목차
[표제지 등]=0,1,2
제출문=0,3,1
요약문=i,4,1
Summary=ii,5,3
Contents=v,8,1
목차=vi,9,3
그림목차=ix,12,7
표목차=xvi,19,2
제1장 서론=1,21,1
제1절 사업의 개요=1,21,1
1. 제로 에너지 타운의 정의와 필요성=1,21,2
2. 제로 에너지 타운 조성=2,22,2
3. 사업의 당면과제 및 애로기술=4,24,1
제2절 국내ㆍ외 제로 에너지 타운 관련 기술의 현황=4,24,1
1. 국내의 경우=4,24,2
2. 국외의 경우=5,25,14
제3절 사업의 목표와 내용=18,38,1
1. 사업의 최종 목표=18,38,2
2. 연차별 사업목표 및 내용=19,39,3
3. 추진전략 및 방법=22,42,4
4. 연구개발 추진체계 (연차별 추진 일정)=26,46,1
5. 기대성과=27,47,2
제2장 제로에너지 타운 Master Plan=29,49,1
제1절 ZET 부지 기상 모니터링=29,49,1
1. 기상자원 잠재량 분석=29,49,19
2. 풍력자원 잠재량 분석=48,68,6
제2절 제로에너지 타운 Master Plan=54,74,1
1. 사업부지 현황 및 개요=54,74,1
2. 기존 시험ㆍ연구 시설물 철거 및 이전=55,75,5
3. 제로에너지 타운 시범빌딩, 성능관리동 설계설명 및 건축개요=60,80,5
4. 제로에너지타운 ZEDT 설계도=65,85,6
5. 제로에너지타운 대체에너지 설비 및 기타 구조물설치 계획안=70,90,2
제3장 제로에너지 타운 시공현황=72,92,1
제1절 제로에너지타운 구성 및 시공경과=72,92,1
1. 제로에너지 시범 타운 구성 및 개요=72,92,2
2. 건물별 기능 및 요소설비 목록=73,93,2
3. 제로에너지타운 시공경과=74,94,28
제2절 성능시험동 설비 설치현황=102,122,1
1. 태양열 솔라 시뮬레이터=102,122,5
2. 극한시험을 위한 항온 항습 챔버=106,126,7
3. 태양전지모듈 성능평가 장비 구축=113,133,5
제3절 제로에너지 타운 시범빌딩 및 성능관리동 추진현황=118,138,1
제4장 신ㆍ재생에너지 설비의 개발ㆍ설치와 시험=119,139,1
제1절 제로에너지 솔라하우스 실증시험=119,139,1
1. 연구의 내용=119,139,1
2. ZeSH의 냉난방설비시스템 개요=119,139,1
3. 모니터링 시스템=120,140,5
4. 난방 측정기간의 외기조건=124,144,1
5. 모니터링 결과 및 분석=125,145,7
제2절 PV시스템 운전 및 모니터렁 결과분석=132,152,1
1. 서론=132,152,1
2. PV시스템 개요=133,153,3
3. 모니터링 시스템 설계구축=135,155,6
4. PV시스템 시뮬레이션 및 결과=140,160,3
5. PV시스템 모니터링 결과분석=142,162,8
6. 결론=149,169,3
제3절 풍력발전기 개발, 설치, 성능시험 (KIER 저속형 100 kW) 연구=152,172,1
1. 풍력발전 시스템 개발 개요=152,172,1
2. 100 kW 풍력 발전 시스템의 사양=152,172,3
3. 각 주요 부품에 대한 제작=154,174,7
4. 풍력발전기 계통연계 및 모니터링=160,180,3
5. 시운전 및 계통연계=162,182,2
6. 운전 실적=163,183,3
7. 향후 추진계획=165,185,1
제4절 수소저장 연료전지(5kW) 설치, 성능시험 및 실용화 연구=166,186,1
1. 시스템 개요=166,186,7
2. 전체 시스템 설계=172,192,4
3. 수전해 시스템 설치 및 성능 시험=176,196,5
4. 수소 저장 탱크 설치 및 성능 시험=180,200,3
5. 연료전지 시스템 설치 및 성능 시험=183,203,10
제5장 제로에너지 타운 통합 모니터링 설비 및 시스템 구축=193,213,1
제1절 제로에너지타운 상황실 개요=193,213,1
제2절 상황실 통합모니터링 시설공사=193,213,2
