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자료명/저자사항
신·재생에너지설비 시공 및 설치확인 기준 제·개정 / 지식경제부 [편] 인기도
발행사항
[과천] : 지식경제부, 2010
형태사항
450 p. : 삽화, 도표, 사진, 설계도 ; 30 cm
제어번호
MONO1201032202
주기사항
최종보고서
주관기관: 한국산업기술시험원
수행책임자: 이우섭
원문
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표제지

제출문

에너지·자원기술개발사업 최종보고서 초록

요약문

목차

I. 신·재생에너지 원별 기술개요 12

1. 태양광 13

1-1. 집광채광 22

2. 태양열 및 태양열 냉난방 26

3. 풍력 37

4. 지열 46

5. 수력설비(소수력 위주로) 61

6. 목재펠릿 보일러 68

II. 원별 시공기준 개정내역 분석 (2008. 12 ⇒ 2010. 1 개정 ⇒ 2차 개정안) 76

1. 태양광설비 개정내역 분석 77

1-1. 집광채광설비 개정내역 분석 77

2. 태양열설비 개정내역 분석 78

3. 지열설비 개정내역 분석 80

4. 풍력설비 개정내역 분석 81

5. 수력설비 개정내역 분석 82

6. 목재펠릿 보일러 83

7. 태양열 냉난방 시스템 83

III. 신·재생에너지설비 원별 시공기준 (2010. 1. 현행기준 반영) 84

1. 태양광설비 시공기준 85

1-1. 집광·채광설비 시공기준 89

2. 태양열설비 시공기준 92

3. 지열설비 시공기준 98

4. 풍력설비 시공기준 109

5. 수력설비 시공기준 111

6. 목재펠릿보일러 시공기준 132

IV. 신·재생에너지설비 원별 시공기준 (개정안) 136

1. 태양광설비 시공기준 137

1-1. 집광·채광설비 시공기준 141

2. 태양열설비 시공기준 144

3. 지열설비 시공기준 150

4. 풍력설비 시공기준 211

5. 수력설비 시공기준 215

6. 목재펠릿보일러 시공기준 217

7. 태양열 냉난방시스템 시공기준 221

V. 설치확인 현장점검표 (개정안) 236

1. 태양광설비 현장점검표 237

1-1. 집광채광설비 현장점검표 240

2. 태양열설비 현장점검표 242

3. 지열설비 현장점검표 247

4. 풍력설비 현장점검표 257

5. 수력설비 현장점검표 264

6. 목재펠릿보일러 현장점검표 266

7. 태양열 냉난방시스템 현장점검표 270

VI. 신·재생에너지 원별 시공기준 해설서 276

1. 태양광 해설서 277

1-1. 집광채광 해설서 292

2. 태양열 해설서 305

3. 지열 해설서 330

4. 풍력 해설서 344

5. 수력설비 해설서 356

6. 펠릿보일러 해설서 377

7. 태양열 냉난방시스템 해설서 387

VII. 결론 394

부록. 각 신재생에너지원별 공청회 및 기술위원회 내용[개인신상정보 삭제] 398

〈표 1-1〉 인증품목 및 적용 규격 21

〈표 2-1〉 태양열 적용기술의 구분 30

〈표 3-1〉 풍력발전의 장단점 39

〈표 3-2〉 대체에너지 발전에 대한 고용창출 기능 41

〈표 3-3〉 풍력발전에 대한 직/간접 고용창출 42

〈표 3-4〉 에너지별 발전단가 비교 43

〈표 3-5〉 유럽의 여러 나라별 에너지원의 외부비용 비교 (C cents/kWh)(이미지참조) 44

〈표 3-6〉 풍력발전으로 얻은 외부비용절감 (2000년 기준) 44

〈표 3-7〉 2000년의 풍력발전으로 인한 CO₂, SO₂, NOx 감소현황(이미지참조) 45

〈표 5-1〉 소수력 기술의 분류 61

〈표 5-2〉 소수력 발전 보급 잠재량 62

