과정 주요 성과물 84
[그림 3.2.1] 최종 연구목표 및 전략목표 91
[그림 3.3.1] 기존 기술과의 차별성-부유식 해상 태양광 복합 단지 설계 기술 93
[그림 3.3.2] 기존 기술과의 차별성-부유식 해상 태양광 대면적 부유체 기술 95
[그림 3.3.3] 기존 기술과의 차별성 97
[그림 3.4.1] 기술개발 발전 시나리오 98
[그림 3.4.2] 연구개발 추진체계 및 협력방안 99
[그림 3.5.1] 연구성과의 기대효과 102
[그림 3.5.2] 연구성과의 활용 방안 103