제3절 통합모니터링 시스템 구축=194,214,1
1. 시스템구성도=194,214,2
2. 상세 구성 내역=195,215,2
제4절 건물부하 모니터링 시스템 구축=197,217,1
1. 시스템구성 개요=197,217,1
2. 시스템의 구성=197,217,2
3. 건물 부하측정 시스템 세부 기능=199,219,13
4. 부하측정 통신 및 감시 S/W 기능=212,232,3
제5절 결론=215,235,1
참고문헌=216,236,1
부록:제로에너지 타운 건물부하 모니터링 시스템 프로그램 소스=217,237,35
서지정보양식=252,272,2
[그림 1-1-1] Zero Energy Town 개념도=2,22,1
[그림 1-2-1] 독일 남서부 Freiburg시의 태양에너지 관련시설=9,29,1
[그림 1-2-2] 로키 마운틴 연구소=9,29,1
[그림 1-2-3] PHOEBUS 시스템 개념도=10,30,1
[그림 1-2-4] Zion Canyon 방문자ㆍ교통 센터=11,31,1
[그림 1-2-5] Big Horn 주택개발 센터=12,32,1
[그림 1-2-6] 반투명천창=13,33,1
[그림 1-2-7] 복사식 바닥난방=13,33,1
[그림 1-2-8] 통풍창=13,33,1
[그림 1-2-9] 공기식 태양열 집열기=13,33,1
[그림 1-2-10] 차양과 지붕 통풍창=14,34,1
[그림 1-2-11] 말뫼의 미래 도시 개발 모형=14,34,1
[그림 1-2-12] Sydkraft의 에너지 시스템 연계=16,36,1
[그림 1-2-13] "Zero Energy" Building의 남측면도=17,37,1
[그림 1-2-14] "Zero Energy" Building의 북측면도=17,37,1
[그림 1-3-1] 제로에너지 타운 조감도=19,39,1
[그림 1-3-2] 사업추진 체계=22,42,1
[그림 2-1-1] 전국 연평균 1일 수평면 전일사량 자원분포도 (KWh/㎡/day)=31,51,1
[그림 2-1-2] 전국 계절별 일평균 수평면 전일사량 자원분포도 (KWh/㎡/day)=32,52,1
[그림 2-1-3] 전국 연평균 1일 법선면 직달일사량 자원분포도 (kcal/㎡/day)=33,53,1
[그림 2-1-4] 전국 계절별 일평균 법선면 직달일사량 자원분포도 (kcal/㎡/day)=34,54,1
[그림 2-1-5] 월별에 따른 남향면 경사면일사량=38,58,1
[그림 2-1-6] 월별에 따른 방위별 수직면 경사면일사량=39,59,1
[그림 2-1-7] 남향면에서의 계절별 경사면일사량=40,60,1
[그림 2-1-8] 월별 일평균 성분일사량=41,61,1
[그림 2-1-9] 월별 일평균 수평면 전일사량에 대한 성분별 일사량의 비=43,63,1
[그림 2-1-10] 전국 연평균 1일 건구온도 분포도=45,65,1
[그림 2-1-11] 전국 연평균 1일 난방기간 건구온도 분포도=46,66,1
[그림 2-1-12] 전국 계절별 연평균 건구온도 분포도=47,67,1
[그림 2-1-13] 우리나라 풍력자원 분포도(등 풍속)=51,71,1
[그림 2-1-14] 국내 풍력에너지 밀도 분포도=52,72,1
[그림 2-2-1] 태양동산 기존건물 배치 및 측량도면=54,74,1
[그림 2-2-2] 자연형태양열 주택 및 태양광발전시템=55,75,1
[그림 2-2-3] 자연형태양열 주택 및 태양광가로등=55,75,1
[그림 2-2-4] 설비형 태양열주택=56,76,1
[그림 2-2-5] 태양열 연구시험동=57,77,1
[그림 2-2-6] 각종 진공관형, 평판형집열기=57,77,1
[그림 2-2-7] 태양광발전시스템=58,78,1
[그림 2-2-8] PTC 태양열 중고온 집열기=58,78,1
[그림 2-2-9] DISH형 집광시스템=59,79,1
[그림 2-2-10] 제로에너지타운 조감도=65,85,1
[그림 2-2-11] 제로에너지타운 배치도=66,86,1
[그림 2-2-12] 시범빌딩 정면도=66,86,1