〈표 5-3〉 사업자별 소수력 보급 현황 63

〈표 5-4〉 핵심기술과 세부기술의 국내 기술 수준(설문조사 결과) 63

〈표 5-5〉 핵심기술의 선진국 대비 국산화율 64

〈표 5-6〉 세계 소수력 발전소 운영현황 65

〈표 6-1〉 연료별 단위비용당 발열량 69

〈표 1〉 집광채광기 분류 - 신재생에너지 설비심사 세부기준 297

〈표 2〉 조도 분류와 일반 활동 유형에 따른 조도값 302

〈표 3〉 장소별 조도 (예시) 303

〈표 4〉 지역별 집열기 설치 높이(H)에 따른 최소 간격(L) 325

〈표 5〉 그늘이지지 않기 위한 지역별 태양입사각 325

〈표 6〉 접지공사의(접비공사의) 종류 및 접지저항치 353

〈표 7〉 목재펠릿 품질 규격 378

[그림 1-1] 태양광 발전 시스템 계통도 13

[그림 1-2] 태양전지 종류 14

[그림 1-3] 설비보급 기반 구축 사업의 요소 15

[그림 1-4] IEC의 조직도 17

[그림 1-5] IECEE CB Scheme 18

[그림 1-6] 인증회원국 NCB 및 CBTL 19

[그림 1-7] IECEE CTL WG 리스트 20

[그림 1-8] IECEE CTL Expert Task Force 20

[그림 1-9] 집광채광 장치 22

[그림 1-10] 집광채광설비의 구성 23

[그림 2-1] 태양열 시스템 구성요소 27

[그림 2-2] 자연순환식 일체형 태양열 온수기 28

[그림 2-3] 설비형 태양열 시스템 28

[그림 2-4] 물의 현열을 이용하는 태양열 축열조 32

[그림 2-5] 태양열 온수급탕 시스템 33

[그림 2-6] 태양열 온수급탕 시스템 시공 과정 34

[그림 2-7] 태양열 발전(California Barstow에 위치한 Solar One) 36

[그림 3-1] 기어(Geared)형 GE 1.5 MW 풍력발전기 구조 37

[그림 4-1] 지열 에너지의 활용. 47

[그림 4-2] 상업용 또는 중대형 건물에 적용된 토양열원 열펌프 시스템. 50

[그림 4-3] 지하수열원 열펌프 시스템. 50

[그림 4-4] 지표수열원 열펌프 시스템. 51

[그림 4-5] 냉각탑을 병용하는 하이브리드 지열 시스템. 52

[그림 4-6] 연중 외기 온도 및 지중온도 변화(2003~2004년). 53

[그림 4-7] 지열 열펌프 시스템과 기존 냉난방 설비의 효율 비교[DOE(2001)]. 53

[그림 4-8] 수직 U자 관 지중열교환기 파이프의 설치 개략도[IGSHPA(2000)]. 54

[그림 4-9] 지열열펌프 시스템의 냉난방 사이클. 56

[그림 4-10] 지열 열펌프 시스템에 적용되는 열펌프 유닛. 57

[그림 4-11] 연간 냉난방 비용 비교[EPA(1993)]. 60

[그림 5-1] 주요국의 역점 기술분야 66

[그림 5-2] 주요국가의 기술력 지수 67

[그림 6-1] 목재펠릿보일러의 구조 69

[그림 6-2] 목재펠릿 연료 69

[그림 6-3] 건타입 형식의 연소기 71

[그림 6-4] 상부 공급 도가니식 연소기 71

[그림 6-5] 열효율 95% 72

[그림 6-6] 콘덴싱 103% 효율 72

[그림 6-7] 자동 연관청소 시스템 73

[그림 6-8] 자동 재처리장치 및 Ash 박스 73

[그림 6-9] 연료 공급 장치에서의 역화 방지 구조 73

[그림 6-10] 인증 표시 75

[그림 1] TFR-CV 전선 282

[그림 2] 접속함 283

[그림 3] 태양광 모듈 커넥터의 예 285

[그림 4] 태양광 모듈 배선의 예 285

[그림 5] 태양광 모듈 전용 커넥터의(커넥터의) 예 286

[그림 6] 태양광 접속함의 역전류 다이오드 설치 예 287

[그림 7] 5점법에 의한 평균 조도의 산출법 302