[그림 2-2-13] 시범빌딩 1층 평면도=67,87,1
[그림 2-2-14] 시범빌딩 2층 평면도=67,87,1
[그림 2-2-15] 시범빌딩 3층평면도=68,88,1
[그림 2-2-16] 시범빌딩 4층평면도=68,88,1
[그림 2-2-17] 성능관리동 정면도=69,89,1
[그림 2-2-18] 성능관리동 1층 평면도=69,89,1
[그림 2-2-19] 성능관리동 2층 평면도=70,90,1
[그림 3-1-1] 시범빌딩 터파기공사=76,96,1
[그림 3-1-2] 시범빌딩 버림콘크리트=76,96,1
[그림 3-1-3] 시범빌딩 좌표설정 및 먹줄놓기=77,97,1
[그림 3-1-4] 시범빌딩 기초배근=77,97,1
[그림 3-1-5] 시범빌딩 기초콘크리트=78,98,1
[그림 3-1-6] 성능관리공 기초 및 1층 바닥콘크리트=78,98,1
[그림 3-1-7] 시범빌딩 및 성능관리동 골조=79,99,1
[그림 3-1-8] 시범빌딩 및 성능관리동 골조완료=79,99,1
[그림 3-1-9] 성능관리동 및 야외시험장=80,100,1
[그림 3-1-10] 복합판넬 STURDS설치 및 외벽단열=80,100,1
[그림 3-1-11] 외벽단열 및 복합판넬 STURDS 설치=81,101,1
[그림 3-1-12] 외벽단열 및 복합판넬설치=82,102,1
[그림 3-1-13] 열반사단열재 및 복합판넬설치=82,102,1
[그림 3-1-14] 수적 태양전지(BIPV) 및 복합판넬설치=83,103,1
[그림 3-1-15] 태양전지(BIPV) 및 복합판넬설치=83,103,1
[그림 3-1-16] 경사면 태양전지(BIPV)(차양)설치=84,104,1
[그림 3-1-17] 수직 및 경사면 태양전지(BIPV)설치=84,104,1
[그림 3-1-18] 시범빌딩 옥상 태양열 온수급탕시스템 설치=85,105,1
[그림 3-1-19] 시범빌딩 및 성능관리동 옥상 호이스트설치=85,105,1
[그림 3-1-20] 제로에너지 타운 (주택, 시범빌딩 및 성능관리동) 전경=86,106,1
[그림 3-1-21] 제로에너지 타운 전경=87,107,1
[그림 3-1-22] 제로에너지타운 시범빌딩 주 현관=88,108,1
[그림 3-1-23] 제로에너지타운 적용시스템 전시판넬=88,108,1
[그림 3-1-24] 보일러실=89,109,1
[그림 3-1-25] 전기실=89,109,1
[그림 3-1-26] 풍력, 태양광 발전 송전 연결부와 인버터(전기실 내)=90,110,1
[그림 3-1-27] ZEDT 계측 시스템(전기실 내)=90,110,1
[그림 3-1-28] 태양광 발전시스템 모니터링=91,111,1
[그림 3-1-29] 태양열 급탕시스템 모니터링=91,111,1
[그림 3-1-30] 풍력 발전시스템 모니터링=92,112,1
[그림 3-1-31] 100 kW 풍력 발전기=92,112,1
[그림 3-1-32] Solar Simulator (조명장치)=93,113,1
[그림 3-1-33] Solar Simulator System=93,113,1
[그림 3-1-34] 집열기 및 온수급탕시스템 성능측정용 시수공급 장치=93,113,1
[그림 3-1-35] Solar Simulator용 입사각 조절 집열기 실험장치=94,114,1
[그림 3-1-36] 집열기 실험을 위한 온수공급 제어장치=94,114,1
[그림 3-1-37] 옥외 태양열 온수급탕시스템 시험장치=95,115,1
[그림 3-1-38] 일사량계 교정장치=95,115,1
[그림 3-1-39] 자외선/가시광선/근적외선 분광광도계=96,116,1
[그림 3-1-40] kW급 고분자 연료전지 시스템=96,116,1
[그림 3-1-41] 주거용 주 출입구=97,117,1
[그림 3-1-42] 주거용 현관=97,117,1
[그림 3-1-43] 주거용 1 - 3층 거실=97,117,1
[그림 3-1-44] 주거용 1 - 3층 주방=98,118,1
[그림 3-1-45] 주거용 1 - 3층 방=98,118,1
[그림 3-1-46] 주거용 1 - 3층 옷장 및 욕실=99,119,1
[그림 3-1-47] 주거용 4층 거실(a)=99,119,1
[그림 3-1-48] 주거용 4층 거실(b)=100,120,1
[그림 3-1-49] 주거용 4층 주방=100,120,1
[그림 3-1-50] 주거용 4층 방=101,121,1
[그림 3-1-51] 주거용 4층 욕실=101,121,1
[그림 3-1-52] 주거시설의 발코니(외부)=101,121,1
[그림 3-2-1] 솔라 시뮬레이터 설치 성능시험동 개략도=103,123,1
[그림 3-2-2] 인공광 집광 및 반사부 개략도=104,124,1
[그림 3-2-3] Solar Simulator 사진=104,124,1
[그림 3-2-4] 인공광 집광 및 반사부 위치 조절 및 설치대 개략도=105,125,1
[그림 3-2-5] 인공광 집팡 몇 반사부 냉각 개략도=107,127,1
[그림 3-2-6] 항온항습 장치 설계 제작도=109,129,1
[그림 3-2-7] 태양전지모듈의 성능평가 항목=114,134,1
[그림 3-2-8] 태양전지모듈 성능평가 장비 구성도=115,135,1
[그림 3-2-9] 태양전지모듈의 발전성능시험 장비=115,135,1
[그림 3-2-10] 태양전지모듈의 환경적 성능평가 장비=117,137,1
[그림 4-1-1] ZeSH의 외형 및 적용된 주요기술=119,139,1
[그림 4-1-2] 냉난방 설비의 성능측정을 위한 센서 설치도=121,141,1
[그림 4-1-3] 냉난방 설비의 성능측정을 위한 센서 설치도=122,142,1
[그림 4-1-4] ZeSH 모니터링 주 화면=123,143,1
[그림 4-1-5] ZeSH 냉난방 설비 모니터링 화면=123,143,1
[그림 4-1-6] 난방실험기간의 외기온도 및 일사량=124,144,1
[그림 4-1-7] 실내 온도 및 난방공급열량=126,146,1
[그림 4-1-8] 시간대별 일사량, 난방공급량 및 실내온도분포=126,146,1
[그림 4-1-9] 태양열 집열시스템의 열성능 및 효율=127,147,1
[그림 4-1-10] 1월중 일별 집열 효율=128,148,1
[그림 4-1-11] 난방에 따른 축열조 온도변회=129,149,1
[그림 4-1-12] 태양열 및 보조열원에 의한 난방공급량과 태양의존율=130,150,1
[그림 4-1-13] 일반주택과 ZeSH 에너지사용량 비교=131,151,1
[그림 4-2-1] PV시스템 기본설계 구성=135,155,1
[그림 4-2-2] 전체 시스템 개요=137,157,1
[그림 4-2-3] 모니터링용 원격단말기=137,157,1
[그림 4-2-4] 모니터링시스템의 주화면=138,158,1
[그림 4-2-5] PV시스템 모니터링 항목=139,159,1
[그림 4-2-6] PV시스템의 시뮬레이션 흐름도=140,160,1
[그림 4-2-7] PV시스템 시뮬레이션 모델=141,161,1
[그림 4-2-8] PV시스템 시뮬레이션 결과=142,162,1
[그림 4-2-9] 월별 일사량 변화 분포=143,163,1
[그림 4-2-10] PV시스템 운전특성 결과=144,164,1
[그림 4-2-11] PV어레이 월별 출력특성=145,165,1
[그림 4-2-12] PV시스템 PCS 월별 운전특성=146,166,1
[그림 4-2-13] PV시스템 월별 발전효율 및 시스템이용률 특성=146,166,1
[그림 4-2-14] PV시스템 월별 성능비 특성=147,167,1
[그림 4-2-15] PV시스템 성능특성 분석결과=149,169,1
[그림 4-3-1] Rotor Blade=154,174,1
[그림 4-3-2] 타워 Schematic (옆으로 �똑� 도면)=155,175,1
[그림 4-3-3] 기어박스 (유성 증속비 1 : 29.4)=156,176,1
[그림 4-3-4] 로터(베어링 + 샤프트) 시스템=157,177,1