[그림 8] 부동액 이용 열교환기 피부설치 밀폐형 시스템 305

[그림 9] 부동액 이용 열교환기 외부설치 개방형 시스템 306

[그림 10] 부동액 이용 열교환기 외부설치 반밀폐형 시스템 306

[그림 11] 부동액 이용 열교환코일 삽입 밀폐형 시스템 307

[그림 12] 부동액 이용 열교환코일 삽입 개방형 시스템 308

[그림 13] 부동액 이용 열교환코일 삽입 반밀폐형 시스템 308

[그림 14] 이중탱크 밀폐형 시스템 309

[그림 15] 이중탱크 개방형 시스템 310

[그림 16] 이중탱크 반밀폐형 시스템 310

[그림 17] 자동배수 밀폐형 시스템 311

[그림 18] 자동배수 개방형 시스템 312

[그림 19] 축열조 직접 수동밸브 이용 급탕방식 313

[그림 20] 축열조 직접 전동밸브 이용 급탕방식 313

[그림 21] 열교환코일 수동밸브 이용 급탕방식 314

[그림 22] 열교환코일 전동밸브 이용 급탕방식 314

[그림 23] 급탕조 수동밸브 이용 급탕방식 315

[그림 24] 급탕조 전동밸브 이용 급탕방식 315

[그림 25] 이중탱크 수동밸브 이용 급탕방식 316

[그림 26] 이중탱크 전동밸브 이용 급탕방식 316

[그림 27] 급탕조 열교환코일 수동밸브 이용 급탕방식 317

[그림 28] 급탕조 열교환코일 전동밸브 이용 급탕방식 317

[그림 29] 축열조 직접 펌프 이용 난방방식 318

[그림 30] 축열조 직접 전동밸브 이용 난방방식 318

[그림 31] 분리형 펌프 이용 난방방식 319

[그림 32] 분리형 전동밸브 이용 난방방식 319

[그림 33] 예열형 펌프 이용 난방방식 320

[그림 34] 예열형 전동밸브 이용 난방방식 320

[그림 35] 혼합형 펌프 이용 난방방식 321

[그림 36] 혼합형 전동밸브 이용 난방방식 321

[그림 37] 집열기 설치대의 예 323

[그림 38] 집열기 경사각 324

[그림 39] 집열기 배열의 예 324

[그림 40] 집열기 설치 간격 325

[그림 41] 축열조 내부 디퓨져의 예 326

[그림 42] 헤더판 사용 역회수 방식과 집열기 다단 설치시 역회수 방식 326

[그림 43] 축열조 및 배관의 센서 부착 예 327

[그림 44] 옥내 배관 및 보온의 예 329

[그림 45] 자동제어 장치의 예 329

[그림 46] 풍력발전기의 타워 시설 방식 347

[그림 47] 수직축 프랜시스 수차의 부품 (1) 364

[그림 48] 수직축 프랜시스 수차의 부품 (2) 365

[그림 49] 수평축 프랜시스 수차의 부품 366

[그림 50] 수평축 펠톤 수차의 부품 367

[그림 51] 수직축 펠톤 수차의 부품 368

[그림 52] 수직축 단륜 4사 펠톤 수차의 부품 368

[그림 53] 수직축 카플란 수차의 부품 369

[그림 54] 수력 발전설비의 주요 구성품 - 발전기 371

[그림 55] 버터플라이(접형) 밸브 372

[그림 56] 니들 밸브 373

[그림 57] 슬루스 밸브 373

[그림 58] 로터리 밸브 374

[그림 59] 기계식 조속기 375

[그림 60] 전기식 조속기 376

[그림 61] 목재펠릿보일러(예) 377

[그림 62] 목재펠릿 378

[그림 63] 연통 설치(높이)의 예 380

[그림 64] 통기구(폭발구) 설치의 예 381

[그림 65] 보일러와 굴뚝사이의 연도 382

[그림 66] 개방식의 예 383

[그림 67] 밀폐식(압력식)의 예 383

[그림 68] T이음매 설치 384

[그림 69] 공업용 바이메탈식 온도계의 구조 385

[그림 70] 1중 효용(Single-effect) 태양열 구동 흡수식 냉동기 388