[그림 4-3-5] 100 kW 풍력발전기 시공 광경 (2004. 10)=157,177,1
[그림 4-3-6] Nacelle과 메인 프레임=158,178,1
[그림 4-3-7] Foundation 접지시공 (1, 2차) 및 접지 저항 측정=158,178,1
[그림 4-3-8] 제어기 플로우 챠트=159,179,1
[그림 4-3-9] 타워 세크먼트=160,180,1
[그림 4-3-10] 타워 테일링=160,180,1
[그림 4-3-11] 블레이드 설치=160,180,1
[그림 4-3-12] 설치 완료=160,180,1
[그림 4-3-13] 설치된 100 kW 풍력발전기=160,180,1
[그림 4-3-14] 풍력발전기 계통연계 및 모니터링 모식도=161,181,1
[그림 4-3-15] 대전 지역 일일 평균 풍속 (기상청 자료)=164,184,1
[그림 4-3-16] 2005년 12월 17일 풍속 현황 (기상청 자료)=164,184,1
[그림 4-4-1] 재생형 연료전지 시스템=166,186,1
[그림 4-4-2] The Energy Park At Agder College, Crimstadt, Norway=172,192,1
[그림 4-4-3] The Phoebus Project In Julich, Germany=173,193,1
[그림 4-4-4] Utsira Wind Power-Hydrogen System, Norway=173,193,1
[그림 4-4-5] I-V Characteristics Of a Single Cell RFC System=174,194,1
[그림 4-4-6] 5kW급 수소 저장 연료전지 시스템 설계=175,195,1
[그림 4-4-7] PEM Electrolyzer System=176,196,1
[그림 4-4-8] The Single Cell For PEM Electrolyzer=177,197,1
[그림 4-4-9] Proton Energy사의 1N㎡/h급 수전해 시스템=178,198,1
[그림 4-4-10] Proton Energy사 수전해 시스템의 구성도=178,198,1
[그림 4-4-11] 제로에너지타운 내부에 설치된 수전해 시스템=180,200,1
[그림 4-4-12] 수소 저장 탱크 제작 및 설치 도면=181,201,1
[그림 4-4-13] 수소 저장 탱크 지지대 제작 및 설치 도면=181,201,1
[그림 4-4-14] 수소 저장 탱크 설치=182,202,1
[그림 4-4-15] 연료전지 시스템 구성도=183,203,1
[그림 4-4-16] 설치된 GenCore 연료전지 시스템=184,204,1
[그림 4-4-17] 제로에너지타운 실내에 설치된 연료전지 및 수전해 시스템=186,206,1
[그림 4-4-18] 성능 시험 중인 연료전지 시스템=186,206,1
[그림 4-4-19] 연료전지 시스템 성능 시험을 위하여 사용된 전기 부하=187,207,1
[그림 4-4-20] 연료전지 시스템 초기 시동 시 제어 화면=187,207,1
[그림 4-4-21] 1.67kW 출력에서의 연료전지 시스템 성능 평가=188,208,1
[그림 4-4-22] 1.94kW 출력에서의 연료전지 시스템 성능 평가=189,209,1
[그림 4-4-23] 2.85kW 출력에서의 연료전지 시스템 성능 평가=190,210,1
[그림 4-4-24] 3.73kW 출력에서의 연료전지 시스템 성능 평가=191,211,1
[그림 4-4-25] 4.62kW 출력에서의 연료전지 시스템 성능 평가=192,212,1
[그림 5-2-1] 평면도=193,213,1
[그림 5-2-2] 입면도=194,214,1
[그림 5-2-3] 제로에너지타운 상황실=194,214,1
[그림 5-3-1] 통합모니터링 시스템 구성도=195,215,1
[그림 5-3-2] 제로에너지타운 모니터링 시스템=196,216,1
[그림 5-3-3] 신재생에너지 분야별 모니터링 시스템=196,216,1
[그림 5-4-1] 건물 부하측정 계통도=197,217,1
[그림 5-4-2] 건물 부하측정 시스템=198,218,1
[그림 5-4-3] 건물 부하측정 흐름도=198,218,1
[그림 5-4-4] 건물 부하측정 시스템 메인 화면=199,219,1
[그림 5-4-5] Button 메뉴=199,219,1
[그림 5-4-6] 발전 현황=200,220,1
[그림 5-4-7] 한전계통선=201,221,1
[그림 5-4-8] 한전계통선 세부항목=202,222,1
[그림 5-4-9] 태양광발전[13KW]=202,222,1
[그림 5-4-10] 태양광발전[5KW] 세부항목=203,223,1
[그림 5-4-11] 태양광발전[8KW] 세부항목=205,225,1
[그림 5-4-12] 풍력 발전[100KW]=205,225,1
[그림 5-4-13] 풍력 발전[100KW] 세부 항목=206,226,1
[그림 5-4-14] 전력현황 세부 항목=207,227,1
[그림 5-4-15] 제로 에너지 타운 총 부하량=208,228,1
[그림 5-4-16] 실시간 그래프=208,228,1
[그림 5-4-17] Trend 기능=209,229,1
[그림 5-4-18] Trend (표 보기 기능)=209,229,1
[그림 5-4-19] Trend (그래프 보기 기능)=210,230,1
[그림 5-4-20] Trend 데이터 검색 실패=211,231,1
[그림 5-4-21] 프로그램 종료=211,231,1
(표 2-1-1) 우리나라 주요지역의 월별 연평균 1일 수평면 전일사량=35,55,1
(표 2-1-2) 우리나라 주요지역의 월별 연평균 1일 법선면 직달일사량=36,56,1
(표 2-1-3) 방위별에 따른 경사면일사량 비교=37,57,1
(표 2-1-4) 남향면에서의 월별 경사면일사량 비교=38,58,1
(표 2-1-5) 계절별에 따른 방위별 경사면일사량=39,59,1
(표 2-1-6) 성분별에 따른 일평균 일사량 비교=42,62,1
(표 2-1-7) 계절별에 따른 일평균 성분일사량=42,62,1
(표 2-1-8) 우리나라 주요지역의 월별 연평균 1일 건구온도=44,64,1
(표 2-1-9) 기상청의 관측지점 개황 및 분석결과 (50m) - 계속=50,70,1
(표 2-2-1) 건축계획 기본개념=60,80,1
(표 2-2-2) 실내마감재료표=63,83,1
(표 2-2-3) 동별개요=64,84,1
(표 2-2-4) 제로에너지타운 신축건물건축개요(시범빌딩,성능관리동,솔라하우스)=64,84,1
(표 3-1-2) 차수별 전체 공정율=75,95,1
(표 3-2-1) 항온항습실 제원=109,129,1
(표 3-3-1) 년차별 시공 추진내용=118,138,1
(표 4-1-1) 실내 온도측정용 센서=122,142,1
(표 4-1-2) 태양열 및 지열히트펌프 시스템 제원=124,144,1
(표 4-1-3) 일별 난방공급량과 태양열 의존율=129,149,1
(표 4-1-4) 태양열 및 보조열원에 의해 공급된 열량 및 태양열 의존율=130,150,1
(표 4-1-5) 단위면적당 연간 난방부하=131,151,1
(표 4-2-1) PV모듈의 규격 및 어레이 구성=133,153,1
(표 4-2-2) 계통연계형 PCS 규격=134,154,1
(표 4-2-3) PV시스템 설계ㆍ시공=136,156,1
(표 4-2-4) 운전데이터 수집 및 분석평가 항목=140,160,1
(표 4-2-5) 모니터링기간동안 PV시스템 성능특성 분석결과 (벽면일체)=150,170,1
(표 4-2-6) 모니터링기간동안 PV시스템 성능특성 분석결과 (차양식)=151,171,1
(표 4-4-1) 수전해 기술의 종류 및 특징=167,187,1
(표 4-4-2) 수소저장 기술의 종류 및 연구과제=168,188,1
(표 4-4-3) 연료전지 기술의 종류 및 용도=170,190,1
(표 4-4-4) 응용제품별 연료전지의 분류=171,191,1
(표 4-4-5) 설치 예정인 수전해 시스템 사양=179,199,1
(표 4-4-6) GenCore 시스템 사양=185,205,1