[그림 71] 2중 효용(Double-effect) 태양열 구동 흡수식 냉동기 389

[그림 72] 태양열 냉난방 시스템(1) 389

[그림 73] 태양열 냉난방 시스템(2) 390

[그림 74] 냉방 및 급탕 운전시의 시스템 운전 상세도 391

[그림 75] 난방 및 급탕 운전시의 시스템 운전 상세도 391

[그림 76] 선다 코리아 태양열 냉방 시스템 구성도 392

[그림 77] G&C Technology 태양열 냉난방 시스템 구성도 392

[그림 78] (주)쏠라맥스 태양열 냉난방 시스템 구성도 393

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I. 제목 :

신·재생에너지설비 시공 및 설치확인 기준

II. 기술개발목적 및 중요성

신재생에너지는 과다한 초기투자의 장애요인에도 불구하고 화석에너지의 고갈문제와 환경문제에 대한 핵심 해결방안이라는 점에서 선진 각 국에서는 신재생에너지에 대한 과감한 연구개발과 보급정책을 추진하고 있다. 또한 전 세계적으로 신재생에너지 관련 투자는 매년 60~70%씩 급증하고 있으며, 세계 각국이 치열한 시장 경쟁을 전개하고 있다.

이러한 추세에 따라 정부는 2008년 8월 '제1차 국가에너지기본계획(2008~2030)'에 이어 9월 '그린에너지산업 발전전략" 12월 '녹색성장산업 발전전략' 확정으로 '녹색성정의 밑그림'을 완성했으며, '제1차 국가에너지기본계획'의 10개 후속계획 중 핵심인 '제4차 에너지이용합리화기본계획'과 '제3차 신재생에너지 기술개발 및 이용보급 기본계획'을 지난해 모두 확정하였다. 이에 정부는 신재생에너지 보급목표인 1차 에너지 대비 신재생에너지 비중으로 2015년 4.3%, 2020년 6.1%, 2030년 11.0% 달성을 위해 2030년까지 총 111조5000억원을 투입키로 하였으며, 2012년부터 신재생에너지 의무할당제를 시행하고, 태양광과 태양열, 소형풍력, 지열 등을 활용한 '그린홈 100만호 보급사업' 등을 추진함에 따라 신재생에너지설비의 보급이 활성화될 것으로 보인다.

이에 따라 점차 다양해지고, 관련기술이 선진화되는 추세에 부합할 수 있는 체계적이고 선진화된 기술기준, 성능평가기법 및 사후관리의 중요성이 대두되고 있다. 적정한 설계 및 시공기준의 개발은 보급된 시스템의 사후관리 비용 절감과 성능향상으로 인한 에너지 생산을 효과적으로 할 수 있게 될 뿐만 아니라 보급확대를 위해서 필수적으로 선행되어야 한다.

III. 기술개발내용 및 범위

○ 기 제정된 시공 및 설치확인 기준 분석

- 태양열, 풍력, 소수력, 지열, 태양광 설비의 시공 및 설치확인 기준 개정(안) 마련

- 바이오펠릿보일러, 집광채광 설비의 시공 및 설치확인 기준(안) 마련

- 태양열, 풍력, 소수력, 지열, 태양광, 바이오펠릿보일러, 집광채광 설비의 시공 및 설치확인 기준 개정(안) 마련

- 태양열냉난방 설치확인 기준(안) 마련

○ 각 신재생에너지원별 매뉴얼(현장점검표, 해설서) 작성

IV. 기술개발결과 및 활용에 대한 건의

V. 기대효과

○ 기술적 측면

- 선진국 수준의 시공 및 설치확인 기준 확보를 통한 시공기술력 향상

- 신재생에너지설비의 신뢰성 확보로 보급 활성화 기반조성

- 신재생에너지설비의 국산화 및 상용화 촉진

○ 산업·경제적 측면

- 설비의 신뢰성 및 성능향상으로 수출 경쟁력 확보 및 수입대체

- 최적화된 시공기준을 통한 설치비용의 절감효과 발생

○ 정책적 측면

- 설비의 신뢰성 확보를 통한 보급 활성화 및 수출 경쟁력 향상으로 민간투자 규모의 확대 기대

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